第三章 作物布局
Crop composition and distribution
作物布局的意义、原则和步骤
Concept and importance of crop composition and distribution
作物生态适应性
Ecological adaptability of crops
作物布局的概念
Concepts
作物布局是指一个地区或生产单位作物结构与配置的总称 。
作物结构 包括作物种类,品种,面积比例等,
配置 是指作物在区域或田地上的分布 。
作物布局解决种什么作物、种多少与种在哪里的问题。
作物布局在农业生产上的意义
Importance
1.作物布局是种植业较佳方案的体现者 ;
2.作物布局是农业生产布局的中心环节作物布局的原则
Principles of designing crop composition and distribution
1,以满足社会对农产品的需求为根本目的 。
需求:自给,市场,国家的战略性需求 。
2,以作物生态适应性为依据 。
因地种植;
趋利避害,发挥优势
3,与当地的社会经济条件和技术发展水平相适应,达到社会,
经济,生态效益的统一比较效益原则,最低风险原则,等 边际产量 ( 产值 ) 原则,
多样性与专业性 同一,稳定性与灵活性统一 。
1、明确对产品的需要
2,查清环境条件:包括自然条件和社会经济科学技术条件。
3,分析作物 生态适应性
4,划分作物生态区、种植适宜区
5,确定作物组成
6,确定作物种植区划 ( 配置 )
7,可行性分析作物布局设计的步骤
Procedure
值得进一步研究最适宜区 所有环境条件都在最适范围,水利,劳力等条件都很好,作物稳产高产,品质好,投资省而经济效益高 。
适宜区 关键生态因子在适宜范围,但生态条件存在少量缺限,采取某些措施 (如灌溉,排水,改土,施肥 )后容易弥补,
作物生长与产量较好,产量变异系数小 。 投资有所增大,经济效益仍较好,但略低于最适宜区 。
次适宜区 个别生态因子不在适宜范围,生态条件有较大缺陷,产量不够稳定,但通过人为措施可以弥补 (如盐碱地植棉 )或者投资较大,产量较低,但综合经济效益仍是有利的 。
不适宜 区 大部分特别是关键生态因子在适宜范围,人为措施难于改造,投资消费巨大,技术复杂 。 虽勉强可种,但产量上,经济上或生态上得不偿失;或者完全不能种植 。
作物的生态适宜区划分 —— 主导因素法作物生态适应性
Crop ecological adaptability
作物生态适应性是指在某一地区,作物的生物学特性及其对生态条件的要求与当地实际自然生态条件相吻合的程度。
作物对光的适应性从全球的范围看,光的分布决定了热量分布,因而间接地对作物分布起重要作用 。 从较小范围来看 (如一个国家,一个省 ),光对作物分布的直接影响就不如热量与水分显著,但仍有一定作用,主要有以下三方面:
C3作物与 C4作物喜光作物与耐荫作物短日照作物与长日照作物作物对温度的适应性喜凉作物喜温作物亚热带作物
≥10℃ 积温,≥ 0℃ 积温、无霜期、界限温度等喜凉作物要求积温少、无霜期短,可以忍耐冬春低温。一般需
≥ 10℃ 积温 1 500— 2 200℃,有的只需 900— 1 000℃ 。一生长盛期适温为 15— 20℃ 。
喜凉耐寒型喜凉耐霜型喜凉作物在布局中的主要作用,一是作为无霜期较短的北方和南方山区的主栽作物,二是作为暖温带和亚热带地区冬季复种或填闲作物。
喜凉耐寒型黑麦、冬小麦、冬大麦、青稞 (裸大麦 )。 分布在最北 。
适宜生长温度为 15— 20℃,冬季可耐 -18-20℃ 的低温 。
喜凉耐霜型油菜,豌豆,大麻,向日葵,胡萝卜,芥菜,芜菁,
菠菜,大白菜,春小麦,春大麦,燕麦,亚麻,荞麦,马铃薯,蚕豆 以及箭豌豆,毛苕子,草木樨等 。
生育盛期适宜生长发育温度为 15— 20℃ 左右,12一
18℃ 能正常生长,生物学最低温度 (也即适于生长的起点温度 )为 2— 8℃,不怕霜,可耐短期一 5~一 8℃ 低温 。
生长发育盛期适温为 20— 30℃,需 ≥ 10℃ 积温 2
000— 3 000℃,不耐霜 。 大致可分为三种类型:
喜温作物温凉型温暖型耐热型温凉型 如大豆,谷子,红麻等 。 适宜生长温度 20— 28℃ 。
≥ 10℃ 积温 l 800— 2 800℃ 左右 。 大豆要求温度与玉米差不多,但比玉米稍低,所以在东北难于种玉米的地方可种大豆 。
温暖型 适宜温度为 25— 30℃,水稻、玉米、棉花、甘薯、
芝麻、黄麻、蓖麻、苎麻、田菁,番茄、辣椒、黄瓜、茄子、菜豆等 均属此类。温度过低生长慢,生殖生长受阻。
耐热型 高粱、花生、烟草、苜蓿等等。花生壳忍耐 40℃
高温,烟草的适宜温度为 22℃ 左右,但可以忍耐 35-37 ℃
的高温。苜蓿耐旱力较强,但在灌溉条件下也可以耐高温。
亚热带作物亚热带与热带划分的温度标准北亚热带 中亚热带 南亚热带 热 带
≥lO℃ 积温 (℃ )
年平均温度 (℃ )
最冷月平均温度 (℃ )
极端最低气温度 (℃ )
4500— 5300
14-15
0-4
-l0
5300— 6500
17
4— 10
-5— 1
6500— 8000
20
10— 15
-l — -2
>8000
>25
15— 20
2— 5
亚热带作物一般要求平均温度 15℃ 以上,冬季的极端最低温往往是它们向北推进的限制因素,因此这些作物绝大部分分布在我国秦岭淮河以南 。
我国最主要的亚热带作物有 8种,
茶,油茶,柑桔,油桐,马尾松,杉木,楠竹和甘蔗 。
茶年平均温度 15℃ 以上,
极端最低温度一 8一一 14℃,
降水量 1 000mm。 喜酸性土壤,
分布在秦岭,桐柏山以南 。
油 茶 ( Camellia oleifera Abel.)
油茶是山茶科中的常绿灌木或小乔木,是中国特有的经济树种,也是江南低山区最重要的食用油料树种,
已有两千多年的栽培历史 。 油茶的适应性较强,耐贫瘠,抗干旱,生长快,
寿命长,优质高产,遍布长江流域以南各省,是改造红壤的先锋树种 。 它的叶厚革质,树皮光滑,能起防火作用,是营造防火林带的优良树种 。
年平均温度 15℃ 以上,
1月平均温度 0℃,极端最低温度一 10一一 13℃,极端最高温度 39℃ 。降水量
1 000mm。耐旱与瘠薄,
适红黄壤,海拔一般在
300— 600m。
柑桔
( Citrus reticulata Blanco)
年平均温度 16— 24℃,冬季极端最低温度是限制因子,不低于一 7一一
9℃ (甜橙一 3℃,宽皮桔一 5℃ ),降水量 l000— 1500nm。 适于中亚热带 。
芸香科。常绿小乔木,品种极多。长江以南诸省栽培。
生境分布 平均温度
14— 18℃,长期一 10℃
以下易受冻害。降水量
900— 1300 mm,喜石灰土。 广泛栽培于中南、
西南、华东以及陕西和甘肃南部。越南也有。
油 桐形态特征 大戟科石栗属落叶小乔木植物,高可达 9米。树皮呈灰色,小枝粗。叶卵状圆形,长 5-15厘米,宽 3-12厘米,全缘,叶柄长达 12厘米。花大,白色略带红,单性,雌雄同株。核果球形,直径 3-
6厘米。种子有厚壳状种皮。
用途 主要木本油料之一,其种仁含油高达 70%,油桐油是油漆、
印刷等最好原料。根、叶、花、采均可入药,有消肿杀虫之功效。
马尾松 ( P,massoniana)
年平均温度 13— 22℃,一 13℃ 时顶端枯萎。要求降水量 800nm以上,耐旱,喜红黄壤。
马尾松分布于长江流域以南诸省,生于海拔
1000米以下山坡,是我国南部主要材用树种。
经济价值高。
杉木 ( Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook)
裸子植物,杉科常绿乔木树种,
分布于秦岭以南,海拔 2000米以下山坡和丘陵 。 杉木树干通直,高大,
木材纹理直,材质轻软,结构细致,
不开裂,耐腐蚀,为优良用材,是我国南方资源最丰富的木材树种之一 。
年平均温度 13— 23℃,1月平均温度 l一 12℃,若低于一 17℃ 则易冻,
降水量 800— 2 000l mm。 喜红黄壤,
土层深厚,忌旱与大风,要求条件比马尾松好 。
楠 竹
( Phyllostachys pubescens Mazel ex H,de Lehaie)
年平均温度 14— 20℃,1月平均温度
1— 8℃,极端低温为一 15一一 22℃,
降水量 800— 1 800mm。
禾本科。常绿乔木状竹类植物,在长江流域以南,海拔
1000米以下,山坡谷间,常组成大面积纯林,故亦称“江南竹”。适生于温暖湿润、土壤疏松肥沃、背风山间谷地。
要求 ≥ 10℃ 积温 6 500— 8 000℃
最宜,10℃ 停止生长,O℃ 可能受冻。温度过高则易开花。适于南亚热带。
甘 蔗热带作物
Rubber tree,oil palm,coconut,coco
橡胶喜热,18℃ 时开始生长,5℃ 左右即遭冻害,忌霜 。 同时要求湿度高 (75% 以上 ),降水量大 (1 000mm以上 )。 其它几种热带作物要求温度差不多和橡胶相近,油棕要求更高温度 。
>0℃,积温 (℃ ) 无霜期 (天 ) 类 型 适宜作物与组合
l 000一 l 500
l 500一一 2 500
2 500— 3 500
3 500— 4 500
4 500一 5 500
5 500— 7 500
7 500— 9 500
<100
100一 120
120— 150
140— 180
180一 200
2 20— 280
280— 360
寒冷作物带温寒作物带温凉作物带温和作物带暖温带北中亚热带南亚热带热带早熟春小麦,青稞,豌豆,
小油菜,马铃薯,芜菁,萝卜亚麻,马铃薯,莜麦,大麦,春小麦,
早谷子,甜菜,向日葵,水稻谷子,糜子,玉米,大豆,高粱,春小麦,
甜菜,向日葵,水稻冬小麦,玉米,高粱,豆类,早熟棉,水稻,
糜谷,饲料绿肥冬小麦,棉花,花生,甘薯,水稻,小麦一玉米,大豆,甘薯茶,油菜,油桐,竹,柑桔,马尾松,杉,麦
(油,肥,蚕豆 )一稻一稻,麦一棉甘薯一稻一稻,香蕉,甘蔗,橡胶,油棕,椰子,可可不同热量带的树木分布热量带 典型森林植被 主要树种寒温带暖温带北亚热带中亚热带南亚热带热带针叶林落叶阔叶林与针叶林落叶阔叶林落叶阔叶林与常绿阔叶林常绿阔叶林热带雨林红松,桦杨,柳,槐,榆,白腊,泡桐,松柏杨,柳,槐,榆及少量樟樟,毛竹,油桐,乌桕,枫杨,杉,马尾松榕,桉,木麻黄椰子,槟榔,橡胶水与农林牧分布水分条件是评价一个地区是宜林,还是宜农宜牧的重要指标 。 年降水量,降水的季节分布,干燥度 是最常用的参数 。 适于我国的干燥度公式:
K=0.163× ∑T≥10℃ / Ry
水分条件与农林牧分布干 旱 半干旱 半湿润 湿 润
Ry m m < 25 0 250~500 50 0~ 1,0 00 > 1,0 00
Ky > 4.0 1.5 ~4,0 1.0 ~1,49 < 1.0
植被类型 荒漠 草原 森林草原 森林农业类型 绿洲农业 旱作农业
a
雨养农业
b
水田为主
c
注,a,年降水量 250~400m m 的地区为草原,以牧为主,农作物很少,多为糜谷,
乔木稀少。年降水量 400~500m m 的地区才有乔木,可以半农半牧 (陕北、东北西部),少林,多为灌木+矮乔木。
b,年降水量 500~750m m 的地区有高草原,灌木少,乔木生长良好,有山区森林,属于半湿润易旱类型,以农为主,需要一定的灌溉。年降水量 75 0~ 1,0 00 m m
的地区以阔叶林为主,农作物多玉米、小麦、水稻。
c,属亚热带气候,以农为主,农作物以水田种植为主。
草原类型与降水条件荒 漠 荒漠草原 干草原 草甸草原
R y m m <100 100~200 200~350 350~500
鲜草产量 k g / m u <50 50~100 100~200 200~300
覆盖度% 5 15~25 35~45 60~80
草高 cm 3~10 5~10 5~30 60~80
作物对水分的适应性大田作物的水旱适应性喜水耐涝型,水稻,高粱、苘麻、高秆玉米等喜湿润型,陆稻、燕麦、茼麻、黄麻、黄瓜、油菜、白菜、马铃薯,甘蔗、茶、柑桔、毛竹中间水分型,小麦、玉米、棉花、大豆耐旱怕涝型,谷子、甘薯、黍、糜、苜蓿、芝麻、花生、
向日葵、黑豆、绿豆、蓖麻耐旱耐涝型,高梁、田菁、草木樨、绿豆、黑豆避旱涝型,荞麦、萝卜、芜菁等短生育期作物作物不同生育阶段对水分的需求不同
1,有水则水,无水则旱,,麦随水走,;
2,多种雨季作物,使作物需水节律与降水节律尽量吻合;
3,优先灌溉经济效益高的作物和边际效益大的作物;
4,在可能的条件下实行多熟种植 。 解释一下多熟种植与布局的关系 。
针对作物水分适应性和灌溉条件安排作物布局的原则同心圆式作物布局水源 需要保证灌溉的作物,如小麦,水稻,蔬菜需要补充灌溉的作物,如棉花,大豆耐旱作物,如花生,谷子,芝麻距水源距离作物对土肥的适应性土层厚度质地酸碱度 (pH)
盐碱度耐瘠与喜肥适宜土壤厚度 cm 临界土壤厚度 cm
多年生作物 〉 150 75-150
块根块茎作物 〉 75 50-75
禾谷类作物 〉 50 25-50
FAO制定的各种作物的 土壤厚度 参照标准适沙性土壤型,块根块茎作物乳马铃薯、甘薯,花生。
适粘性土壤型,禾谷类如水稻、麦类、玉米、高粱,
以及大豆等。
根据作物对 土壤质地 的适应性,分为几种类型:
酸碱度适于在 pH5.5— 6的酸性土壤中生长的作物,荞麦、
马铃薯、燕麦、甘薯、小花生、黑麦、油菜、烟草、芝麻、绿豆、豇豆、肥田萝卜、木薯、扇豆等。
适于在 pH6.3— 6.9的土壤中生长的作物,大麦、玉米、花生、油菜、豌豆、大豆、向日葵、亚麻、甜菜、
棉花、水稻、高梁等。
能够在 pH>7,5的土壤中生长的作物,苜蓿、棉花、
甜菜、苕子、草木樨、高粱。
土壤盐渍化的程度
30cm土层的含盐量 0.15%— 0.2%— 0.4%— 0.6—
轻 中 重 盐荒地作物受盐渍危害的程度以缺苗率为标准:
10%— 30%— 50%—
轻 中 重耐盐性较强的作物,稗,向日葵,蓖麻,高粱,
田菁,苜蓿,草木樨,苕子,紫穗槐,芦苇等 。
中等耐盐的作物,棉花,甜菜,油菜,黑麦,黑豆,葡萄 。 棉花在出苗后有较强的耐盐能力 。 适于在黄淮海平原盐渍化土地上造林的树种 有刺槐,苦楝,乌桕,桑,榆,旱柳,加拿大杨,小叶杨,毛白杨等,其中以榆,柳抗盐性较强 。
不耐盐或忌盐的作物,糜、谷子 (小麦 )、甘薯、
燕麦、马铃薯、蚕豆等。
作物对地形地势的适应性地势是指海拔高度高山 中山 低山 丘陵海拔 m >3000 1000-3000 500-1000 <500
相对高差 m >1000 500-1000 200-500 <200
随着海拔升高,温度降低、雨量增加,有机质容易积累。
一般海拔每升高 100m,温度降低 0.6℃ 。在河北省,海拔每升高 100m,积温减少 150度?日,纬度每增加 1О,积温减少
110-140度?日。
随着 地势 的变化,在作物结构上也出现了明显垂直地带性。在我国北方,从低到高的作物分布规律大致是:
海拔棉花玉米冬小麦、糜谷喜凉作物 (油菜、豌豆、春小麦、青棵 )
林地草地荒地地形指地表的形状 (又称地貌 )
小地形 中地形 大地形起伏大小 <1 m 1-10 >10 m
福建省莆田海拔气候与檀被海拔 (m)
年平均温度
(℃ )
≥10℃
积温
(℃ )
无霜期
(天 )
年降雨量
(mm)
土 壤 植 被 作 物
0— 200 19.9 6 359 32l 1132 水稻土、冲积土甘蔗,香蕉 麦一稻一稻
200— 400 18.1 5 194 272 l550 砖红壤 南亚热带果木橄榄,柑桔 肥一稻一稻
400— 600 lk9 5066 236 l650 山地红壤 常绿阔叶树榕,樟 闲一稻一稻
600— 800 l&0 4800 209 1750 山地黄壤 常绿阔叶 (栎,茶,竹 )与落叶阔叶 闲一稻一稻
800-1000 15.0 4600 190 l600 山地黄壤 针叶与落叶松 (松,杨 ) 单季稻地形 改变了光热水的分布,也决定了作物分布的差异阳坡 阴坡上部,短草下部:喜光喜温作物
(玉米、高粱、大豆、
甘薯、棉花等)
喜凉喜湿作物
( potato,pea,rape,
broad bean,oat,etc.)
洼地,耐涝或避涝的水稻、高梁、小麦、苘麻平地,小麦、玉米等岗坡地,棉花、甘薯、花生、豆类华北平原小地形上的作物分布南方南方丘陵地区的作物分布经济和科学技因素对作物生态适应性和布局的影响作物生态适应性,实际上是人根据对人类有利用价值的性状而评价的,与自然状态下植物的 生态适应有很大的不同。
全国 % 河北省 %
粮食作物 9 9 4 1 0,3 6 9 6 7 6 5,2 2 5 9 4 3,9 8 68.81
油 料 1 4 9 9 0,0 1 1 6 7 9,8 4 634 7.34
棉 花 5 1 1 0,5 2 5 3,3 5 5 8 1,4 6.73
麻 类 3 3 7,3 7 8 0,2 2 2,0 8 0.02
糖 料 1 6 5 7,4 2 4 3 3 3 1,0 9 1 1,5 3 0.13
烟 叶 1 2 6 4,4 1 4 6 6 7 0,8 3 4,7 4 0.05
蔬 菜 1 7 9 5 3,7 5 5 3 3 1 1,7 8 1 0 6 8,5 12.37
茶园面积 1 2 0 7,2 4 6 0,7 9 0 0.00
果园面积 9 4 3 6,5 1 8 6,1 9 1 0 7 5,0 2 12.44
合计 1 5 2 4 1 4,9 6 2 3 8 6 3 8,5
中国与河北省的作物布局中国作物播种面积比利 %
果园面积茶园面积烟 叶油 料棉 花蔬 菜糖 料麻 类粮食作物粮食作物油 料棉 花麻 类糖 料烟 叶蔬 菜茶园面积果园面积合计河北省作物播种面积比例%
粮食作物油 料棉 花麻 类糖 料烟 叶蔬 菜茶园面积果园面积合计粮食作物油 料棉 花麻 类糖 料烟 叶蔬 菜茶园面积果园面积合计作物生态适应性与布局研究方法生态适应性评价方法:
l 生物节奏与季节节奏平行分析法 — 作物历
l 相似分析法:以某地为参照进行分析,如参照美国的棉花带
l 变异系数法:比较各地某种作物产量的年际间变异系数,变异系数小的适应性较好 。
l 模拟方法
l 实验方法作物布局设计方法,资源是有限的 。
最优化方法
投入产出方法