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（1 1）养地制度的地位）养地制度的地位 耕耕作作制制度度包包括括两两个个方方面面相相互互依依存存的的内内容容，即即种种植植制制度度（cropping cropping systemsystem）与与养养地地制制度度（system system of of soil soil managementmanagement），养养地地制制度度是是耕耕作作制制度度的的重要内容，是持续稳定高产的基础。重要内容，是持续稳定高产的基础。（2 2）养地制度的概念）养地制度的概念养养地地制制度度是是与与种种植植制制度度相相适适应应的的以以养养地地为为中中心心的的一一系系列列技技术术措措施施体体系系，它它包包括括农农田田建建设设、农农田田培培肥肥、农农田田保保护护等等方方面面，其其中中心心目目的的是是提提高高土土地地综综合合生生产产能能力力(不不是是一一季季、不不是是一一年年，不不是是一一种种作作物物、不不是是一一种种植方式）。种种植方式）。耕作学 第六章 养 地第1页/共76页（3 3）养地发展历史）养地发展历史 在农业发展的初期，作物生长主要靠的是土壤自然肥在农业发展的初期，作物生长主要靠的是土壤自然肥力，一旦自然肥力下降，就弃荒或休闲，故土地生产力力，一旦自然肥力下降，就弃荒或休闲，故土地生产力很低。很低。随着牲畜的饲养和豆科作物的种植，添加了一部分入随着牲畜的饲养和豆科作物的种植，添加了一部分入工养地与生物养地的因素，作物生产力有所提高。工养地与生物养地的因素，作物生产力有所提高。1818、1919世纪以后，随着化学肥料的发现与应用，再世纪以后，随着化学肥料的发现与应用，再加上灌溉面积的扩大，土地生产能力大幅度提高，耕作加上灌溉面积的扩大，土地生产能力大幅度提高，耕作制度也朝着集约化方向发展。制度也朝着集约化方向发展。今后，我国入均耕地日益减少，集约高产的耕作制度今后，我国入均耕地日益减少，集约高产的耕作制度对土地提出了更高的要求，用地与养地的紧密结合将具对土地提出了更高的要求，用地与养地的紧密结合将具有越来越重要的意义。有越来越重要的意义。耕作学 第六章 养 地第2页/共76页 （4 4）人类活动在养地中的两面性）人类活动在养地中的两面性 破坏地力，恶性循环破坏地力，恶性循环 不合理的干预，不尊重自然与经济规律，结不合理的干预，不尊重自然与经济规律，结果是造成农田生态环境的破坏，如森林消失、水土果是造成农田生态环境的破坏，如森林消失、水土流失、土壤退化、土地生产能力下降。流失、土壤退化、土地生产能力下降。提高地力，良性循环提高地力，良性循环 科学的增加投入，结果是形成比原来自然生态科学的增加投入，结果是形成比原来自然生态系统还要更高级的入工生态环境，土地生产能力不系统还要更高级的入工生态环境，土地生产能力不断提高。这就是用地与养地同步发展的良性演进后断提高。这就是用地与养地同步发展的良性演进后果。为此，从理论上要强调用地与养地的结合，生果。为此，从理论上要强调用地与养地的结合，生产与生态的结合，自然生态与入工的结合。产与生态的结合，自然生态与入工的结合。耕作学 第六章 养 地第3页/共76页 第一节第一节 耕地土壤现状及存在的问题耕地土壤现状及存在的问题 一、耕地现状一、耕地现状 1.1.耕地面积逐年减少耕地面积逐年减少 根据国家统计部门的数字，从根据国家统计部门的数字，从1957-19861957-1986年累计减少年累计减少耕地耕地40734073万万hm2hm2，除开荒造地，除开荒造地25132513万万hm2hm2，2929年间净减少年间净减少15601560万万hm2hm2，平均每年减少，平均每年减少53.853.8万万hm2hm2。而在此期间人口却。而在此期间人口却急剧增加，净增急剧增加，净增4 4亿多，人均占有耕地面积也因此减少到了亿多，人均占有耕地面积也因此减少到了0.092 hm20.092 hm2，约有，约有1/31/3的省份人均耕地面积下降到了的省份人均耕地面积下降到了667 m2667 m2以下。以下。近年来又实行了基本农田保护制度，耕地面积减少的近年来又实行了基本农田保护制度，耕地面积减少的势头得到了一定程度的控制，但每年减少量仍在势头得到了一定程度的控制，但每年减少量仍在3030万万hm2hm2以上，土地的连年大量减少，已经成为我国经济持续稳定以上，土地的连年大量减少，已经成为我国经济持续稳定发展的主要限制因子之一。发展的主要限制因子之一。耕作学 第六章 养 地第4页/共76页2.2.耕地减少的原因耕地减少的原因农业用地内部调整，如把大块农田改为果园或改挖为农业用地内部调整，如把大块农田改为果园或改挖为鱼塘等，大多数年份由于农业内部用地调整减少的农田鱼塘等，大多数年份由于农业内部用地调整减少的农田面积约占总农田面积减少量一半；面积约占总农田面积减少量一半；城市建设、乡镇企业和农民建房及开发区建设占地严城市建设、乡镇企业和农民建房及开发区建设占地严重；重；工矿用地面积增加，受开发热的影响，许多地方乱开工矿用地面积增加，受开发热的影响，许多地方乱开采乱占地，使耕地遭到破坏；采乱占地，使耕地遭到破坏；交通用地增加，如高速公路建设及其他道路修建占地交通用地增加，如高速公路建设及其他道路修建占地等。应当指出，非农业用地一般具有不可恢复性，耕地等。应当指出，非农业用地一般具有不可恢复性，耕地一旦改为它用，很难再复原为农田。一旦改为它用，很难再复原为农田。耕作学 第六章 养 地第5页/共76页 二、农田土壤存在的问题二、农田土壤存在的问题 （一）水土流失（一）水土流失 1.1.水土流失面积水土流失面积 我国水土流失面积呈逐年增加趋势，新中国成立我国水土流失面积呈逐年增加趋势，新中国成立初期我国水土流失面积初期我国水土流失面积150150万万km2km2，目前已增加到，目前已增加到183183万万km2km2，约占全国土地面积的，约占全国土地面积的1/51/5；我国每年因水土流失侵；我国每年因水土流失侵蚀掉的土壤总量达到蚀掉的土壤总量达到5050亿亿t t，大约占全世界土壤流失量，大约占全世界土壤流失量的的1/51/5。耕地水土流失以黄土高原地区最为严重，该区耕地耕地水土流失以黄土高原地区最为严重，该区耕地水土流失面积占其总耕地总面积的水土流失面积占其总耕地总面积的70%70%以上；西南地区以上；西南地区其次，耕地水土流失面积占其次，耕地水土流失面积占50%50%以上；第三是东北地区，以上；第三是东北地区，水土流失耕地面积占水土流失耕地面积占40%40%以上。以上。耕作学 第六章 养 地第6页/共76页 2.2.水土流失危害水土流失危害 在在土土壤壤被被大大量量侵侵蚀蚀的的同同时时，水水分分得得不不到到涵涵养养，生生态态条条件件不不断断恶恶化化。我我国国每每年年土土壤壤养养分分流流失失的的数数量量大大约约相相当当于于同同期期化化肥肥的的生生产产量量，养养分分流流失失导导致致土土壤壤肥肥力力下下降降。而而且且，农农田田被被切切害害得得支支离离破破碎碎，或或被被淤淤积积掩掩埋埋，使使农农田田招招致致致致命命的的破破坏坏。水水土土流流失失还还造造成成河河道道淤淤塞塞，道道路路和和水水利利设设施施等等建建筑筑物物被被毁毁，引引发发多多种种生生态态环环境境灾灾害害，给国民经济和人民的生命财产带来严重威胁。给国民经济和人民的生命财产带来严重威胁。耕作学 第六章 养 地第7页/共76页 （二）土地沙化（二）土地沙化 我国沙化土地面积约为我国沙化土地面积约为33.433.4万万km2km2，占全国土，占全国土地面积的地面积的3.5%O3.5%O还有具有沙漠化潜在危险的土地还有具有沙漠化潜在危险的土地160.7160.7万万km2km2。我国土地沙漠化的形成除自然因素外，人为我国土地沙漠化的形成除自然因素外，人为造成的草原植被破坏是土地沙漠化的直接原因。因造成的草原植被破坏是土地沙漠化的直接原因。因此，沙漠化以农牧交错带最为严重。地处我国西北此，沙漠化以农牧交错带最为严重。地处我国西北内陆的新疆沙漠化面积最大，约占其总土地面积的内陆的新疆沙漠化面积最大，约占其总土地面积的1/41/4；而内蒙古自治区、甘肃省部分地区沙漠化面；而内蒙古自治区、甘肃省部分地区沙漠化面积增加迅速，目前整个西北地区沙漠化面积以约每积增加迅速，目前整个西北地区沙漠化面积以约每年年1010万万km2km2的速度扩展，其扩展方向是自西北向东的速度扩展，其扩展方向是自西北向东南蔓延。南蔓延。耕作学 第六章 养 地第8页/共76页（三）土壤次生盐渍盐碱化（三）土壤次生盐渍盐碱化 我国盐渍化（碱化）耕地面积已从我国盐渍化（碱化）耕地面积已从19761976年的年的706706万万hm2hm2增增加到了加到了19921992年的年的763 hm2763 hm2，约占总耕地面积的，约占总耕地面积的6%6%。土地次生盐渍（碱）化的原因：土地次生盐渍（碱）化的原因：1.1.北方干旱半干旱地区的灌溉农田面积扩大，这一地区用北方干旱半干旱地区的灌溉农田面积扩大，这一地区用于灌溉的水量有限，但蒸发量大，盐分向上移动大于下向淋于灌溉的水量有限，但蒸发量大，盐分向上移动大于下向淋洗的数量；洗的数量；2.2.灌溉不合理，过量灌溉不仅浪费了宝贵的水资源，也引灌溉不合理，过量灌溉不仅浪费了宝贵的水资源，也引起地下水位上升，地下水借助毛管作用能够上升至地表，水起地下水位上升，地下水借助毛管作用能够上升至地表，水分被蒸发掉后盐分留在了土壤中，导致表层土壤盐分积聚；分被蒸发掉后盐分留在了土壤中，导致表层土壤盐分积聚；3.3.近十多年来水利设施特别是农田水利工程设施老化，排近十多年来水利设施特别是农田水利工程设施老化，排灌不畅，地下水位难以得到及时有效的控制；灌不畅，地下水位难以得到及时有效的控制；4.4.农田耕作、土壤培肥不合理，土壤物理化学性质劣化，农田耕作、土壤培肥不合理，土壤物理化学性质劣化，肥力下降导致土壤盐碱危害加重。肥力下降导致土壤盐碱危害加重。耕作学 第六章 养 地第9页/共76页（四）耕地土壤贫瘠化（四）耕地土壤贫瘠化 耕地土壤贫瘠化是指耕地在利用过程中，投入到耕地耕地土壤贫瘠化是指耕地在利用过程中，投入到耕地中的养分物质数量不足以弥补同期由于作物收获、水土流中的养分物质数量不足以弥补同期由于作物收获、水土流失等原因造成的从耕地中移走的养分物质数量，从而导致失等原因造成的从耕地中移走的养分物质数量，从而导致土壤肥力和土地生产力下降的现象。土壤肥力和土地生产力下降的现象。1 1土壤有机质作为土壤肥力的基础物质，在协调水、肥、土壤有机质作为土壤肥力的基础物质，在协调水、肥、气、热各肥力因子之间关系方面起着十分重要的作用，它气、热各肥力因子之间关系方面起着十分重要的作用，它的含量高低在一定程度上代表着土壤肥力的高低，决定着的含量高低在一定程度上代表着土壤肥力的高低，决定着土地的生产力水平。然而，燃料短缺，人们将秸杆等物质土地的生产力水平。然而，燃料短缺，人们将秸杆等物质大量地用做燃料而导致向农田有机物质投入减少，土壤培大量地用做燃料而导致向农田有机物质投入减少，土壤培肥变得很困难。肥变得很困难。2 2施入农田的肥料品种单一，表现出氮肥多、磷肥少、施入农田的肥料品种单一，表现出氮肥多、磷肥少、钾肥不足，导致作物对土壤中某些营养元素如何素等的耗钾肥不足，导致作物对土壤中某些营养元素如何素等的耗竭。竭。3 3由土壤侵蚀引起肥沃的表土流失，也是导致土壤肥力由土壤侵蚀引起肥沃的表土流失，也是导致土壤肥力水平下降的另外一个重要原因。特别是在贫困地区。水平下降的另外一个重要原因。特别是在贫困地区。耕作学 第六章 养 地第10页/共76页（五）土壤污染（五）土壤污染 土壤污染不仅对农作物及农田生态环境造成危土壤污染不仅对农作物及农田生态环境造成危害，污染物通过食物链最终进入人体，还会危害害，污染物通过食物链最终进入人体，还会危害人体健康。人体健康。造成农田土壤污染的原因主要有：造成农田土壤污染的原因主要有：1 1工业和乡镇企业排放的各类废弃物；工业和乡镇企业排放的各类废弃物；2 2农用化学物质的过量使用；农用化学物质的过量使用；3 3畜禽粪便和生活垃圾的不适当堆放等；畜禽粪便和生活垃圾的不适当堆放等；4 4污水灌溉；污水灌溉；耕作学 第六章 养 地第11页/共76页第二节第二节 农田建设农田建设一、农田建设目的 提高农田的综合生产力。提高农田的综合生产力。1.1.农田综合生产力农田综合生产力:是指农田种植农作物获得持续高产稳产的能力。是指农田种植农作物获得持续高产稳产的能力。耕作学 第六章 养 地第12页/共76页 2.2.具有综合生产力农田应具备的条件具有综合生产力农田应具备的条件 （1 1）多宜性、多用性；）多宜性、多用性；多样生产力（适宜种植多种作物、水旱适宜）多样生产力（适宜种植多种作物、水旱适宜）（2 2）土层深厚，土地平整，基础肥力高；）土层深厚，土地平整，基础肥力高；肥力状况好（厚、平、肥）肥力状况好（厚、平、肥）（3 3）自我调节能力强，抗逆性好。）自我调节能力强，抗逆性好。稳定生产力表现（自我协调力、养分平衡、有机稳定生产力表现（自我协调力、养分平衡、有机质平衡、结构良好、水旱适应，抗劣性）质平衡、结构良好、水旱适应，抗劣性）第13页/共76页二、高产稳产农田建设的基本要求二、高产稳产农田建设的基本要求 1.1.高产稳产田高产稳产田目标目标：（1 1）旱涝保收）旱涝保收（2 2）水旱两用）水旱两用（3 3）土肥泥活）土肥泥活（4 4）环境良好）环境良好（5 5）高产稳产）高产稳产 农农田田建建设设要要“以以治治水水、改改土土、防防护护为为中中心心、实实行行山山、水水、田田、林林、路路、渠渠、电电为为主主要要内内容容的的综综合合治理治理”。耕作学 第六章 养 地第14页/共76页 高高产产稳稳产产农农田田的的要要求求是是一一个个整整体体，各各地地的的气气候候、土土壤壤、地地形形、地地貌貌、水水文文条条件件不不同同，生生产产 水水平平、管管理理水水平平也也不不一一样样，这这些些要要求求应应有有各各自自的的建建设设重重点点和和具具体体的的标标准准要要求求。而而且且，农农田田建建设设不不能能是是一一劳劳永永逸逸的的，要要经经常常、持久地坚持下去。如：持久地坚持下去。如：南方旱涝保收农田的一般标准：南方旱涝保收农田的一般标准：连连续续3 3日日降降雨雨200-250mm200-250mm不不受受涝涝，连连晴晴70-9070-90天天无无雨雨不不受旱。受旱。北方吨粮田的需求是：北方吨粮田的需求是：1.1.土地平整，土层深厚；土地平整，土层深厚；2.2.能灌能排；能灌能排；3.3.无障碍性因素；无障碍性因素；4.4.农田田块整齐，配套设施完善。农田田块整齐，配套设施完善。耕作学 第六章 养 地第15页/共76页二、农田水利建设与土地规划二、农田水利建设与土地规划 1.1.重要性重要性农农田田水水利利建建设设规规划划是是农农田田基基本本建建设设的的核核心心，也是改变当地生产面貌的一项关键措施。也是改变当地生产面貌的一项关键措施。2.2.水利规划的原则水利规划的原则考考虑虑农农业业结结构构调调整整和和种种植植业业内内部部调调整整，考考虑虑防防洪洪、除除涝涝、灌灌溉溉、降降渍渍工工程程的的合合理理配配置置和和布布局局，考考虑虑乡乡村村道道路路、农农田田林林网网、水水产产养养殖殖及及村镇建设等需要村镇建设等需要。耕作学 第六章 养 地第16页/共76页 3.3.水利规划的步骤水利规划的步骤（1 1）先先根根据据当当地地水水资资源源状状况况，作作物物全全年年需需水水量量以以及及畜畜牧牧、水水产产、乡乡镇镇工工矿矿企企业业、群群众众生生活活用用水水等进行周密匡算，初拟水利规划；等进行周密匡算，初拟水利规划；（2 2）再再根根据据当当地地的的财财力力、人人力力、物物力力情情况况，经经过过详详细细勘勘查查，提提出出分分期期实实施施的的工工程程项项目目，包包括括蓄蓄水水、引引水水、提提水水、排排水水及及田田间间灌灌排排渠渠系系的的规规划划和建设。和建设。耕作学 第六章 养 地第17页/共76页4.4.不同类型地区水利建设规划不同类型地区水利建设规划（1 1）平原水网地区）平原水网地区 实实行行旱旱、涝涝、渍渍、碱碱综综合合治治理理，建建立立和和健健全全相相互互联联通通、交织成网的排水系统。交织成网的排水系统。（2 2）低渍圩（）低渍圩（weiwei）区）区在在巩巩固固防防洪洪堤堤前前提提下下，治治水水改改土土，主主攻攻涝涝渍渍，搞搞好好灌灌溉溉。按按照照“四四分分开开，三三控控制制”的的要要求求，即即内内外外分分开开、灌灌排排分分开开、高高低低分分开开、水水旱旱分分开开，控控制制内内河河水水位位、控控制制地地下下水水位位、控控制制土土壤壤适适宜宜含含水水量量。实实行行高高筑筑圩圩、双双配配套套（闸闸、站站配配套套），两两改改造造（改改造造老老河河网网、改改造造低低产产田田），建建设设新新水水系系，逐逐步步实实行行挡挡得得住住，排排得得快快，降降得得下下，灌灌得得好。好。耕作学 第六章 养 地第18页/共76页 （3 3）丘陵山区）丘陵山区洪洪旱旱兼兼治治，蓄蓄泄泄兼兼筹筹，保保持持水水土土，建建塘塘筑筑库库，库塘相连，长藤结瓜，余缺调度。库塘相连，长藤结瓜，余缺调度。（4 4）北方地区）北方地区千千方方百百计计增增加加蓄蓄水水，扩扩大大灌灌溉溉面面积积，平平原原井井灌灌地地区区，要要合合理理布布井井，同同时时做做好好农农田田灌灌水水排排水水系系统统，合合理理采采水水，合合理理灌灌溉溉，防防止止土土壤壤盐盐演演化化。西西北北干干旱旱半半干干旱旱地地区区 治治理理水水土土流流失失，修修筑筑梯梯田田，拦拦蓄蓄雨雨水水，有有条条件件的的地地方方也也要要千千方方百百计计增增加加蓄蓄水，适当发展井灌。水，适当发展井灌。耕作学 第六章 养 地第19页/共76页 三、改造低产田，建设高产田三、改造低产田，建设高产田 土土壤壤改改良良是是一一项项提提高高农农田田土土壤壤肥肥力力，改改善善土土壤壤结结构构，使使土土壤壤能能同同时时满满足足农农作作物物对对水水、肥肥、气气、热的需要，使农作物高产稳产的重要措施。热的需要，使农作物高产稳产的重要措施。耕作学 第六章 养 地第20页/共76页 1.1.建设高产田建设高产田（1 1）高产农田的一般表现：）高产农田的一般表现：地地面面平平整整 保保水水、保保土土、保保肥肥 土土层层深深厚厚 结结构构良良好好 养养分分丰丰富富 沟沟渠渠路路林林配配套套 旱旱涝涝保收保收 高产稳产高产稳产耕作学 第六章 养 地第21页/共76页 （2 2）高产水田基本性状：）高产水田基本性状：良好的土体结构，水、肥、气、热诸因素协调良好的土体结构，水、肥、气、热诸因素协调 养分含量丰富，供肥保肥性能好养分含量丰富，供肥保肥性能好 质地适中，结构性好，渗漏量适当质地适中，结构性好，渗漏量适当 土壤环境适宜，旱涝保收土壤环境适宜，旱涝保收耕作学 第六章 养 地第22页/共76页（3 3）高产旱地的基本性状：）高产旱地的基本性状：1.1.耕作层深厚，土壤熟化度高耕作层深厚，土壤熟化度高2.2.土质疏松，土体构造良好土质疏松，土体构造良好3.3.养分充足，土壤肥力高养分充足，土壤肥力高4.4.土壤酸碱度适宜，不含毒质土壤酸碱度适宜，不含毒质 5.5.环境良好，旱涝保收环境良好，旱涝保收耕作学 第六章 养 地第23页/共76页 2.2.改造中低产田改造中低产田低低产产农农田田一一般般是是有有严严重重土土壤壤障障碍碍因因素素，使使土土壤壤性性状状不不良良，影影响响农农作作物物产产量量提提高高的的一一类类农农田田，一一般产量要比当地平均产量低般产量要比当地平均产量低202050%50%，甚至更多。，甚至更多。不良土壤性状主要包括：不良土壤性状主要包括：土土壤壤渍渍水水潜潜育育或或缺缺水水干干旱旱、耕耕层层浅浅薄薄、土土质质过过粘粘或或过过沙沙、土土性性过过酸酸或或过过碱碱、土土壤壤侵侵蚀蚀、水水土土流失、土壤污染，含有毒物质。流失、土壤污染，含有毒物质。耕作学 第六章 养 地第24页/共76页低产土壤的改良的一般经验：低产土壤的改良的一般经验：:要要查查清清低低产产土土壤壤的的类类别别和和病病根根，统统一一规规划划，采采取取针对性措施，可以起到事半功倍的效果；针对性措施，可以起到事半功倍的效果；:实实行行综综合合治治理理。低低产产地地区区一一般般经经济济比比较较贫贫困困，或或是是交交通通不不便便，条条件件较较差差，或或是是地地势势低低洼洼等等。改改造造低低产产田田要要治治山山、治治水水、治治田田结结合合，农农、林林、牧牧结结合合，农农工工商商结结合，发展农村经济，增强力量；合，发展农村经济，增强力量；:在在具具体体措措施施上上要要做做到到工工程程措措施施、生生物物措措施施、农农业业措施密切配合起来；措施密切配合起来；:加加强强领领导导，进进行行多多部部门门的的协协作作，这这是是做做好好低低产产田田改良的保证。改良的保证。耕作学 第六章 养 地第25页/共76页第三节第三节 农田土壤培肥农田土壤培肥 土壤是农业生产的基本资料，肥力是土壤土壤是农业生产的基本资料，肥力是土壤的基本特性。在生产实践中，往往是水分和养的基本特性。在生产实践中，往往是水分和养分等土地因素限制光能的转化利用。即或是地分等土地因素限制光能的转化利用。即或是地力较高，如果只用不养或用多养少，也会逐渐力较高，如果只用不养或用多养少，也会逐渐变低。变低。耕作学 第六章 养 地第26页/共76页一、一、农田物质循环与养分平衡农田物质循环与养分平衡（一）农田物质循环是开放型的（一）农田物质循环是开放型的农农田田物物质质循循环环的的研研究究涉涉及及到到土土壤壤、肥肥料料、降降水水、作作物物等等许许多多因因素素，必必须须把把作作物物、土土壤壤条条件件与措施联合起来。与措施联合起来。耕作学 第六章 养 地第27页/共76页耕作学 第六章 养 地第28页/共76页1.1.输入包括：输入包括：1)1)有机肥料和矿质肥料；有机肥料和矿质肥料；2)2)降水；降水；3)3)土壤矿质分解；土壤矿质分解；4)4)生物固氮；生物固氮；5)5)根系和残茬归还；根系和残茬归还；6)6)尘埃的沉降；尘埃的沉降；7)7)灌溉；灌溉；8)8)播种与幼苗移栽。播种与幼苗移栽。耕作学 第六章 养 地第29页/共76页2.2.输出包括：输出包括：1)1)植物收获物对养分元素的移出；植物收获物对养分元素的移出；2)2)土壤的淋失；土壤的淋失；3)3)土壤的冲刷；土壤的冲刷；4)4)挥发；挥发；5)5)土壤固定。土壤固定。耕作学 第六章 养 地第30页/共76页3.3.输入输出结果输入输出结果（1 1）如如果果连连年年输输出出大大于于输输入入，也也就就会会越越种种地地越瘦；越瘦；（2 2）若若能能通通过过各各种种途途径径将将收收获获物物带带走走的的归归还给土壤，使输入大于输出，那么地就越种越肥；还给土壤，使输入大于输出，那么地就越种越肥；（3 3）若若输输出出等等于于输输入入，地地力力则则呈呈相相对对稳稳定定状态。状态。耕作学 第六章 养 地第31页/共76页4.4.农田物质循环与平衡农田物质循环与平衡在在农农田田生生态态系系统统中中，每每种种元元素素都都有有自自己己独独特特的的循循环环途途径径，因因此此，必必须须弄弄清清养养分分转转移移路路线线和和循循环环途途径径，通通过过各各种种途途径径促促进进和和扩扩大大营营养养物物质质的循环，才能保证土壤能力的提高和技术高产。的循环，才能保证土壤能力的提高和技术高产。耕作学 第六章 养 地第32页/共76页（1 1）碳循环）碳循环总量无限直接进入食物链气相循环快、均匀、充足大气二氧化碳年增1ppm。耕作学 第六章 养 地第33页/共76页农田应保持碳和有机质消长平衡农田应保持碳和有机质消长平衡华北每亩农田玉米消耗华北每亩农田玉米消耗3030公斤，小麦消耗公斤，小麦消耗1515公斤碳公斤碳需投入需投入150150170170公斤秸秆，还田公斤秸秆，还田5050可保持平衡可保持平衡全球应保持二氧化碳和有机质合成之间的动态平衡全球应保持二氧化碳和有机质合成之间的动态平衡开矿、燃烧、生物生理消耗开矿、燃烧、生物生理消耗=植被固定、碳酸盐沉积植被固定、碳酸盐沉积耕作学 第六章 养 地第34页/共76页碳素不平衡对农业的影响碳素不平衡对农业的影响二氧化碳浓度的升高，二氧化碳浓度的升高，全球气候变暖（温室效应）全球气候变暖（温室效应）干旱加剧干旱加剧淹没城市淹没城市种植面积向高纬度扩展种植面积向高纬度扩展季节延长季节延长生长加快生长加快光合作用加强光合作用加强增产。增产。耕作学 第六章 养 地第35页/共76页（2 2）氮循环）氮循环总量无限生物小循环为主半气相型进入食物链需耗能生物固氮、闪电和宇宙射线、工业固氮生物小循环有口耗散就是耗能过量投入污染环境。耕作学 第六章 养 地第36页/共76页生物小循环生物小循环含氮盐含氮盐土壤土壤植物植物动物动物微生物微生物含氮盐含氮盐 地质大循环地质大循环大大气气生生物物固固氮氮、闪闪电电和和宇宇宙宙射射线线、工工业业固固氮氮土土壤壤植植物物动动物物微微生生物物、燃烧、反硝化、氨化燃烧、反硝化、氨化大气。大气。耕作学 第六章 养 地第37页/共76页（3 3）水循）水循环环气相型循环大气中水循环快总量无限、实际量仅百万分之0.5降水后非气相型主要为环境因素大部分运输能量，调节环境，小部分光合作用所同化区域不平衡季节不平衡水利是农业命脉，耗水量剧增。耕作学 第六章 养 地第38页/共76页耕作学 第六章 养 地中国水资源第39页/共76页耕作学 第六章 养 地世界水资源第40页/共76页（4 4）磷循环）磷循环典型沉积型循环单向流动土壤固定和水土流失储量有限全球总量840万亿吨生物小循环为主生物有机质和食物链为主土壤库多,活性低,流动慢持续性受威胁。耕作学 第六章 养 地第41页/共76页（5 5）有害物质的富集）有害物质的富集有毒物质一旦进入生态系统，参与物质循环，沿着食物链通过生物富集作用，不断富集、浓缩。食物链富集作用又称生物学放大作用。人类与动物在食物链中处在最高营养级狂猫症 水俣病耕作学 第六章 养 地第42页/共76页二、不同种植制度下农田物质平衡动向二、不同种植制度下农田物质平衡动向（一）地力在自然植被下的变化（一）地力在自然植被下的变化1.1.撂荒地上碳、氮的变化（英国洛桑试验站，撂荒地上碳、氮的变化（英国洛桑试验站，19501950）耕作学 第六章 养 地第43页/共76页2.2.在自然情况下，肥力状态在变好在自然情况下，肥力状态在变好（1 1）自自然然植植被被覆覆盖盖度度大大，覆覆盖盖时时间间长长，风风雨雨对对土土壤壤的侵蚀作用小；的侵蚀作用小；（2 2）自自然然植植被被就就地地生生，就就地地死死，营营养养物物质质闭闭合合循循环环，即即没没有有人人为为的的投投入入能能量量和和物物质质，也也没没有有取取走走任任何何产产品。品。（3 3）在在气气候候、地地形形、水水分分等等条条件件有有利利的的地地方方，土土壤壤中中的的养养分分可可以以保保持持循循环环，并并处处于于缓缓慢慢扩扩大大的的状状态态，年年复复一一年年不不断断增增多多的的植植物物残残体体将将促促使使土土壤壤中中有有机机物物质质及及养养分分元元素素得得到到积积累累，良良好好的的土土壤壤结结构构亦亦得得以以保保持和发展。持和发展。耕作学 第六章 养 地第44页/共76页（二）荒地开垦后的养分动态（二）荒地开垦后的养分动态荒荒地地开开垦垦以以后后，一一般般规规律律是是土土壤壤有有机机质质和和养养分迅速下降。分迅速下降。（1 1）栽栽培培作作物物形形成成有有机机质质中中，有有707090%90%以以收收获获物物及及产产品品形形态态移移出出田田外外，而而以以残残茬茬、落落叶叶和根的形式遗留在农田中的数量不多。和根的形式遗留在农田中的数量不多。（2 2）种种植植中中耕耕作作物物土土壤壤有有机机物物损损失失最最多多，麦麦类类作作物物消消耗耗的的有有机机质质少少，而而栽栽培培牧牧草草则则有有利利于于有机质的积累。有机质的积累。耕作学 第六章 养 地第45页/共76页（三）常耕地有机质养分动态（三）常耕地有机质养分动态 1.1.特点特点 有有机机质质分分解解较较慢慢，有有些些已已开开垦垦千千百百年年的的常常耕耕地地土土壤壤有有机机质质已已达达到到稳稳定定状状态态，肥肥力力状状况况决决定定于投入与移出的平衡状况。于投入与移出的平衡状况。耕作学 第六章 养 地第46页/共76页C C、N N、P P、K K在不同人工投入取出情况下的平衡在不同人工投入取出情况下的平衡耕作学 第六章 养 地第47页/共76页 2.2.一般规律一般规律（1 1）多多出出少少入入是是耗耗地地之之因因，而而多多入入少少出出则则为为养养地地之之本本，产产量量越越高高，氮氮、磷磷、钾钾移移出出越越多多，但但可可归归还还的有机质源也越多；的有机质源也越多；（2 2）沉淀元素磷、钾一般是负平衡（不入时）；沉淀元素磷、钾一般是负平衡（不入时）；（3 3）氮氮一一般般是是负负平平衡衡，但但种种豆豆科科作作物物时时则则有有正正有有负；负；（4 4）碳碳多多数数情情况况下下是是正正，但但完完全全不不入入时时则则以以负负平平衡居多衡居多耕作学 第六章 养 地第48页/共76页 （四）多熟制下的养分动态（四）多熟制下的养分动态 多熟种植产量增加，从土壤中移走的物质增多。多熟种植产量增加，从土壤中移走的物质增多。1.1.若若耕耕种种培培肥肥措措施施失失当当，便便会会使使生生态态系系统统和和土土壤壤的的能能量量和和物物质质平平衡衡遭遭到到破破坏坏，土土壤壤中中水水肥肥气气热热状状况况失失调调，导致肥力下降。导致肥力下降。2.2.多多熟熟高高产产本本身身留留给给土土壤壤的的作作物物根根茬茬以以及及可可能能直直接接产产接接归归还还土土壤壤的的有有机机物物也也相相应应增增多多，同同时时多多熟熟制制往往往往有有较较充充足足的的水水分分养养分分补补给给良良好好和和耕耕作作管管理理，使使土土壤壤的的环环境境条件不断得到改善，水肥气热诸肥力因素不断得到调节。条件不断得到改善，水肥气热诸肥力因素不断得到调节。因因此此，只只要要在在措措施施上上保保持持整整个个农农田田生生态态系系统统和和土土壤壤的的能能量量和和物物质质平平衡衡，加加强强肥肥水水养养气气热热诸诸肥肥力力因因素素的的合合理理调节，土壤肥力和作物产量是能够提高的。调节，土壤肥力和作物产量是能够提高的。耕作学 第六章 养 地第49页/共76页耕作学 第六章 养 地有机质归还量与平衡状况 第50页/共76页耕作学 第六章 养 地一熟二熟养分与有机质平衡 第51页/共76页 三、土壤培肥的途径三、土壤培肥的途径（一）生物养地（一）生物养地生物养地的主要作用：生物养地的主要作用：1.1.固氮；固氮；2.2.增加土壤有机质，为土壤中的生物提供能源；增加土壤有机质，为土壤中的生物提供能源；3.3.分解有机态养料；分解有机态养料；4.4.保持水土；保持水土；5.5.松土耕地；松土耕地；6.6.生物排除盐碱等。生物排除盐碱等。耕作学 第六章 养 地第52页/共76页（二）化学养地（二）化学养地 化肥施用水平与产量水平密切相关，粮食增化肥施用水平与产量水平密切相关，粮食增产额中约有产额中约有50%50%靠的是化肥。在增产的同时，化靠的是化肥。在增产的同时，化肥还直接保持土壤中的肥还直接保持土壤中的N N、P P、K K、CaCa等的平衡，等的平衡，还可间接促进碳循环。还可间接促进碳循环。耕作学 第六章 养 地第53页/共76页（三）有机与无机结合（三）有机与无机结合 有有机机肥肥料料（包包括括秸秸杆杆还还田田）是是一一种种全全肥肥，它它的某些作用是化肥难以替代的。的某些作用是化肥难以替代的。1.1.有机肥与秸杆中磷钾返还比例大有机肥与秸杆中磷钾返还比例大2.2.有机肥中含有多种微量元素有机肥中含有多种微量元素 3.3.有有机机肥肥料料还还可可能能改改善善土土壤壤的的理理化化和和生生物物学学性质，培肥地力，使施用的化肥效果更高性质，培肥地力，使施用的化肥效果更高4.4.提提倡倡有有机机肥肥与与化化肥肥合合理理配配合合施施用用，是是制制订订施肥方案的一个重要原则。施肥方案的一个重要原则。耕作学 第六章 养 地第54页/共76页耕作学 第六章 养 地化肥与厩肥对谷类作物产量的影响图18941906 19071922 19231948 19491972 化肥厩肥第55页/共76页第四节第四节 农田保护农田保护 一、农田保护的重要性一、农田保护的重要性 在自然生态系统中，土壤的消失与更新速度在自然生态系统中，土壤的消失与更新速度相同，土壤处于一种平衡状态。而农业生产在广大相同，土壤处于一种平衡状态。而农业生产在广大面积上以农田取代了森林、草原以后，则改变了自面积上以农田取代了森林、草原以后，则改变了自然界的生态平衡。然界的生态平衡。不合理的开发利用常常引起土壤的风蚀和水不合理的开发利用常常引起土壤的风蚀和水蚀，土壤的消失可能比更新要快，致使优越的自然蚀，土壤的消失可能比更新要快，致使优越的自然环境随着植物被的变化而破坏。环境随着植物被的变化而破坏。耕作学 第六章 养 地第56页/共76页 据据美美国国农农业业部部估估计计，由由于于土土壤壤锓锓蚀蚀，美美国国1.67108ha1.67108ha农农田田平平均均每每公公顷顷流流失失16.8t16.8t，超超过过了允许流失的限额。了允许流失的限额。在在自自然然情情况况下下，形形成成25.4mm25.4mm表表层层土土壤壤，需需历历时时30030010001000年年，甚甚至至还还更更长长，土土壤壤的的消消失失是最难以挽回的。是最难以挽回的。耕作学 第六章 养 地第57页/共76页 坡坡地地土土壤壤在在一一般般情情况况下下大大气气降降雨雨落落至至地地表表后后，其其中中一一部部分分渗渗入入土土体体，大大部部分分沿沿余余坡坡径径流流，特特别别在在降降雨雨强强度度较较大大与与覆覆被被率率极极低低的的情情况况下下，地地表表径径流流的的出出现现尤尤为为迅迅速速。不不同同坡坡地地上上的的水水土土流流失失与与坡坡度度成成正正比，坡度愈大，水土流失也愈大。比，坡度愈大，水土流失也愈大。耕作学 第六章 养 地第58页/共76页 由由于于水水土土流流失失，坡坡地地土土壤壤水水分分状状况况恶恶化化，干干旱旱就就成成为为坡坡地地低低产产的的重重要要原原因因。因因此此，对对坡坡地地农农田田必必须须采采取取水水土土保保持持措措施施，控控制制“三三跑跑”，增增强强“三三保保”（即即保保水水、保保土土、保保肥肥能能力力），从从而而使使坡坡地土壤的有效肥力不断提高。地土壤的有效肥力不断提高。耕作学 第六章 养 地第59页/共76页 二、保护性作物种植二、保护性作物种植 （一）保护性作物布局（一）保护性作物布局 农作物按它们的水土保持效能分为三大类：农作物按它们的水土保持效能分为三大类：1.1.中耕作物中耕作物如玉米、高粱、棉花、马铃薯、烟草等，行如玉米、高粱、棉花、马铃薯、烟草等，行株距离较大，植株对地面的覆盖度小，经常中株距离较大，植株对地面的覆盖度小，经常中耕松土，连年种植常促使土壤结构破坏，导致耕松土，连年种植常促使土壤结构破坏，导致径流量和冲刷量加大，而引起土壤侵蚀。径流量和冲刷量加大，而引起土壤侵蚀。耕作学 第六章 养 地第60页/共76页耕作学 第六章 养 地第61页/共76页2.2.密植作物密植作物如小麦、大麦、莜麦、谷子、糜子、大豆、如小麦、大麦、莜麦、谷子、糜子、大豆、花生等禾谷类和豆类作物，保持水土的作用较好。花生等禾谷类和豆类作物，保持水土的作用较好。3.3.二年生与多年生牧草二年生与多年生牧草 如草木榍、苜蓿、沙打旺、小冠花等，覆盖如草木榍、苜蓿、沙打旺、小冠花等，覆盖面积大，时间长，能缓冲雨滴冲击