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多熟种植概念及其发展复种间混套作一、多熟种植有关概念熟制：耕地利用程度的一种简便表示方式，五年四熟，一年一熟。多熟制：三年四熟，两年三熟，一年两熟，两年五熟，一年三熟。多熟种植（multiplecropping）：指在同一田地上在同一年内种植两种或两种以上作物的种植方式，其作物在时间与空间上的集约化，它包括复种、间套作两个方面。复种（sequentialcropping）：是指在同一田地上一年内接连种植两季或二季以上作物的种植方式。123456789101112月休闲水稻休闲A休闲水稻再生稻B水稻休闲水稻休闲水稻C水稻水稻水稻水稻D水稻一熟变四熟的种植模式（国际水稻研究所，菲律宾）单作(solecropping)在同一田块一季种植一种作物的种植方式，也叫清种、纯种、平作、净种。小麦，水稻，大豆作物单一管理方便便于机械化劳动生产率高单作小麦单作玉米间作（intercropping）在同一田块于同一生长期内同时分行或分带同时种植两种或两种以上作物的种植方式。也称夹作、间种。主要生长期共生，超过2/3。作物多样成行成带分布，尚好管理不便机械化，（宽带型尚可）劳动生产率稍低土地生产率较高林农（农林）间作，又称多层作乔木/灌木/草本，果树/作物间作玉米大豆间作玉米大豆间作示意图玉米薯类间作示意图玉米薯类间作混作(mixedcropping)同一田块同期混合种植两种或两种以上作物的种植方式。也称混种。分布不规则行内或隔行种植、撒播不便分别管理作物间比较接近套作(relaycropping)在前季作物生长的后期（收获前）于其株行间播种或移栽后季作物的种植方式。也称套种、串种。两种以上作物前后茬作物共生期较短，低于2/3前后茬作物主要生长期共生时间较短不便于机械化，（宽行尚可）耕地利用率高耕地年单产增产潜力大复种指数提高小麦玉米套作作物种植方式示意图立体种植（multistorycropping）：在同一农田上，两种或两种以上的作物从平面、时间上多层次地利用空间的种植方式。实际上是间、混、套作的总称。立体种养（multistorycroppingandraising）：在同一块田地上，作物与食用微生物、农业动物或鱼类分层利用空间种植和养殖的结构；或在同一水体内，该经济价值的水生植物与鱼类、贝类相间混养、分层混养的结构。如玉米和菌菇、稻和鱼类共同种养，后者如藻（海带）和扇贝、海参共养。休闲（fallow）是常见的一种耕作方式，它是指耕地在可种作物的季节只耕不种或不耕不种的农作方式。撂荒(shifting)：当休闲年限在两年以上并占到整个轮作周期的2/3以上时，这种土地利用方式就称撂荒。种植指数(croppingindex)表示耕地利用程度的高低，即全年总播种面积占耕地面积的百分比，传统上也称复种指数。全年作物总播种面积种植指数（%）=-----------------------------×100%耕地面积如我国1995年农作物总播种面积是1.5亿hm2,年末耕地面积是9497.4万hm2,种植指数应为157.8％，衡量间混作比单作增产程度的一项指标，指同一农田中两种或两种以上作物间混作时的收益与各个作物单作时的收益之比率。如玉米与大豆间作时，其表达式为：土地当量比（LER）=（玉米间作时的产量÷玉米单作时的产量）+（大豆间作时的产量÷大豆单作时的产量）。若LER大于1，即表示间作比单作效率高。当LER为1.4时，即表示单作时要用1.4公顷的土地才能达到间作时1公顷土地的产量。(LER-1)×100%则是间混作的增产率。上例的增产率为40%。长期以来由于生产水平的限制，且多应用于农业落后地区，多熟种植发展甚慢，一度被人简单地认为是一种落后或暂时的东西；20世纪70年代以来，由于多熟种植在提高单位面积粮食产量方面起重要作用，开始受到重视；90年代以来，多熟种植被认为是持续农业的重要技术，主要在生物多样性、土壤保护性植被、生物防治等方面受到重视；总体上讲，世界农业在14亿公顷的耕地上单作一熟是主体，多熟种植面积粗略估计为1.7亿公顷，其中复种面积1亿公顷，间、混、套作面积0.7亿公顷，占世界耕地面积的12%左右；亚洲、非洲、拉丁美洲自然条件适合多熟种植的发展，人多地少缺粮推动了多熟种植的发展，是传统的多熟种植地区。间混套作与复种相结合，豆科与禾本科作物结合是多熟种植的重要特点。北美洲和欧洲热水资源对发展多熟种植较为紧张，人少地多，农业现代化、机械化程度高，历史上以单作为主。复种青饲料与耐寒短生作物是多熟种植特点，用于农牧结合和土地用养结合。（1）传统多熟制发展：多熟制缓慢发展期（春秋战国——北宋初）。人口始终徘徊在5000万左右，人均耕地多达20亩，多熟种植有零星分布。长江流域主要有：小麦-水稻、水稻-水稻、水稻-绿肥、水稻-再生稻等复种二熟；黄河流域：麦-豆-谷两年三熟。多熟制加速发展期(南宋－明初)：人口首次突破1亿，人均耕地下降到12-13亩，间套复种面积进一步扩大，分布范围也越来越广。多熟制全面发展期(明初－清末)：人口已接近4亿，人均耕地降到2.5亩。各地出现了大面积麦/豆、油菜、玉米/棉花和麦/棉间套类型。多熟制减速发展期(解放前)：连年的战争和饥荒使人口大量减少。50年代是新中国发展最快的时期，此期全国种植指数上升了近14个百分点。主要是南方稻田“单改双”（单季稻改双季稻）、“间改连”（间作改一年内前后相连两季水稻）。在此期间长江以北长城以南种植指数也提高了5个百分点，主要是江淮扩大冬种推广稻麦两熟，华北平原改二年三年为一年二作。60年代进入滑坡与徘徊时期，前期由于政治动荡农业滑坡，种植指数下降5个百分点，后期缓慢地回升了3个百分点。70年代第二次发展期，随着人地矛盾的日益尖锐和社会需求的不断高涨，提高以土地为核心的资源利用率。1970-1978年期间种植指数上升了10个百分点。南方双季稻由华南向长江流域推进，1977年全国双季稻田面积高达1.9亿亩，同时还推进了双季稻加冬作（麦、油菜、绿肥）的三熟制，1979年面积达1.5亿亩，占南方稻田面积的一半。华北平原由于灌溉面积大幅度增加，原有的小麦—夏玉米—春玉米两年三熟制基本上改成为小麦—玉米（或大豆、甘薯）两熟制。与此同时间套作也迅速发展，小麦玉米套作，棉麦套种面积剧增。70年代末到80年代初（78—83年）第二次滑坡调整，种植指数下降5个百分点。此时，中国农村体制发生了变革，农民获得了较多的自主权，对不适宜的多熟方式进行了调整，最集中表现为苏南地区又将双季稻改为单季稻，实行稻麦两熟、整个南方双季稻和双季稻三熟制的面积都有所下降。80年代后期到90年代第三次发展，1983到1995年种植指数上升了11个百分点。华北、西北等地大面积“吨粮田”、“双千田”开发；南方水田双季稻区冬闲田开发，单季稻区发展再生稻；西南丘陵旱地增加旱两熟与套种三熟面积；华北麦套玉米面积达8000万亩，麦套棉面积达3200万亩，占棉田一半；西北、东北一熟地区灌溉上发展小麦玉米半间半套带田。90年代后期到现在又有下降，由于粮食比较效益低，农村劳务经济发展，以及轻、简农业技术应用扩大，南方水田的冬闲田面积增加，单季稻面积扩大；北方地区的间作套种面积也有下降。1、提高土地利用率提高粮食总产量的途径有两条，一是扩大耕地面积，二是提高单位面积年产量，我国扩大耕地潜力已经很小，集约利用时空资源、提高复种指数是重要途径之一。多熟种植可以大大提高土地利用率。合理的间套作一般增产30～50%，复种可以多收获一季作物。我国一亩耕地相当于1.6亩用，以占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口。半个世纪内种植指数提高了30个百分点，约增加了4亿亩播种面积，每亩增产以250kg计，年增产1亿t上下的粮食，约等于同期增加粮食总产量的1/3多，对中国农业生产起着决定性作用。2、提高农民经济效益通过提高产量增加收入。甘肃河西走廊小麦玉米间套作的“吨粮田”产粮水平相当于一般农田的3-4倍，亩产值和纯收入分别增加2-3倍和1-2倍。华北地区小麦玉米两熟比一熟增产89.7%，亩成本虽增加58.6%，但由于亩产值提高86.4%，因而小麦成本反而降低66.4%，亩纯收入增加102.7%。以粮菜、粮药、粮经、粮果、粮菇立体种植为特征的“双千田”、等，平均亩产粮500kg以上，平均亩收入1000元以上。还有“三千田”、“四千田”等。3、协调争地矛盾，促进可持续发展由于多熟提高了粮食产量，因而缓和了粮食与经济作物争地的矛盾，利于进行作物结构调整，扩大高价值作物（经作、果树、蔬菜）以及饲料、水产品等的生产。合理的间套作就可有效利用有限的土地，生产出尽可能多的产品。由于多熟增产，缓解了进一步开垦荒地的压力，因而减少了土地的退化、沙化或草原与林地的破坏，保护了生态，促进农业可持续发展。1、我国多熟种植发展潜力以热量水分为主要指标，估算我国在光温水土等自然条件下可能达到的种植指数的潜力约为180%-190%,其中：东北地区110%；西北地区120%；华北地区190%；华东华中地区210%；西南230%；华南250%。总体上我国种植指数有20个百分点的潜力可以挖掘，其中东北、西北地区6-8个百分点，华北地区10个百分点，华东华中地区15个百分点，西南8-10个百分点，华南15-20个百分点。（1）不断挖掘高产潜力（2）多元化、高效化发展（3）现代新技术、新材料广泛应用（4）农机农艺配套（5）资源环境的可持续利用复种即在同一田地上在一年内顺序接茬种植二季或二季以上作物按收获作物的季数分别称为二茬复种、三茬复种和四茬复种复种形式：直播复种、移栽复种、再生复种和套作复种等前茬收获后种植后茬（复种）小麦—水稻前茬收获前种植后茬（套作）小麦/玉米土地增产三途径：◦扩大耕地面积◦提高作物单产◦增加复种指数，提高全年土地单产增加农作物播种面积与耕地作物年产量缓和粮、经、饲、果、菜等作物争地的矛盾，促进全面增产有利于年内作物产量的互补，特别是以秋粮补夏粮，使产量稳定02004006008001000120014005001000150020002500160180200220240260280300320产量（公斤/亩）产值（元/亩）复种指数（％）图产量产值与复种指数的关系图实际产值预测产值实际产量预测产量增加播面、复种指数减少争地矛盾利于稳产世界各地均有复种产生发展◦西汉，氾胜之书，谷子—小麦◦东汉，小麦—豆，麦—稻◦５世纪，再生稻，三熟制◦建国后，１６０％，增产４３％汉１７亩，唐２７亩，宋１３亩，明１２亩，清５亩，４９年３亩，现在１亩多1、复种对光能资源的集约利用：复种通过延长光合时间和扩大光合面积，提高对光能的集约利用而实现作物高产。一年一熟由于光合时间短，光合面积小，光能利用率很低；通过复种，延长光合时间，可使光能利用率提高。叶日积（LAI-D）：叶面积系数与生长持续期之积。在延长光合时间同时，要保证维持一定的叶面积，防止漏光。叶日积较高有利于增产。农田作物产量与叶日积高度相关Y=LD/(0.2731+0.00027LD)nLD=∑LIAii◦n作物生长的总天数◦LIAi作物每天的叶面积指数2、复种对热量资源的集约利用：一季作物生长期60～280天，而喜温作物生长期多为120～180天，对生长季节利用率低，有180～240天的剩余。通过复种可提高对生长季节利用率。将喜凉作物与喜温作物组配，建立充分利用四季生长期的复种体系，可有效地提高对热量资源的集约利用。（1）生长季节集约利用早熟性(M.N.卡拉柯夫)生育期（天）特早熟85早熟85-115中熟115-145迟熟145-175特迟熟175长江流域：熟制利用天数剩余天数季节利用指数一熟稻150-180天180-200天0.5麦稻两熟330-350天15-35天0.95油稻稻三熟450-470天85-105天1.25套作、育苗移栽，可以提高季节利用指数(G