《农业生态学》第三章 农业生态系统的结构_图文.ppt

第三章农业生态系统的结构与稳定性本章重点：• •生态系统的结构（物种、时间、空生态系统的结构（物种、时间、空 间、营养）；间、营养）；• •营养结构中重点掌握（食物链加环营养结构中重点掌握（食物链加环 ））结构决定功能• 农业生态系统功能的强弱与其结构状况 关系密切• 在合理的农业生态系统中，结构与功能 是相适应的，最佳结构必然产生最高效 率的功能• 因此，“优化结构，强化功能”已成为 我国生态农业建设中的一项重要经验 生态系统结构 • 定义：生态系统的结构指生态系统中组成成分 及其在时间、空间上的分布和各组分间的能量 、物质、信息流的方式与特点包括： 一、物种结构Ø 又称组分结构，是指生态系统中生物组 分由哪些生物种群所组成，以及它们之 间的量比关系Ø 生物种群是构成生态系统的基本单元， 不同的物种（或类群）以及它们之间不 同的量比关系，构成了生态系统的基本 特征 二、空间结构大多数自然生态系统的结构都具有 ：（一）水平结构•是指在一定生态区域内，各种作物种群 或类型在水平空间上的组合与分布（所 占面积比例和分布规律），即通常所说 的区划或布局•根据国家农业资源状况、经济基础确定 农业发展方向。

根据我国国情、地貌、 地形、气候、资源等，把我国划分为10 个大的农业发展区和38个亚区以便分别 研究其经济与生态规律全国综合农业区划系统（一级区） ： 1、东北区 2、内蒙古及长城沿线林区 3、黄、淮海区 4、黄土高原区 5、长江中下游区 6、西南区 7、华南区 8、甘新区 9、青藏区 10、海洋水产区中国农业生态区划示意图（二）垂直结构• 又称立体结构，系指农业生物类群在同 一土地单元内，垂直空间上的组合与分 布利用形态上、生理上和生态上不同 的作物群体组成合理的“复合群体” ，使 复合群体对环境资源利用最充分，对不 良环境条件抗逆性最强 • 立体种植； • 立体养殖； • 立体种养立体结构高产高效的生态学基础—— 生物种间互补 （1）对资源利用的种间互补（2）在实现系统稳定化方面的种间互补(1)自然地理位置与农业生态系统垂直结构2、农田立体模式胶茶间作3、水体立体模式基塘系统第三节 时间结构• 各种生物种群在时间上的变化动态称为 时间结构• 作物所需要的自然资源大多是随着时（ 季节）的推移而变化的从时间上合理 搭配各种类型的作物，使自然资源得到 最充分的利用农业生态系统时间结构调节方法时间结构调节方法小麦套玉米麦、棉绿肥间套作物与蔬菜套种果、农套作作物的轮作稻鱼轮作动物的轮养、套养草食动物的轮牧轮作与连作CROP ROTATION 轮作纲要一、轮作换茬的概念• 轮作 Crop rotation：•在同一块田地上有顺序地轮换种植不同作物的种植方式。

一、轮作换茬的概念• 换茬 ：在同一块田地上一种作物收获以后换种另一种作物• 重茬：一种作物收获后接连种植同一种作物一、轮作换茬的概念• 轮作：由不同的复种方式组成，称为复 种轮作 • 连作：与轮作相反，是在同一田地上连 年种植相同作物的种植方式• 在同一田地上采用同一种复种方式称为 复种连作 一、轮作换茬的概念第一期( 年)豆類十字花科塊根莖類第二期( 年)塊根莖類豆類十字花科第三期( 年)十字花科塊根莖類豆類豆类 十字花科块根块茎类 块根块茎类 豆类十字花科十字花科块根块茎类 豆类123二、轮作的作用“倒茬如上粪” “庄稼要想好，三年两头倒”二、轮作的作用 （一）减轻病虫草害不同种植方式下杂草种子库的变化（魏守辉等，2005）水稻-小 麦玉米-小麦2年后大豆-小麦2年后杂草 种子 库密 度CK-27.16%-44.44%种子 库中 主要 杂草陌上菜 、异型 莎草、 菵草、 水苋菜 、千金 子等马唐、碎米莎草 、飘拂草的相对 优势度显著上升, 鸭舌草、水苋菜 、菵草的相对优 势度显著下降通泉草、马唐、鳢肠、飘拂草的 相对优势度显著上升.玉米-小麦 轮作种子库的物种多样性指数高 于大豆-小麦轮作和水稻-小麦轮 作,玉米-小麦与大豆-小麦轮作种 子库的物种组成相似性较高二、轮作的作用 （二）调养地力二、轮作的作用 （二）调养地力 红红壤区不同轮轮作系统统中作物的养分积积累量（kg/ha） 轮作组合作物NPK稻－稻－油菜全部195.043.7212.9秸秆66.010.0183.0稻－稻－大麦全部187.538.0217.9秸秆61.56.5166.8稻－稻－紫云英早晚稻433.576.0288.8紫云英163.517.7102.1花生－油菜花生97.59.834.9油菜39.013.136.1二、轮作的作用 （三）调节作物茬口季节三、连作 Continuous Cropping三、连作 Continuous Cropping （一）连作的利三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害（1）土壤养分偏耗长期种植一种作物，因其根系总停留在同一水平上，该作物大量吸收某种特需营养元素后，就会造成土壤养分的偏耗，使土壤营养元素失去平衡,不利于继续种植同种作物。

三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害（2）有毒物质积累根系和叶片的分泌物有的对自身生长有抑制作用如大豆根系分泌氨基酸较多，使土壤噬菌体增多，它们分泌的噬菌素也随之增多，从而影响根瘤的形成和固氮能力，这是大豆连作减产的重要原因之一此外，长期种植某一种作物，使得农田土壤长期处于一种理化（如厌氧）条件下，也会发生有毒物质（如还原性Fe、Mn等）的累积三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害（3）土壤物理性质恶化由于耕作、施肥、灌溉等方式固定不变，会导致土壤理化性质恶化，有机质分解缓慢，有益微生物和数量减少 如南方连作稻田的潜育化三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害（4）病虫草害加重特定寄生性的病虫或伴生性的杂草：如黄瓜的霜霉病、根腐病、跗线螨，番茄病毒病、晚疫病，辣椒的青枯病、立枯病；大豆菟丝子等连作可使这些病虫草循环感染三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害例如：大豆重、迎茬 迎茬：隔一茬再种相同的作物，大豆上常用的词三、连作 Continuous Cropping （二）连作的危害图1 马铃薯连作障碍原因分析三、连作 Continuous Cropping （三）连作危害的消除途径三、连作 （四）作物对连作的反应 1、忌连作的作物 (间隔５年以上 )如茄科中的马铃薯、番茄、辣椒如茄科中的马铃薯、番茄、辣椒 、茄子；葫芦科的西瓜；还有亚、茄子；葫芦科的西瓜；还有亚 麻和甜菜等。

麻和甜菜等2、不耐连作的作物 (间隔３~4年)旱稻，烟草，黄瓜，豌豆，谷子，向日葵，等三、连作 （四）作物对连作的反应三、连作 （四）作物对连作的反应 3、耐短期连作的作物 (连作２年后间隔２－３年)甘薯，油菜，甘蔗，南瓜，洋葱， 蒜头, 大麻，芝麻等三、连作 （四）作物对连作的反应4、耐连作的作物水稻, 小麦, 玉米,棉花等玉米褐斑病重病田应和其他作物轮作2-3年黄瓜苗连作障碍嫁接技术中国农大自动嫁接机嫁接技术用根系发达的、抗病性强的黑籽南瓜作为黄瓜的砧木，野 生、半野生或抗病性强的杂交种作番茄、茄子的砧木 ，可以预防枯 萎病、黄萎病和青枯病等毁灭性病害四、作物茬口顺序的安排•茬口：给予后季作物以种种影响的前季作物及其茬地的总称•茬口特性：指种植某种作物后的土壤生产性能，是作物的生物学特性与管理措施共同作用的结果•茬口特性的评价：腾茬早晚、肥力状况、病虫草害及根系分泌物的影响等具有综合性和相对性四、作物茬口顺序的安排• 原则：• 瞻前顾后，统筹安排，整体高效1. 为主要作物安排其最好的茬口；2. 充分发挥养地作物的后效四、作物茬口顺序的安排四、作物茬口顺序的安排四、作物茬口顺序的安排轮连作小结上节内容回顾第四节 营养结构生产者 （植物）消费者 （动物）分解者 （微生物）营养营养营养一、食物链定义食物链的 一般长度 ？食物链的一般长度二、食物链的类型草原： 草→斑马→狮子 农田：水稻→害虫→青蛙又称为活食或草牧食物链。

1. 捕食食物链又称碎屑或残渣食物链，从真菌、细菌和土壤动物开始 主要以死的动植物或生物排泄物为食物2. 腐食食物链u植物残体→蘑菇u粪便→蚯蚓3. 寄生食物链 以寄生方式取食活的有机体而构成的食物链 u大豆→菟丝子u棉铃虫→赤眼蜂4. 混合食物链由两种以上食物链混合而成食物网生态系统中不同 种类的生物总是 相互交错形成复 杂的网状结构三、食物链的重要性澳大利亚的恶梦之一兔子• 内陆地区干旱少雨，草 极其宝贵 • 一个多世纪的灭兔行动澳大利亚的恶梦之二－鲤鱼• 鲤鱼 皮实、抗逆 性强、繁殖能力强 • 把本地鱼种推到 灭绝 的边缘 • 称作“水兔“，与坏 了名声的兔子相提 并论 毒蟾蜍入侵澳大利亚致使鳄鱼成灾 • 毒蟾蜍是1935年 为了控制甘蔗上的 甲虫引进鳄鱼蛋毒蟾蜍鬣鳞蜥增加减少食物链是生物界中一条起制约作用的规则！！四、食物链结构设计u按能量转化和物质循环规律，合理设计• 以沼气为纽带模式3. 食物链结构 综合设计1.食物链加环 （1）食物链加环的作用 u①提高农业农业 生态态系统统的稳稳定性 u②提高农农副产产品的利用率u③提高能量的利用率和转转化率农作物20%－30%为人类直接食用70%－80%为农副产品苜 蓿绿肥，只利用物质，浪费能量肉牛饲料，能量利用率8%乳牛饲料，能量利用率25%猪饲料，能量利用率20%（2）食物链加环的类型①生产环 高效生产环：花→蜜蜂 u 蜂蜜(蜂胶), 提高授粉率一般生产环：秸秆(杂草) →牛(羊)u肉（奶、皮毛） ②增益环u鸡粪便→蚯蚓(蝇蛆)u沼渣→蝇蛆Ø 蚯蚓、蝇蛆是优质蛋白饲料！③减耗环猎蝽类瓢虫食蚜蝇蚜虫蚜茧蜂④复合环（多功能环）虫(草) →鸭(鱼) u鸭(鱼)产品、防治病虫草 u有机农业模式⑤加工环—（加环特例）加工增值，提高农副产品的效益。

传统加工型： u麦秸花瓶（包）农工商结合型： u棉花－纺织－服装食物链加“环”应注意的问题?2.食物链解列u食物链“解列”：• 有毒物质在食物链上富 集达到一定浓度时，使 其与人类的食物链中断 联系 食物链解列－污染土壤污染土壤柴林花卉微生物凤仙花矮牵牛麻疯树剑 麻污水处理水葫芦浮萍水花生食物链解列－污水处理3. 食物链结构综合设计沼气池食物链结构示意图§6-4 营养结构小结思考题：作物秸秆在食物链中的科学利用模式有哪些 ？本章结束，谢谢！。