第五部分间混套作INTERCROPPING教学课件.ppt

第五章 间混套作 INTERCROPPING,间、混、套作是我国农业遗产的重要组成部分，是精耕细作、集约种植的一种传统技术:,公元前1世纪，西汉汜胜之书：“每亩以黍椹子各三升合种之”、“区种瓜又种薤十根”、“又可种小豆于瓜中”。 公元6世纪齐民要术：“二豆良美，润泽益桑”，以发挥作物间的互利关系；“慎勿于大豆地中杂种麻子”，以避开作物间的不利关系。 至宋、元时期的七百年间，间混套作有一定发展，注意到用地养地相结合，并提高了对套作的好处和合理选配作物组合的认识。 至明、清，人口增加较快，人均耕地显著减少，间混套作普及较快。明代农政全书中有了关于大麦、裸麦和棉花套作，麦和蚕豆间作，以及棉薯间作等记载。清朝农蚕经记述了麦与大豆的套作。此外，明朝还有早稻与晚稻套作，清朝有稻豆套作、粮菜问作、稻与苡薏间作等有关记载。至建国前，套作已有相当规模的发展，玉米与豆类间作在全国各地已都有分布。 建国后，“全国农业发展纲要”明确指出“合理的轮作(换茬)、间作套种和密植是增加农作物产量的重要措施”。,间套作的意义 Role and importance of intercropping 间套作的效应 Effects of intercropping 间套作的技术 Techniques of intercropping 主要间套作类型与方式 Major intercropping patterns,Contents,有关概念,单作(sole/solid cropping) 在同一块田地上种植一种作物的种植方式，也称为纯种、清种、净种或平作。 群体结构单一，全田作物对环境条件要求一致; 生育一致，便于田间统一种植、管理与机械化作业; 个体之间只存在种内关系。,间作(intercropping) 在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。 Intercropping is the growing of two or more crops with at least one crop planted in rows. in proximity to promote interaction between them. 不同作物在田间构成人工复合群体，个体之间既有种内关系，又有种间关系。 间作的作物播种期、收获期相同或不相同，但作物共处期长，其中，至少有一种作物的共处期超过其全生育期的一半。 间作是集约利用空间的种植方式。间作时，不论间作的作物有几种，皆不增计复种面积。,有关概念,条（带）状间作 Strip intercropping 作物成多行或占一定幅度的相间种植，形成带状，如四行棉花间作四行甘薯，二行玉米间作三行大豆等。,有关概念,Growing two or more crops together wide enough to permit separate crop machine production but close enough for the crops to interact.,带状间作便于机械化或半机械化作业，与分行间作相比能够提高劳动生产率。,有关概念,农作物与多年生木本植物相间种植，也有人称为多层作。木本植物包括林木、果树、桑树、茶树等；农作物包括粮食、经济、园艺、饲料、绿肥作物等。 Intercropping of perennial trees with field crops, in order to. create more integrated, diverse, productive, profitable, healthy and sustainable land-use systems. through the integration of trees on farms and in the agricultural landscape, diversifies and sustains production for increased social, economic and environmental benefits for land users at all levels.,农林间作 Agroforestry,农林间作与坡地农业,田篱间作 Alley cropping 或 Hedgerow Intercropping： 每隔4-6公尺宽以速生树种植成田篱，田篱之间种植一般农作物。种植作物前修剪作为绿肥并且避免遮荫 。,樟、茶间作,农桐间作,混作(混合间作) Mixed intercropping 在同一块田地上，同期混合种植两种或两种以上不同基因型作物的种植方式，也称为混种。 Growing two or more genotypes together in no distinct row arrangement.,有关概念,混作的作物相距很近或在田间分布不规则，不便分别管理，并且要求混种的作物的生态适应性要比较一致。,混作是落后的种植方式？,套作(接替间作) Relay intercropping 在前季作物生长后期的株行间种植（播种或移栽）后季作物的种植方式，也称为套种、串种。如于小麦生长后期每隔34行小麦播种一行玉米。后季作物英文有时称为under-sown crop。 每种作物的共生期都不超过其全生育期的一半。,有关概念,立体种养(multistorey cropping and raising) 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问种植和养殖的结构；或在同一水体内，高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。,有关概念,土地当量比(Land Equivalent Ratio，LER) 为了获得与间、混、套作中各个作物同等的产量，所需各种作物单作面积之比的总和 。,Yi 代表单位面积内间、混、套作群体中的i作物的实际产量； Yij 代表该作物在同样单位面积上单作时的产量。 M 是复合群体中作物的个数。,Land Equivalent Ratio (LER) 有时也用Relative Yield Total (RYT)表示。,例： 玉米+大豆，其中玉米产量349.1kg，大豆产量56.8kg。玉米单作的产量为371.7kg，大豆单作的产量为75.3kg。则玉米+大豆的土地当量比为 LER =间作玉米产量/单作玉米产量+间作大豆产量/单作大豆产量 = 349.1/ 371.7+ 56.8/ 75.3 = 1.693,间混套作的作用,提高产量和经济效益 提高产量稳定性 增加产品多样性 增强对病虫害的抗性 提高品质 保护资源环境,单一群体的缺点： 漏光多 透光差 个体间竞争激烈 难以通过增加LAI进一步提高产量,间、混、套作的效应,Individual plant population community,由于间混作而产生的作物产量变化及各个成分（组成作物）在间混作群体中与单作时的不同表现。,复合群体中的互补和竞争关系,一、空间上的互补与竞争,式中：I表示F层叶的水平光强度；I0表示群体顶部所接受的光强；K为消光系数；L为群体自上而下的累积叶面积指数；e为自然对数的底。 T=e-K可称作透光系数，即L为1时的I/I0值。K愈大T愈小，表示对通风透光的影响愈大。一般作物群体的K值大多在0.7左右，T值大多在0.5左右，即每通过叶面积指数l，光强约减弱一半。,复合群体中的互补和竞争关系,二、时间上的互补与竞争 三、地下养分、水分的互补与竞争 四、生物间的互补与竞争,两种作物互作（竞争互补）的可能结果,作物,驱避害虫,间混作的效应（效益原理）,一、提高作物群体种植密度，增加光合面积，提高光能利用效率 1、改平面受光为立体受光： 增加受光面积 提高光合效率 分层截获，提高截光量，减少反射和漏射 异质互补 2、改善通风与C02供应。,单作与间作受光面积示意图,间混作的效应（效益原理）,二、加强对地力的利用 三、发挥边行优势 玉米的边行优势可涉及到3行。6行玉米间作时，边行比中间行产量高71.2%。 隔根试验： 以单作产量为100%，隔根间作的玉米产量为118%，不隔根间作的玉米产量为132%。 说明增产的32%中，18是地上光热气的作用，14是地下肥水的作用。,不同作物与玉米间作的边行效应,以单作产量为100%。沈阳农业大学，1963-1964,间混作的效应（效益原理）,四、利用代谢产物的有利影响（allelopathy） 五、减轻病虫害,套作的效应,一、延长光合时间，充分利用热量资源，利于提高单位土地面积年产量。这是形成套作效益的主要原因。 二、躲避旱、涝、寒等灾害。 三、表现边行优势。 四、减轻病虫害。 五、缓解用工矛盾。,间混套作的技术,合理搭配作物种类和品种 合理安排田间配置 合理设计田间管理措施,合理搭配作物种类和品种,大同小异，对应互补。 大同：对大范围环境条件的生态适应性在共生期内大致相同。 小异： （）在生态适应性大致相同的基础上在一定程度上有所差别（形态、生理、生长发育特点等） 。 “一高一矮，一胖一瘦，一圆一尖，一深一浅，一长一短，一早一晚” 直接利用两个物种之间的荫蔽或保护作用。,合理安排作物田间结构配置,概念 作物群体在田间的组合、空间分布及其相互关系构成作物的田间结构。 垂直结构是群体在田间的垂直分布，是植物群落的成层现象在田间的表现，层次的多少与参与间、混、套作的作物种类多少及作物、品种的选择密切有关。 水平结构是作物群体在田间的横向排列，由于作物根系吸收一定范围内的水分、养料，且植株在田间的横向排列与田间垂直结构的形成密切有关，所以水平结构显得非常复杂和重要。 作物密度、行数、行株距、幅宽、间距、带宽构成作物的水平结构。,作物的水平结构示意图,合理安排作物田间结构配置,意义 在作物种类、品种确定后，合理的田间结构是能否发挥复合群体充分利用自然资源的优势、解决作物间一系列矛盾的关键。只有田间结构安排合理，才能既增加群体密度，又有较好的通风透光条件，从而在此基础上发挥其它技术措施的作用。如果田间结构不合理，即使其它技术措施配合得再好，也往往不能解决作物之间争水、争肥，特别是争光的矛盾。,合理安排作物田间结构配置,密度 高要密，矮略稀； 挤中间，空两边； 保主作，收次作； 促互补，抑竞争。,合理安排作物田间结构配置,行比 间套作作物的行数用行比来表示，即各作物行数的实际数相比。 间作作物的行数，要根据计划作物产量(需有一定的播种面积予以保证)和边际效应来确定，一般高位作物不可多于而矮位作物不可少于边际效应所影响行数的二倍。矮位作物的行数，还与作物的耐荫程度，主次地位有关。耐荫性强的，行数可少：耐荫性差时，行数宜多些。矮位作物为主要作物时，行数宜较多；为次要作物时，行数可较少。 套作时，如何确定上、下茬作物的行数仍与作物的主次有关。,合理安排作物田间结构配置,株行距与幅宽 幅宽是指间套作中每种作物的两个边行相距的宽度。 幅宽一般与作物行数成正相关。高位作物带内的行距一般都比单作时窄，所以在与单作相同行数情况下，幅宽要小于单作时相同行数行距的总和。矮位作物的行数较少如2-3行的情况下，行距宜小于单作的行距，即幅度较小，密度可通过缩小株距加以保证，以加大与高位作物的间距，减轻边行劣势。,合理安排作物田间结构配置,间距 间距是相邻两作物边行的距离。这里是间套作中作物种间竞争最激烈的地方。间距过大，减少作物行数，浪费土地；过小，则加剧作物间竞争。 各种组合的间距，在生产中一般都容易过小，很少过大。在充分利用土地的前提下，主要照顾矮位作物，以不过多影响其生长发育为原则。 具体确定间距时，一般可根据两个作物行距一半之和进行调整。在水肥和光照充足的情况下，可适当窄些。相反，在差的情况下可宽些，以保证作物的正常生长。,带宽过窄，作物互相影响，特别是造成矮秆作物减产；安排过宽，减少高秆作物的边行，增产不明显，或矮秆作物过多往往又影响总产。,合理安排作物田间结构配置,带宽 是间套作田间配置的基本单元。一方面，各个作物的行数、行距、幅宽和间距决定带宽；另一方面，上述各项都在一定的带宽内进行适当调整。 以W表示带宽，S表示行距，N表示行数，n表示作物数目，D表示间距，则,高位作物占种植计划的比例大而矮秆作物又不耐荫，两者都需要大的幅宽时，采用宽带种植。 高秆作物比例小且矮秆作物义耐荫可以窄带种植。 株型高大的作物品种或肥力高的土地，行距和间距都大，带宽要加宽；反之缩小。 机械化程度高的地区一般采用宽带状间套作。中型农机具作业，带宽要宽，小型农机具作业可窄些。,带宽的确定,合理安排作物田间结构配置,行向 单作时，一般认为南北行向优于东西行向，受光好，可增产5%以内。 在间套作群体内，行向的安排应以提高全田受光合和产量为目的。据研究，北纬40o左右的地区，作物高度差0.93-1.17m时，东西行向对矮位作物有利；高度差更大时以南北行向较好；纬度愈低，东西行向愈有利。,合理设计田间管理措施,适时播种，保证全苗 加强水肥管理，促进壮苗发育 适当应用化控技术 ，调整株型和生长发育进程 综合防治病虫害 早熟早收,间混套作的应用,合理的间、混、套作可以提高产量、经济效益和生态效益，但据此否定单作和接茬平播种复种是不全面和不切实际的。 首先，间、混、套作复合群体中及其与环境条件的关系复杂，只有确切地掌握群体内的互补竞争关系，保证所需要的各种条件、采用相应的技术，促进互补、抑制竞争，才能发挥良好的效益。 其次，因地制宜是农业生产的基本特点，各种种植方式都有其生态、经济适应性。间、混、套作的应用也不例外。,几种作物宜于种植在一起，生态适应性较接近，代谢产物互利，不会增加病虫害； 可以构成适宜的田间配置； 能够采用适当的技术并具有采用这些技术的条件。 能够获得较好的效益。,衡量间、混、套作方式是否合理的标准,间混套作的应用,间套作主要类型与方式 主要间作类型与方式,1、高秆谷类作物与矮秆作物间作,玉米+大豆,玉米+薯类,间套作主要类型与方式 主要间作类型与方式,2、麦田间作 ：春小麦+玉米（带田） 3、棉田、蔗田间作 4、多年生作物间作,间套作主要类型与方式 主要套作类型与方式,1、麦田套作两熟：小麦/玉米，小麦/棉花 ，小麦/花生； 2、麦田套作三熟：麦玉米甘薯 ； 3、粮、饲套作 ：稻-稻/绿肥,小麦窄背晚套玉米,小麦宽背早套玉米,小麦套作玉米,小麦套作棉花,麦棉套作的主要目的是解决麦棉争地的矛盾。 河北省麦棉套作两熟大起大落的历史：,原因 无适宜的早熟小麦品种品种和极早熟棉花品种；共生期长，“连环套”，病虫害增加，大幅度减产。,培育和采用早熟和极早熟品种； 缩短共生期，早拔柴，小麦平播； 改进管理措施：增加棉花密度，早打顶，不过多施氮肥。,改进,小麦套作花生,小沟麦套种：套作花生秋季按花生栽培种植特性等行距起垄备播，沟底秋播冬小麦，以便集中施肥和管理，积蓄冬季雨雪和挡风保暖，春季拭旱保墒，并可降低小麦与花生的高度差以减少小麦对花生遮光的影响。翌年春季花生适期迟播，以在产量不减前提下，缩短与小麦的共处期。密度与单作相同。 大沟麦套种：花生采用宽窄行播种，起大垄，种双行，平均行距、密度与单作相同，在沟底秋播小麦，花生适期迟播。 平作套种：不起垄，小麦大小行种植，大行中套一行花生。,在花生产区较多，是改春花生为小麦、花生两熟的主要种植方式。,间套作主要类型与方式 主要间套复种类型与方式 Major patterns of year-round intercropping,1、以粮为主，间套复种菜、瓜、油、饲 ； 2、棉花与两季蔬菜间套复种 ； 3、以菜、瓜为主，间套复种粮、棉作物。 More intensive,以小麦宽背早套玉米为基础：在套种玉米前，于小麦宽畦背上间种菜、饲作物；或于小麦收获后，在玉米大行间间种菜、瓜、油、饲(粮)作物，或以上两季间作同时采用。,棉花间作春甘蓝(或莴苣)套种番茄(或花椰菜),间套作主要类型与方式 立体种养类型与方式,稻鱼模式 稻萍鱼模式 玉米食用菌模式 蔗田食用菌模式 基塘结合模式,发展间套作应注意的问题,绕筹兼顾，合理规划 保证粮食生产持续稳定增长 高投入、高产出、保持生态良性循环 讲求实效，产销对路 因地制宜,