第四章 复种
Sequential cropping
基本概念复种的意义 与效益原理复种的条件复种的技术复种的类型全年作物总播种(或收获)面积总耕地面积) × 100
种植指数 (% )= × 100
种植指数 ( cropping index,CI) > 100%时,称复种指数。
复种的例子一年两熟( double cropping):
Winter wheat - summer maize
一年三熟( triple cropping):
Canola - early rice – late rice
二年三熟( three harvests in two years):
Spring maize → winter wheat – summer sweet potato
是指在同一田地上一年内接连种植二季或二季以上作物的种植方式。
复种的方法,
平播 sowing/planting after previous crop harvesting
套作 relay intercropping
移栽 transplanting
再生 ratoon
概 念复种 sequential cropping
熟制是我国对耕地利用程度的另一种表示方法,它以年为单位表示种植的季数 。 如一年三熟,一年二熟,两年三熟,一年一熟,五年四熟等都称为熟制,其中对播种面积大于耕地面积的熟制,如前三种,又统称为多熟制 。
熟制多熟种植
Multiple cropping
也叫多作种植,指在一年内,于同一田地上前后或同时种植两种或两种以上作物称为多熟种植 。
它包括复种,套作 (如小麦生长后期,在小麦行中间套种玉米 。
以,小麦/玉米,表示 ),也包括间作 (如玉米行间种植大豆,以,玉米 +大豆,表示 )和混作 (如小麦与豌豆混合播种,以,小麦 × 豌豆,
表示 )。
多熟种植是国际上常用的概念,指时间和空间上的种植集约化。
时间上的种植集约化,平播复种,移栽复种,再生复种空间上的种植集约化,间作,混作时间和空间上的种植集约化,套作休闲是指耕地在可种作物的季节只耕不种或不耕不种 。
目的,保蓄水分,恢复地力,消灭杂草缺点:资源利用率低,易加剧水土流失,加快土壤潜在肥力的矿化,不利于对土壤有机质的积累 。
方式:全年休闲,季节休闲 ( 冬闲,夏闲,秋闲 )
休 闲
Fallow
撂荒是指荒地开垦种植几年后,较长时期弃而不种,待地力恢复时再行垦殖的一种土地利用方式 。
生产实践中,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,称为撂荒 。
撂 荒
Shift cultivation
增加作物产量 ( production) 的三种途径:
一是扩大耕地面积;
二是提高各种作物 季 单产;
三是合理种植多种作物,利用多熟种植提高耕地的 年 单产 。
复种的意义复种对农业增产的作用,
1,有利于增加播种面积与作物年产量 。
2,有利于缓和粮,经,饲,果,菜等作物争地的矛盾,
促进全面增产,促进用地与养地相结合 。
3,可增强全年产量的稳定性 。,夏粮损失秋粮补,。
复种的意义年代 (公元 ) 耕地 (百万亩 ) 人口 (万 ) 人均耕地 (亩 )
2年 (汉 )
145年 (汉 )
775年 (唐 )
1110年 (宋 )
1578年 (明 )
1661年 (清 )
1776年 (清 )
1933年 (民国 )
1949拄
1965正
1981年
2004年
1 00l
842
1430
1 304
701
549
742
1 249
l470
l 688
约 1500
5959.5
4952.4
5291.9
10"110.0
6079.2
10470.7
20809.6
44448.7
54000.0
72538.0
101 346.0
16.8
17.0
27.0
12.9
11,6
5.25
3.60
2.85
2.71
2.33
约 1.5
约 1.4
一、延长光合作用时间,集约利用光热资源提高单位土地面积上作物的光能利用效率是提高作物年单产的核心。
净光合效率( NAR)
叶面积系数( LAI)
生长日数( D)
复种的效益原理叶日积 ( LAID)
不同熟制下叶日积与产量比较熟制 LAI D LAI-D 产量 (kg/亩 ) E(% )
一年一熟 春玉米 1.62 120 194.4 752.6 0.44
一年二熟小麦夏玉米合计
0.82
1.54
170
84
254
139.4
133,6
273.0
544.7
561.3
1116.0
0.43
0.33
0.76
长生长期作物一熟与短生长期作物三熟的光合效率及年产量比较 (L,H,Allen等,1976)
不是任何情况下复种都能够提高作物的光能利用效率。生产条件差时,复种的效果一般也较差。
复种的效益原理二、提高对降水的利用效率三、扩大养分循环高投入、高产出一般多带走 N,P,K而增加 C。
地力是否下降在于人的管理。
复种的效益原理四、促进农业生产全面发展复种的效益原理五、提高经济效益和生态效益
“三种三收”除外。
可增加地面覆盖,减轻水土流失。
复种的条件 --复种指数与类型的确定热量 条件与 熟制 (≥10℃ 积温 )
省份 一熟制 套二熟制 二熟制 二熟稳产区 双季稻 温三熟 热三熟河北甘肃山西陕西江苏湖南浙江福建贵州广东
2700
3100
3500
3500
3 800
3500-4000
3500-4200
3500-4000
4300
3 700
4000
4200
4600
4000
4000-
4500
4500
4400
4500
4700
4500-5000
4900-5000
4800
4000-4800
5000-5500
5200
5200-5 800
5500-6400
5500-6500
5200 7 300
复种的热量 条件生长期:温度 ≥ 10℃ 的日数
﹤ 180天 一熟
180 - 250天 二熟
﹥ 250天 三熟热量条件中,积温、生长期和界限温度决定复种。
复种的热量 条件华北地区复种所需生育期可用麦收至日平均温度
15℃ 的终止日期或初霜的日数来衡量。以麦收至日平均温度 15℃ 的终止日期计:
达到 60-75天 小麦 -糜子
80天 小麦 -谷子、早熟大豆
85天 小麦 -早、中熟玉米复种的热量 条件各种熟制所需的 ≥ 10℃ 积温值
﹤ 2500 DD 一熟
2500 - 3600 DD 复种青饲料或套种早熟作物
3600 – 4000 DD 复种早熟作物、套种、移栽
4000 – 5000 DD 二熟
5000 – 6500 DD 三熟
﹥ 6500 DD 三熟或四熟复种的热量 条件具体复种方式所需的 ≥ 10℃ 积温值概算:
例 1:麦茬复种
小麦冬前壮苗需要积温 550 DD,返青至成熟需要 1600 DD,全生育期需要 2150 DD,农耗积温 100 DD;
玉米某品种全生育期需要积温 2200 DD,农耗积温 100 DD;
水稻某早熟品种全生育期需要积温 2100 DD,农耗积温 150 DD。则小麦 -玉米需要积温 4550 DD
小麦 -水稻需要积温 4500 DD
复种的热量 条件具体复种方式所需的 ≥ 10℃ 积温值概算:
例 2:冬小麦 -夏玉米 → 春玉米二年三熟
第一年:春玉米小 2900 DD+农耗 100 DD +冬小麦 550 DD=3550 DD ;
第一年:冬小麦 1600 DD+农耗 100 DD +夏玉米 2200DD=3900 DD。
复种的热量 条件用复种的热量潜力经验公式概算复种潜力
∑T ° = ∑ ct° + ( n-1) ft° - st° 或 Rt。
式中,∑ T° 为 >10℃ 积温,∑ ct° 为作物全生育期需要的 ≥ 10℃ 积温,
ft° 为农耗期积温,st° 为苗床期或秧田期积温,Rt° 为套作共生期的积温,i为熟制。
作物对积温的要求大致是:冬种夏收的喜凉作物需 ≥ 10℃ 积温
1600 DD,春播或夏播秋收的喜温作物需要 ≥ 10℃ 积温为 2600 DD,农耗期平均以 200 DD计,则由一季喜凉作物和一季喜温作物组成的二熟制,如小麦一玉米,小麦一水稻所需积温 (TDt° )为:
TDt° = 1600 + 2600 + 200 = 4400 DD
两季平均的积温系数 K = TDt° /2 = 4400/2 = 2200
复种的热量 条件某地的热量潜力指数则 有一季喜温作物组成的复种热量潜力指数为:
TSI = ∑T ° / K
全由喜温作物如双季稻,稻稻薯等组成的复种,K值加 400 DD,其复种的热量潜力指数为
HSI = ∑T ° / K+400
由喜凉作物和春播夏收喜凉耐霜作物组成的复种如小麦一马铃薯,K
值减 400 DD,其复种的热量潜力指数为
CSI = ∑T ° / K-400
复种的热量 条件用热量潜力指数评价某地的复种潜力以 TSI为例,计算时二熟制所需积温为 4400 DD,
三熟制为 6600 DD。
1.1-1.3 本熟制热量有余
1.3-1.6 套作增加一熟
1.6 接茬复种增加一熟 低限值
〉 1.7 接茬复种增加一熟 安全值复种的热量 条件临界温度
冬小麦冬前积温 450-600 DD,冬季极端低温 -20℃
以上;
棉花结铃期要求 20℃ 以上气温;
玉米灌浆要求 16℃ 以上气温;
水稻灌浆要求 20℃ 以上气温;等等 。
例如,昆明 ≥ 10℃ 积温 4490℃,但不能种棉,因为 最热月 气温 只有 19,8℃ 。
复种的水分条件华北地区低水平的二年三熟年耗水 400-500 mm,小麦 -玉米两熟需水 700 mm,高产需 900 mm 。 复种需要有灌溉条件 。
合理安排复种作物组合和方式,适应自然降水规律,
可以节约灌溉用水 。 如套种玉米可以避免牙涝 。
热量条件决定复种的可能性,水分和其它条件决定可行性。而水分条件是决定可行性的关键。
地力、肥料条件与复种冬小麦玉米年产 93l kg时,地上部吸收 N21.4kg,
P7.4 kg,K15.15 kg 。
“三三见九不如二五一十”
“二五一十比一八得八容易得多”
热量和水分条件具备后,地力和肥料条件是复种产量高低和效益好坏的决定因素。
劳畜力、机械条件与复种复种用工增加,田间作业集中,季节紧张,因此对劳动力和机械条件要求较高。
人均耕地多,机械化程度低,则复种少。
复种的技术多熟与一熟的主要区别
1、作物总生长期延长(虽然每种作物的可能缩短),要保证正常成熟。
2、用工增加,时效性增强,要保证劳动力的均衡使用,及时收种。
3、对地力的消耗增加,养地措施要加强。
复种是时间,空间,投入,技术集约的作物生产方式,在农业技术上需要注意解决各季作物在肥水,劳力,机械化,品种,季节,病虫方面的矛盾,获得好的效果 。
复种的技术具体措施
1、选用适宜的 作物和品种组合,既要保证正常成熟,又要充分利用省长季节。
冬小麦 /棉花,冬小麦 -玉米(早熟、中熟、晚熟?)
2、采用套作、育苗移栽。
华北地区 ≥ 10℃ 积温 3600~4200 DD的地方,一季有余二季不足,
小麦收获后平播玉米产量不高不稳,故多采用套作。
3、抢时播种,促早发早熟。减少农耗,缩短生育期。
华北铁茬播种玉米,南方板田栽旱作,地膜覆盖,合理施肥等等
4、科学管理,均衡增产。以提高全年的产量和效益为目标。
如小麦 -玉米两熟中两个作物产量潜力发挥的 关系。
复种的主要类型 全 国二年三熟
(一 )分布主要分布于暖温带北部一季有余两季不足,≥ 10℃ 积温在 3
000—3 500 DD地区 。 在适于二熟制与三熟制的气候区,由于生产条件的限制,也有二年三熟的形式 。 如江淮丘陵区,西南山区也有少量二年三熟制 。 在热量较低 (≥lO ℃ 积温 2 600—3 400 DD的一熟制地区,
也有在几年之间增加一季作物,形成三年四熟 。 过去二年三熟制在黄淮海北部分布较多,现在水肥条件较好地区已向一年二熟制发展 。 目前,二年三熟在晋东南,豫西山区及鲁东丘陵和鲁中南山区,陇东及渭北旱平原有分布 。
复种的主要类型 全 国二年三熟主要形式
1,春玉米 → 冬小麦 -夏大豆;
2,春玉米 → 冬小麦 -夏甘薯;
3,冬小麦 -夏大豆 (或绿豆,糜谷 ) → 冬小麦 -夏闲;
4,春甘薯 → 小麦或大麦 -夏芝麻或夏大豆或夏花生 (图 4—5);
5,小麦 -夏大豆 → 春高粱:
6,小麦 → 小麦 -夏玉米;
复种的主要类型 全 国二年三熟复种的主要类型 全 国一年二熟
(一 )分布
≥ 10℃ 积温 3500—4500 DD的暖温带是旱作一年二熟制的主要分布区域,如黄淮海平原,汾渭谷地,4500—5300 DD的北亚热带是稻麦两熟的主要分布区域并兼有部分双季稻的分布,如江淮丘陵平原,西南地区 。 这一地区的旱地以麦 (油菜,蚕豆,绿豆 )一玉米,
麦一薯,麦一棉两熟为主 。
复种的主要类型 全 国一年二熟主要形式麦田两熟稻田两熟麦田两熟稻田两熟复种的主要类型 全 国一年三熟复种的主要类型华 北京、津、晋、冀、鲁、豫、苏北、皖北。
属二熟区,3/4属一熟区。
主要作物,小麦、玉米、甘薯、大豆、谷子、
高粱、棉花、芝麻、花生。
主要熟制类型及分布,
一熟区,西部、北部高原和丘陵山地,如山西雁北、
河北冀北高原丘陵、豫西山地丘陵、燕山太行山低山丘陵、
山东山区丘陵地区等。
二熟区,≥ 0℃ 积温 4200—5500 DD有水浇条件的地区均实行二熟制。是华北熟制的主体。
二年三熟区,河北低平原、豫东、鲁西北旱地,主要受水资源的限制。
全国主要复种方式及分布填闲种植 ( catch cropping)
主要作物收获后利用剩余的较短生长期复种段生育期作物的做法。
分布,河西走廊、新疆、青海东部、银川平原、黄河河套、陇东、
陕北,东北黑、吉、辽以及华北冀北、晋北等地。
≥ 0℃ 积温 3000-4000 DD,≥ 10℃ 积温 2500-3500 DD,无霜期 130-
160天,主要作物春小麦在 7月上旬至 8月上旬收获,麦收至早霜有 50-70
天,≥ 0℃ 积温 1000-1800 DD,正值多雨季节。
全国主要复种方式及分布旱地凉温作物两熟上茬,winter wheat,rape,broad bean,potato,and temperate forages。
下茬,maize,soybean,sweet potato,cotton,peanut,sesame,tobacco,
millet,sorghum,mungbean,cowpea.
分布,我国冬小麦能够生长的地方一般都适于麦茬喜温作物的生长,
因此这种复种方式分布于除华南以外的长城以南广大区域,集中在暖温带和北亚热带 ≥ 0℃ 积温 3600 DD以上,年降水量 800 mm以上地区和水浇地上。主要集中在两大片:
( 1)黄淮海平原 (冀、鲁、豫、苏北、皖北、汾渭谷地 ),小麦 -玉米 为主,麦 -豆、麦 -甘薯 为辅;
( 2) 西南丘陵旱地(云、贵、川、鄂西南),小麦 -玉米 为主。
全国主要复种方式及分布麦棉两熟分布,在南方棉区和北方棉区南部,主要方式是套种早熟棉花品种,
棉花产量较低,但可多收小麦 。 邯郸农科所 8年试验结果,套种棉花产量相当于单作的 89%,上茬小麦产量相当于单作小麦的 60%,套作与单作棉花相比,相当于棉花产量每降低 8公斤,小麦产量增加 163公斤,产量替换率为 1,20,亩收入比单作棉花增加 20%。
麦套棉在长江流域需 ≥ 10℃ 积温 5300-5500 DD,在黄河流域需
≥ 10℃ 积温 4100-4500 DD。
邯郸农科所研究指出,≥ 15℃ 积温 3200 DD 以上是麦棉两熟稳产区,
包括河北省东起沧州至河间,安国,定州一线以南,京广线以东地区 。
全国主要复种方式及分布旱地温温作物两熟分布,我国华南中,南亚热带 ≥ 10℃ 积温 5500 DD以上,
年降水量 1500-2000 mm,海拔低于 1000m的 丘陵坡地和沿海沙地,因湿热,小麦,油菜适应性差,主要作物为玉米,甘薯,大豆,花生,及黄麻,烟草,芝麻等 。 分布广但面积不大 。 南方人喜稻米而不重旱作,因而产量低,潜力大 。
全国主要复种方式及分布温温旱水作物两熟分布,分布于旱地温温作物两熟区相似,在麦稻二熟区以南,水利条件比双季稻区差但比温温旱地作物两熟区好,
多数在平原低丘的双季稻上部丘陵单季稻种植区 。 年内水旱轮作,如 水稻 - 玉米,大豆,甘薯 。
优点,增加饲料绿肥; 水旱轮作;要求积温少;缓和双季稻劳力紧张状况 。
全国主要复种方式及分布麦稻两熟(一旱一水)
分布,是我国一种主要的复种方式,面积大,分布极广,
北到银川平原,南到华南沿海 。 集中分布在三大片:
( 1) 江淮平原丘陵区 ( 苏北,皖中,鄂中鄂北,豫南 ),
∑T ≥ 10℃ > 5500 DD,Ry800-1000 mm,FD =220。
( 2) 西南区 ( 云,贵,川 ),∑ T ≥ 10℃ 4 500-5700
DD,Ry1000 mm,FD =240-300。
( 3 ) 长 江 中 下 游 平 原 及 江 南 丘 陵 山 地,∑ T
≥ 10℃ 5000-5500 DD,Ry1000-1400 mm,FD =240-280。
全国主要复种方式及分布双季稻与双季稻三熟 我国是世界上双季稻面积最大的国家。
分布,是我国一种主要的复种方式,面积大,分布广 。
要求高温高湿 。 主要分布在长江伊纳各省,包括广东,广西,
福建,台湾,湖南,浙江,安徽,湖北 。 上海,四川,江苏也有部分分布 。
对 ≥ 10℃ 积温的要求,
冬闲或绿肥 -稻 -稻 > 4900-5200 DD
油菜或大麦 -稻 -稻 > 5100-5300 DD
小麦 -稻 -稻 > 5300-5700 DD
甘薯 -稻 -稻 > 7000 DD
全国主要复种方式及分布二旱一水(单季稻三熟)
分布,分布于 ∑ T ≥ 10℃ > 5000 DD,FD > 230 的亚热带水利条件较差的丘陵,沙地或平原,有两种组合方式:
( 1) 喜凉旱作与喜温旱作和水稻组合,如 麦 /玉米-水稻
( 川,湘,苏 ),麦 /西瓜 -水稻 ( 贵,苏 ),麦-花生-水稻或麦-稻-花生 ( 甘薯 ) ( 广东,福建 ) 。
( 2) 两种喜温旱作与水稻组合,分布在华南,如 稻-大豆-甘薯,大豆-稻-甘薯 ( 广东西南部 ),花生或大豆/
黄麻-稻 ( 广东沿海 ),黄麻-稻 /甘薯 ( 台湾 ) 。