全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 ! 月 第 ! 卷 第 ∀ 期
#∃ %& ∋( ∋ )∗+ , & − . ∗/ − 00. %∋ 1 ∋ #∗. ∗ 2 3 , −呢 4 , ! 5∀ 6 7 8! 一 8! 9
松嫩平原农牧结合优化模式的综合研究 ‘
王建国 刘鸿翔 孟 凯 仲 国科学院黑龙江农业现代化研究所海伦 ‘:; ;∀ ;6
【摘要】 利用实验生态学方法并与单一粮食种植模式相对照 , 研究了粮粮型农牧结合模
式和粮草间种型农牧结合模式的生产力及其养分循环平衡特征 、 水分利用效率和能量特
征 , 从而提出了黑土区发展持续农业应采用的模式及应用前景 4
关键词 农牧模式 养分平衡 水分效率
< =>?≅ ?双月 钾>>Α ΒΧ < Β Δ Ε Β ?Α Φ Γ>Φ份 ΔΧ ?≅ Δ Γ ΗΦΙ ϑ Δ Χ Κ叮 Α < ≅ ϑ?Χ Δ >?< Χ ?Χ (< Χ Ε Χ ΑΧ 0ΓΔ ?Χ < Λ & < Β>ΗΑΔΙ >
#Μ ?ΧΔ ·Ν Δ Χ Ε )?ΔΧ ΕΦ< , .?Φ ∃< Χ Ε Ο ?Δ Χ Ε Δ ΧΚ ΠΑ Χ Ε Θ Δ ?5月婉劫九舒必心 知“众Φ >Α <Λ 八盯如Γ>Φ心入么舫”众刀 Β加 4 − ≅ 功叨 Ρ么 (? Χ如 , 抽?Γ Φ Χ :; ; ∀ ; 6一以动 4 ) 4 八丸阿4 ∋ 印Σ 4 , , ! 5∀ 6 7 8!
一 8!9 4
+Ι ?Χ Ε >ΗΑ ≅ Α ‘抽由Τ。盯 <Λ ΑΟ =ΑΒ? ≅ ΑΧ > Δ ΓΥ %∗Ε ς ΔΧ Κ Ν ?>Η Δ ΑΦΒ Α Χ >Γς Δ Κ< = >司 0Δ Β>二 <Λ ≅< 。ΩΦΓ 一ΦΒΑ ΔΙ Δ Α ΗΑΩ Μ , >ΗΑ = Β< 详Β >?ΑΙ < Λ = Β仪%Φ Α >?Ξ ?>ς , Χ Φ >Β? Α Χ > Ας ΑΓ?Χ Ε Δ Χ Κ ϑΔΓ Δ Χ Α Α , Ν Δ >Α Β ΦΙΑ Α ΛΛ?Ψ康Χ Ας ΔΧ Κ ΑΧ Α Β Ε ς ?Χ 一ΗΑ = Δ >>ΑΒΧΙ < Λ 『Δ ?Χ 一『Δ ?Χ 一 ΔΧ ?ΒΧΔ Γ ΗΦΙ ϑ ΔΧ Κ Β ς Δ Χ Κ 盯Δ ?Χ 一『Υ Δ Χ ?≅Δ Γ ΗΦΙ ΨϑΔ Χ Κ Βς Ν ΑΒ Ι >ΦΚ ?ΑΚ 4 Π<Κ ΑΓΙ Λ<Β ΙΦΙ >Δ? Χ Δ ϑΓΑ Κ Α Ξ Α Γ< =≅ Α Χ > < Λ ΔΕ Β? Α ΦΓ >Φ Β Α ?Χ ϑΓΔΑ Μ :; ΒΑ Ε? <Χ ΙΝ ΑΒ Α = Φ > Λ< ΒΝ ΔΒ Κ , Δ Χ Κ >Η Α? Β Δ= = Γ?Α Δ >?<Χ =心 = Α Ω >Ι Ν Α ΒΑ Κ? ΙΩ Φ Ι ΑΚ 4
Θ Ας Ν < ΒΚΙ − Ε Β?Α Φ Γ>Φ 丁合 Δ Χ ?≅Δ Γ Η Φ ΙΗΔ Χ ΚΒ ς Α< ≅ Γ, ?Χ Δ >?< Χ = Δ >>ΑΒΧ , & Φ >Β? ΑΧ > ΗΔ ΓΔ Χ Α Α , Ζ Δ >ΑΒ ΦΙ Α
ΑΛ Λ?Α?Α Χ Ω ς 4
Γ 引 言
松嫩平原是世界三大块黑土之一 , 和
我国其它地区相比, 开垦时间较短 , 土壤潜
在肥力很高 , 但生产水平较低 , 并且随着我
国工业化的发展 , 化肥投人量逐年增加 , 而
有机肥投人逐年减少 , 加之土壤耕作措施
不当 , 作物种植比例失调 , 导致土壤肥力不
断下降 , 黑土退化严重 4 因此 , 建立一个既
高产优质高效又保持良好土壤肥力的农业
模式 , 无疑是持续农业的关键 4 本研究正是
基于上述思路展开的 4 从种植业讲, 小麦、
玉米 、大豆是松嫩平原旱作农业的优势作
物 , 8 种作物应各占旱田主产粮食作物 的
[ 8 , 这是一种优化的作物资源配置 4 从生
态系统物质循环角度讲 , 奶牛和黄牛是 消
化粗纤维、农副产品过腹还田的最佳畜种 4
豆饼 、麦鼓和玉米是养牛的精料 , 豆皮 、 玉
米茎叶是养牛的粗料 , 以农 田Υ 玉米 , 大豆
一小麦一养牛一有机肥还田 , 辅之以适当
的化肥投入 , 是松嫩平原生态农业基本的
优化模式之一
Σ 试验设计与方法
Σ 4 实验处理
Σ 4 4 当地模式 小麦Υ 玉米Υ 大豆 、畜牧业养
猪 , 其主要措施是 7 不施有机肥 少量猪粪施在
经济作物上 ! ∀ 传统化肥用量 # ∃ · %& 一 ∋ ( 小麦
) ∗+ , −− , .∋ 仇 ∗ + , −− , 玉米 ) /0 , − − , 1 2认 3∗ , 4− ,
大豆 ( ) 53 , 4− , .∋67 3∗ , 4− ! 8 刨玉米茬、接豆叶
做烧柴 ,
∋ , 5 , ∋ 优化模式 9 小麦‘玉米”大豆 , 畜牧业养
黄牛 兼役畜 , 其主要措施是 ( 牛粪还田 , 集
中施在玉米地块 , 平均施用量 巧 :’ % & 一 ∋ ( ∀ 改
, 中国科学院“八五 ”重大资助项 目 ;< + 4 一 −0 一。卜
− 5 ,
5/ / 0 年 55 月 5/ 日收稿 , 5/ / = 年 3 月 ∋− 日接受 ,
8: Σ 应 用 生 态 学 报 ! 卷
进化肥用 量 5掩 · Η≅ 一 Σ 6 7 小麦 & 9 4 ; , 几<Ι
∀ 9 4 ; : , 玉 米 & 8! 4 ;; , = ∴∗ ( 9 4 ;; , 大 豆 7 &
Σ ; Σ: , 0∴ < Ι : 4 : , Θ Σ ∗ ! 4 : Ρ 8 尽可能的根
茬 、凋落物还 田 ,
∋ , 5 , 3 优化模式之 > 小麦? 玉米间种草木择”
大豆 , 畜牧业养奶牛 , 主要措施是 ( 玉米草木
探 ∋ ( 5 间种 玉米公顷保苗株数比单种玉米不
减 ! ∀ 牛粪还 田 , 集中施在玉米地块 , 平均施用
量 3− : · %& 一 ∋ ! 其它措施与优化模式工相同 ,
∋ , ∋ 实验地点及农田基础肥力
本项实验在中国科学院海伦农业生态实验
站进行 , 试验田基本农化性质 耕层 ∋− ≅ & ( 1 Α
= , −∋ , 有机 质 ∗ , +∋ Β , 全 ) − , ∋ Β , 全 几几
− , 50 Β , 全 ; ∋ − 3 , − ∋Β , 碱解 ) ∋3/ , = & ∃ · #∃ 一 5 ,
速效 1 2 6Χ ∗ 5 , ∋ & ∃ · #∃ 一 5 , 速效 ; ∋ − ∋∋+ , / 吨 ·
#∃ 一 5 ,
3 结果与分析
3 , 5 不同种植模式生物量 比较
以小麦籽实 3 年平均产量风干重 , 下
同 分析 , 当地模式354= , 4 # ∃ · %& 一 ∋ , 优化
模式 9 30 5∋ , − #∃’ % & 一 ∋ , 比当地模式增产
5∗ , ∗ Β , 优化模式 5 34+ / , 4 # ∃ · % & 一 ∋ , 比
当地模式增产 53 , = Β , 优化模式 9 和优化
模式 Δ 产量差异不显著 表 5 ,
表 > 不同种植模式 > , , ∋ ? >, 叫 年平均生物> 风干重 , #∃ · % & 一 ∋
ΕΦ % >Γ 5 Η Ι Γ ϑ Φ ∃ Γ % ΚΛ &Φ 7 Λ ϑ Μ Κ ΝΓ ϑΓ Δ : ≅ ϑ Λ ..Κ Δ ∃ Δ“司Γ >7 ΚΔ 5// ∋? 5/ / ∗
作物部位 小 麦 Ο % Γ Φ : 玉米 Π ΦΚ ΘΓ 大豆 肠ΡΣΓ Φ Δ
Η Τ Υ Η Τ 7Γ Γ7 二 ,7Γ 7Γ ‘Γ 气二, ς ς ς Η Τ Υ>少 匕7 Ω Ω Ω Υ
, Ω Ω
八 匕 七 八 匕 ς ς 二ς 一‘ς 气二, ς ς ς 八 匕 七
籽实 Ξ ϑΦ ΚΔ 354= , 4 30 5∋ , − 34 + / , 4 + 5/ = , 4 / ∋/ 4 , 4 + ∋+ / , − ∋3− ∗ , − ∋4−0 , 4 ∋40 / , 4
秸 秆 Χ :Φ> # ∗4= + , − 4 ∗ 50 , 4 43/ + , 4 550 30 , 4 5= = ∋∋ , 4 54∋+ 0 , 4 4530 , − 4 5/ 3 , − 4343 , 4 4443 , −
根 茬 Ψ Λ: ∋54 ∋ , 4 ∋4 ∗4 , 4 ∋43+ , − ∗54/ , 4 ∗∗35 , − 3 +∋∋ , − ∋− 4 − , 4 5/ = ∗ , − ∋− = − , − ∋5/ 3 , −总生物量 / + + + , − 5540 3 , 4 554∋0 , − ∋+ / / ∋ , − 3 5∗∗/ , − ∋= 3/ = , 4 = 5+ 0 , 4 / ∗= 5 , − / / 3− , − 5− 354 , 4
Ε Λ :Φ > Σ ΚΛ & Φ 咫
Η ( 当地模式 >仪Φ> & 记 Γ >, Τ ( 优化模式 5 Λ 1 : Κ& Ζ & &司 Γ >> , Υ , 优化模式 Δ Λ 1Μ & Ζ & &记 Γ > Δ , [ , 玉米 Π Φ ΚΘΓ , ∴ , 草木择
ΧΟ Γ : ≅ >Λ Ι Γ ϑ , 下同 Ε % Γ 7Φ & Γ ΣΓ 】Λ Ο ,
以玉米籽实 3 年平均产量分析 , 当地 #∃’ %& 一 ∋ , 优化模式 5 5= 0 ∗= , 4 #∃’ % & 一 ∋ ,
模式 + 5/ = , 4 # ∃ · %ϑΔ 一 ∋ , 优化模式 5 / ∋/ 4 , 4 比当 地模式 增产 / , 4 Β ! 优 化模 式 Δ
# ∃ · % & 一 ∋ , 比当地模式增产 53 , ∗ Β ! 优化 5++−+ , 4 #∃ · %& 一 ∋ , 比优化模式 5 增产
模式 Δ + ∋+/ , − #∃’ %& 一 ∋ , 比优化模式 9 减 0 , 0 Β , 比当地模式增产 50 , = Β , 差异显
产 5− , + Β , 与当地模式产量差异不显著 , 著 ,
但优化模式 Δ 可多收草木杯 4 530 , − # ∃’ 3 , ∋ 不同种植模式养分平衡特征
%& 一 “风干重 , 鲜重可达 巧 :, %& 一 ∋左右 , 5//∋ 一 5//∗ 年对不 同种植模式及不
以大豆籽实 3 年平 均产量分析 , 当地 同作物的地块养分收支的各个分量均做了
模式 ∋3−∗ , − # ∃’ % & 一 ∋ , 优化模式 工∋4− 0 , 4 测定 , 其中因地下水埋深超过 3 一 ∗ & , 地
#∃ · %& 一 ∋ , 比当地模式增产 + , + Β ! 优化模 下水沿毛管水上升带入土壤中的养分忽略
式 Δ ∋40 / , 4 # ∃ · %& 一 “, 比当地模式增产 不计 !本试验很少施用农药 , 农药带入的养
Δ , 4 Β , 比优化模式 9 增产不显著 , 分不计 !干沉降目前不具备测定条件 , 且数
以 3 种模式 3 年平均产量分析 , 粮食 量极小 ! 豆科作物固氮 , 仍以豆科作物耗
产量当地模式 ∗4 4∋ , 4 #∃’ %& 一 ∋ , 优化模式 ) 量的 ∋]3 计算 , 其余各分量均做过多点
5 45 3= , 4 # ∃ · %& 一 ∋ , 比 当地模 式增产 多次测定表 ∋ ,
5∋ , / Β , 优化模式 5 ∗+ 50 , 4 #∃ · % & 一 ∋ , 比 以不同种植模式农田养分收支 3年平
当地模式增产 4 , + Β , 比优化模式 Δ 减产 均值分析 , 当地模式每年亏缺 ) 05 , 4 #∃’
0 · ∋ Β !但以生物量分析 , 当地模式 50 55= , 4 % & 一 ∋ , .2 6 Χ 5+ , = # ∃ · % & 一 ∋ , ; 2Λ 7 7 , 0 #∃ ·
∀ 期 王建国等 7松嫩平原农牧结合优化模式的综合研究 8! 8
衰 Σ 不同种植橄式养分收支平衡状况‘Μ Ε ·恤一 , 6介, 4 Σ ( Χ ΓΓ 4 诚Κ ΑΧ >Ι Ι> Δ > 4 < Λ Κ ΛΛΑ 悦Χ >的= ?Χ Ε ≅ 记Α ΓΙ 一一一一一一项目 箱人 %Χ = Φ > 输出 < Φ > = Φ > 盈亏 5士 6 2 Δ ?ΧΙ Δ Χ Κ ; 日8 Α Ι优≅ − ] # − ] # − ] #9, ∗气内 !∀#∃ % & ∋#! ( , (#% ) & ∃ #! ∀ & !∃ ∗ ∀) % & ∗ # ∃ & ∋ ∗ & ∗%# # # & % # & (( ∀ & #! ∃ & % 一 # & ∃一 # ∋ & (一 ∋ ∃ & 一 #∃ & )+ ∃! & )一 # ∃ & ∃&!##(∋)&∃,((!∗∀&黔几仇− ! %注 ,小麦、大豆机括化肥用. 以当年实际投人. 为准 &
圈 # 不同模式的养分收支平衡盈亏图
/01 & 2 弘# 3 4川53 . 670 7 385 73 9 1 7 2朋 :; 】<= 23 9 2>>5 ; 5 3 . ? 记 5 0≅ ·Α & 当地模式 0月目 ? 司50 & Β & 优化模式 # : Χ .2? 4 ? 0 , 8 & 优化模式 3 : Χ .2? 4? 3 − 妇5 03 ·
Δ? 一 ! Ε优化模式 Φ 亏缺 Γ ∗) & Η1’ Δ ? 一 ! , 大影响 , 其中 Γ 、 Ι 含量是粮食品质的主要
几<≅ 盈余 !∃ & ∋ Η1’ Δ? 一 ! , 乓 % 亏缺 ∀ & % 成分 & 以 Γ 含量为例 , 当地模式小麦籽粒
掩· Δ? 一 ! Ε 优化模式 3 仅亏缺 Γ 巧 & ) Η 1’ 含 Γ 量 为 # & )∃ ϑ , 秸 秆 % & ∗∃ ϑ , 根茬
Δ ? 一 ! , 几仇 盈余 ∃! & ) Η1 · Δ? 一 ! , 晚。 只 % & ∃! ϑ Ε优化模式 Φ 籽粒 ! & %∃ ϑ , 比当地
亏缺 巧 & ∃ Η1’ Δ ? 一 ! Κ 图 #Λ & 模式增加 ∃ & # ϑ , 秸秆 % & ∗( ϑ , 增加∃ & ( ϑ ,
在研究养分平衡中通过对作物养分含 根茬 % & ∃ ϑ , 增加 ∃ & ∋ ϑ Ε优化模式 3 籽粒
量的测定 Κ表 ∗Λ 发现 , 不同耕作栽培技术 ! & 3 ϑ , 比 当地 模式 增 加 ∋ & ! ϑ , 秸 秆
尤其是有机肥的施用 , 对农作物品质有很 % & ∀# ϑ , 增加 #( & # ϑ , 根茬 % & ! ϑ , 增加
表 ∗ # , )! 一 # , )∀ 年作物平均养分含二介6一5 ∗ Α悦 , , 3 4 .0Μ 5 3 .≅ : 3 .5 3 . : > 5 ? Χ 一3 一。, Ν = 0, ) ∀ Κ ϑ Λ
处理Ο ; 5 7 .0 ”5 3 . 作物Π ;: Ι
籽实 Θ ; 7 23 秸秆 Ρ . 7 0Η 根茬 Σ 8: .
Γ 几%∃ − ! % Γ 几% ∃ − ! % Γ Ι Τ< Ρ − !%
月丹 %∀月,‘内 <∀心 ,‘矛叼曰气‘&⋯%< 3Υ八伟 泊&#飞一八ς,2魂 >,卫Ω,二,上,一ΦΞ‘##& #&%3,‘%%只气∋亡 八乃气曰月峥Ψ凡∃%八曰、一<产< 胜二户& &盆)<尹, 了∋%)%%<Ζ矛3% &0:3侣二% & # ∀% & ! #% & # (%
& &几
∀,尹#产,&##,‘,几,! &2
%& &几
%
呢,矛‘自矛%,##月 工傀 ‘[(月、∀%%∀)(∋
%‘&工3”Υ&二
,‘,气、了内3民)只内 八∴≅月3∴舟,[
,二3Υ<门&
呢3,>尸、矛(心&#>.产),‘,二%斑,二飞,二内‘峨,小麦 ] Δ57.玉米⊥ 7 2Ν 5
大豆 Ρ: ∴657 3小麦 ] 卜57 .
玉米 ⊥ 7 2Ν 5大豆 阮∴65 73
小麦 ] Δ57 .
玉米 ⊥ 7滋
大豆岛∴ 6 5 7 3 二
& 表中数据系海伦生态站和中国科学院南京土壤研究所 ! 年多点分析平均值 &
# ) & ! ϑ &
当地模式玉米籽粒含 Γ 量为 # & !∋ ϑ
秸秆 % & ∃( ϑ , 根茬 % & ∀∋ ϑ Ε 而优化模式 工
籽粒为 # & ∗( ϑ , 比当地模式增加 ( & % ϑ , 秸
8! ∀ 应 用 生 态 学 报 ! 卷
秆 ; 4 9 ⊥ , 增加 : 4 8 ⊥ , 根茬 ; 4 : ⊥ , 增加 结果 5表 ∀6 可见 , 土壤中全 & 、速效 & 的变
9 4 ⊥ Ρ优化模式 ΛΓ 玉米籽粒与优化模式 化不 明显 4 全 0 和速效 0 的含量 略有增
% 无差异 , 但秸秆中含 & 量 ; 4 98 ⊥ , 增加 加 , 当地模式全 0 含量增加不 明显 , 而优
; 4 : ⊥ , 根茬 ; 4 9: ⊥ , 增加 8: 4 ∀ ⊥ 4 化模式 % 全 0 含 量 比基 础 肥力 提 高 了
以 0 含 量 为例 , 当地模式 玉米 籽粒 : 4 : ⊥ , 优化模式 Χ 提高了 4 ∀ ⊥ 4 速效 0
几; : 含 量 为 ; 4 ! Σ ⊥ , 优化 模 式 % 为 含量增加较多 , 当地模式与基础肥力差异
; 4 !: ⊥ , 比当地模式增加 8 4 ⊥ , 优化模式 不明显 , 而优化模式 % 和 Χ 速效 0 含量 比
Χ 为 ; 4 : ⊥ , 增加 巧 4 ⊥ 4 大豆籽粒 0∴< Ι 基础肥力增加 Σ · ⊥ 和 8 4 8 ⊥ 4 全 Θ 变
含量优化模式也 比当地模式高 4 化不 明显 , 速 效 Θ 优化模式 _ 增 加 了
从不同种植模式 田土壤养分含量测定 : 4 9 ⊥ 4 土壤有机质优化模式虽 ⎯ Ρ 月的趋
表 ∀ 优化模式与当地模式土坡养分含Ψ
_Δ Η ΓΑ ∀ 翻 Χ Φ >Κ Α Χ > Α < Χ >Α Χ > ?Χ < = >?≅ ?α ΑΚ Χ Γ4记ΑΓΙ Δ Χ Κ ΒΔ Β ≅ Α Β ’ : Χ Α ΓΚ
处理_ ΒΑΔ >Ψ
Χ ΓΑ Χ >
全 &_ < >Δ Γ &
5⊥ 6
全 050 Σ ; : 6
_ <> Δ Γ 05⊥ 6
全 Θ5Θ Σ ; 6
_ < > Δ Γ Θ 5⊥ 6
速效 &
− Ξ Δ ?ΓΔ 卜ΓΑ &
5≅ Ε · Μ Ε 一 Γ 6
速效 050∴∗ (6 速效 Θ 5Θ Σ ; 6
八Ξ Δ ?ΓΔ ϑ ΓΑ 0
5≅ Ε · Μ Ε 一 Γ6
− Ξ乙ΓΔ ϑΓΑ &
5≅ Ε · Μ Ε 一 %6
有机质; 电 Δ Χ ?Α≅Δ > >Α Β5⊥ 6
!;∀气一)9∀ 9八Χς,气咤甘; ∀∗%∃∀
# ) )! # Λ
% & ! !
% & ! !
% & !!
#) ) ∀
% & ! ! #
% & ! ! (
% & ! ! )
#) ) !
% & # ∗
% & # ∗
% & # ∗
#) ) ∀
% & # (
% & #( !
% & #( ∃
# ) ) !
! & ∃
! & ∃
! & ∃
#) ) ∀ # ) ) ! # ) ) ∀ #) ) !
! & ! # ! ! & ) ∋ ! !% & ∀ % ∀ ∀ & ∋ ∀
! & # ! ! & ) ∋ ! ! ∃ & % ∋ ∀ ∀ & ∋ ∀
% & ( ! ! & ) ∋ ! ! ∃ & ) ( ∀ ∀ & ∋ ∀
丝竺∀ ∀ & % # ) ) ! #) )∀ #) ) ! # ) ∀! ∀ # & % ( ! ∗ ( &
∃ ( & ∗ ∃ ! ∀ # & % ( ! ∀ % &
∃∋ & ∋ ) ! ∀ # & % ( ! ∃ ∀ &
_ΠΒ
# Λ基础肥力 浅劝 >5 ; .2 02. ∴ ·
势 , 但差异不明显 & 式平均产量 , 小麦为 ∗ ∗!# & % 、 ∗!∗∃ & ∃ 和
∗ & ∗ 不同种植模式的水分利用特征 ! )∃ & ∃ Η 1 · Δ? 一 ! Ε 玉 米大豆为 ∀ ∀! & % 、
# ) ) ! 一 # ) ) ∀ 年小麦生育期降雨量分 ∀ ∃ ( & ∃ 和 ∀ #∀ ( & ∃ Η1 · Δ? 一 ! , 年际间的产
别是 !∋ & % 、 Τ 3 & % 和 # )∃ & 0 ? ? Ε 玉米 、大 量高低与生育期降雨多少完全一致 & 但生
豆生育期间降雨量分别是 ∀# ∗ & 、 ∃# % & ∗ 和 育期问的降雨量与作物耗水量之间存在较
∗ ∃ & ∃ ? ? & 旱作农业生育期间的降雨量与 大差异Κ 表 ∃Λ , 生育期间的降雨量大多数
作物产量密切相关 , # ))! 一 # ) ) ∀ 年 ∗ 种模 年问不能满足农作物的耗水量 , 需要土壤
表 ∃ 不同种植模式的耗水最及水分利用效率
Ο 7Δ 05 ∃ ⎯ 7 . 5 ; 5 : 3 ≅ 4 ? Ι. 2: 3 7 3 9 ] 7 . 5 ; 4≅5 5 >3 5 25 3 8∴ Φ 3 9 2>>5 民 3 . 5 即ΙΙ23 1 ? :9 5 0≅
·一·一·一魏星 年份α 5 ‘叮生物量 # ) ) ! ( ∋ # & ∃ ! # ∗ ( & ∃ ( ) ! ∀ & ∃ ) #∋ ) & % ! ! # ∀ % & % ∋ ! ( ∃ & ∃ ) % ∃! & ∃ ! # #! & % ∋ ! ∃ ) & %Β 2: ? 7 ≅ # ) ) ∗ ∋ ∃ % & ∃ ! # ∋ % ! & ∃ ) #∋ ∗ & % ) ∋ ∗ # & % ! ∀ ∗ ( & ∃ ) ∗ ∀ ∋ & % ) ∀ & ∃ ! ∗( ∋ ( & % ) ∀ ! ∀ & ∃Κ Η 1 · Δ? 一 ! Λ # ) ) ∀ # % % ! ∗ & % # ) ) ∗ ∃ & % ( ∋ % & % # ! #∀ ( & % ! ! % ! ∗ & % ∋ ∃ ! ( & ∃ # ! ∗ ( ! & % ! ! #( # & ∃ ) ! ) ! & ∃平均 ∋ ( ) & % ! # # ! ∀ & ∃ ∋ ! ∗ & ∃ # % ∗ ∋) & % ! ! ∋ ∀ & ∃ ∋ # & % # % ∗ ∃ ( & ∃ ! ∀% ! ∀ & % ∋ ) ) ! & ∃八 β 5 ; 7 1 5耗水. # ) ) ! ∀ ∀ 0 & ∋ ∃ ∗ ∃ & ( ∃ ∀ ∗ & ) ∀ ( 0 & ∀ ) ( & ! ∀ ∋ ∋ & ∀ ( # & ∀ ( & % ∀ ∋ ∋ & ⎯ 7 .5 ; # ) ) ∗ ∗ ∃ # & ∋ ∃ ∀ ∗ & ∋ ∃ # # & ! ∗ ∀ & ∋ ∃ ! ∗ & ∀ ∃ # ∗ & # ∗ ∀ ∋ & ! ∃ !∃ & ∃ ∃ ! ∗ & ∃8: 3 ≅ 4 ? 一 # ) ) ∀ ∗ ∃ ! & ∃ ∗ ( ( & ∋ ∗ ) % & ! ∗ ∀ ∋ & ∃ ∗ ∋ ∀ & ( ∗ ( ∗ & ∗ ∗ ∀ ∋ & # ∗∋ ! & ∃ ∗ ∋ ) & )Χ .2: 3 平均 ∗ ∋ ! & % ∀ ∋ ∃ & ∋ ∀ ∋ # & ∋ ∗ ∋ ) & % ∀ ∋ & ∀ ∀ ∃ ∋ & ∗ ∗ ∋ ) & ∗ ∀ # & ∗ ∀ ( & ∀Κ ? ? Λ _ β 5 ;7 1 5
水分生 # ) ) ! # & ( ∋ ∀ & %∀ # & ∀ # & ) ∃ ∀ & ∀ ∃ # & ) # & ) ! ∃ & ∀) # & )
产效率 # ) ) ∗ ! & ∀ ! ∀ & % # # & ∋ % ! & ∋ ∗ ∀ & # & ∋ ! ! & ( ( ∀ & ∃ ∗ # & ∋ %
⎯ Υ χ # ) ) ∀ ! & ∋ ∀ ∃ & !∋ # & ) ( ∗ & ∀ ) ∃ & ( ! ! & ! ∋ ∗ & ∃ ∃ ∃ & ( ) ! & ∗ ∋
Κ Η 1 · . 一 Λ 平均 ! & ∗ % ∀ & ∀∀ ! & ( ∀ ! & ( ∃ ∀ & ) ∀ # & ) ∗ ! & ( ∀ ∃ & ! # & ) ∀
一一一一一一一二∴丝 , ∋旦 δ δ 二
Φ , 小麦 ⎯ Δ 5 7 . , 3 , 玉米 ⊥7 2Ν 5 & 爪 , 大豆 与∴卜5 7 3 & ] , 玉米草木择间种 ⊥ 7 2Ν 5Μ , ] 5 . 。0:β 5 ; 23 .5 ;8 ;: Χ Χ 23 1 &
注 , #) ! 年优化模式 工中小麦地 、 大豆地土壤水分没有观渊 & 但试验地处理及 栽培措施与优化模式 3 相同 , 故采用优
化模式 3 耗水量数值, 以便进行 比较 &
∀ 期 王建国等 7松嫩平原农牧结合优化模式的综合研究 8! :
水库供水 4
不同年际间作物耗水量的差别很大 Ρ
耕作栽培措施不同, 耗水量也不完全相 同 4
小麦 8 年平均耗水量当地模式 为 8!Σ 4 ;
≅ ≅ , 优化模式 % 为 8! 4 ; ≅ ≅ , 优化模式
Χ 8! 4 8 ≅ ≅ , 差异不显著 4 玉米 8 年平均
耗水量优化模式 % 和 分别比当地模式
5对照6减少 _ 4 < ΒΧ≅ 和 Σ ∀ 4 : ≅ ≅ Ρ大豆8 年平均耗水量优化模式 % 和 Χ 分别比当
地模式5对照 6减少了 Σ8 4 : 和 ∀ 4 ∀ ≅ ≅ 4
以每吨水生产生物干物质总量计算水
分利用效率 , 优化模式 % 和 Χ 的小麦 比当
地模式提高 4 ∀ ⊥ , 大豆比当地模式提高
4 ! ⊥ , 优化模式 % 的玉米 比当地模式提
高 Χ 4 8 ⊥ , 优化模式 Χ 玉米草木择间种 比
优化模式 %提高 9 4 ⊥ , 比当地模式提高
! 4 Σ ⊥ 4
8 4 ∀ 不同种植模式的经济效益
近年来物价涨幅过快 , 且价格不统一 ,
以 ; 年不变价格分析 , 优化模式 % 比当
地模式增收 ∀ 4 “ 元 · Η ≅ 一 Σ , 优化模式 Χ
比当地模式增收 ∀ Σ 4 巧 元 · Η≅ 一 Σ , 比优
化模式 % 增收 ; Σ 4 : ; 元 · Η ≅ 一 Σ 5表 9 6 4
表‘ 不同种植模式的经济效益5元 · Η≅ 一 Σ 6
_Δ ϑ ΓΑ 9 ∋即Χ < ≅ ?Α ΒΑ >Φ Β Χ Ι < Λ Κ ?ΛΒΑ Β ΑΧ > Ω≅ 00?Χ Ε ≅ 4记Α ΓΙ
化模式 % 的 4 倍 4 其中工业能优化模式
ΛΓ 9 : 4 Σ β ; ! 6 · Η≅ 一 Σ , 占总投人能 的
8 4 ⊥ , 优化模式 % 同 Χ 没有多大差别 , 当
地模式 ∀: 4 : Ο ;Ι ) · Η≅ 一 Σ , 占总投入能的
! 4 : ⊥ Ρ生物能优化模式 Σ ; 8 8 4 ! β ; ! 6 ·
Η ≅ 一 Σ , 占总投入能的 ⊥ 4 ⊥ , 优化模式 %
! ! 4 β ; ! 6 · Η ≅ 一 Σ , 占总 投人能 的
∀ 4 ! ⊥ , 当地模式 Σ ; ; 4 β ; ! 6 · Η≅ 一 Σ , 占
总投入能的 ! 4 : ⊥ 4 生物能投入优化模式
Χ 是当地模式 的 ; 4 倍 , 是优化模式 %
的 4 倍 4 光能利用率优化模式 比 %提
高: 4 ∀ ⊥ , 比当地模式提高 巧 4 : ⊥ 4 可见 ,
大量生物能的投人 , 尤其是农家肥和尽可
能的秸秆还 田是高产优质高效农业持续发
展的关键措施 5表 6 4
从能量投入产出效率分析5表 ! 6 , 传
表 不同种植模式的能> 特征《Γ护) · Η ≅ 一 Σ 6
_ Δ Γ6%Α ∋ Χ Α Β Ες Ω ΗΔ Β Δ Ω >Α Β ?Ι >?#( < Λ Κ ?ΛΛΑ Β Α Χ > Ω ≅ = = ?Χ Ε ΓΧ 记 ·
Α 蕊(
项 目 、 。 。
8 4 ; 8 4 Σ ;
Σ ; 4 ∀ :
;
4 ∀ 9
Σ ; 4 ∀ :
Σ ∀ 4 : 8
∀ ∀ ; 4 : :
8 4 9 ∀
Σ Σ 4 Σ
∀ ∀ 4 ; 9
: :! 4 Σ
: 4 ;
溉矛 − ] 8 4 9 :; 4 9 8
9 4 ; 4 ;
: 4 ∀ 9 : 4 ∀ 9
; 4 9 8
成本 人工费 ∀; 4 ; ; Σ ;; 4 ; ; 8 ! ; 4 ; ;
57翻> Γ滋ϑ< Φ Β Ω<Ι >种 子 (Α Α Κ 4 Σ; 4 Σ; ; ; 4 Σ ;
机 具 费 4 Σ; 9 9 4 ; ; 9 9 4 ; ;
Π Δ ΑΗ ?Χ Α Ι ΑΗΔΒ Ε ΑΙ
化肥农药 / Α Β> ?Γ?α ΑΒ ! 4 : Σ ; Σ 4 : ; Σ ; Σ 4 : ;
Δ Χ Κ 昭价 ΑΗΑ ≅ ?ΑΔΓ Ι合 计_< >Δ Γ ∀ 8 : 4 ; : : ∀ 4 ; : ! 4 ;产值 粮 食 Σ9 ∀ : 4 Σ : Σ 9 4 : Σ ! ∀ ∀ 4 :
χ Δ ΓΦ Α /“泪 Ε ΒΔ ?Χ
秸 秆 ( >Δ ΓΜ ∀ Σ 4 : ; ∀ 9 4 ; : 9 : 4 !;
养牛增值Σ δ ; 4 Σ ; 4 8
%Χ Α Β Α习Ι Α Κ Ξ Δ 】Φ Α
ΛΒ< ≅ Α Δ >> ΓΑ Β Δ ?Ι ?Χ Ε
合计 _< >ΔΓ 8; 9 9 4 : 8 : 4 ; : ∀ Σ Σ 4 : :
盈 利 2 Δ ?Χ 9 8 , ; Σ ; : , 8: 8 Σ 8 4 ! :
8 4 : 不同种植模式的能量特征
从能量特征分析 , 人工辅助能量的投
人 , 优化模式 Χ 是当地模式的 ! 4 : 倍 , 是优
>Α ≅
投人能 人力肠肠 Φ Β Λ< 二Α
%Χ = Φ > 种子 (Α ΑΚ
Α Χ Α Β Ε ς 牛 粪
# < Ν Α Ο Α Β Α ≅ Α Χ >
根茬及凋落物
, < >Ι Δ Χ Κ ΛΔ ΓΓΑ Χ 0ΔΒ> Ι
机 具
Π Δ ΑΓΓ?Χ Α , Δ Χ Κ >< ΓΙ
化 肥 /Α Β> ?Γ?α Α Β
农 药
−Ε Β , ΑΗΑ ≅ ?Α ΔΓΙ合 计 _< >ΔΓ
产出能 籽 实 2 ΒΔ ?Χ
< Φ > =Φ > 地上部茎叶
Α Χ Α Β Ε ς ( > Α≅Ι Δ Χ Κ ΓΑ Δ Ξ巴
Δ ϑ< Ξ Α Ε≅ Φ Χ Κ
地下部根茬
, < 仆 Φ Χ Κ Α Β Ε≅ Φ Χ Κ
Σ ∀ 9 4 ∀ Σ : 8 4 Σ Σ ; 4 ;
9 ! 4 : ! 4 : Σ Σ 4 9
Σ 4 Σ ; ; ∀ 4 : ; Σ : 4 ∀
8 9 4 8 : ; 4 9 ; ∀ 8 ! 4 8
合 计 _ < >ΔΓ ! 4 Σ Σ ! 8 4 9 ΣΣ ! 4 9 ∀
光能利用率5年 , ⊥ 6 ; 4 !∀ ; 4 Σ ; 4
凡 】Δ Β Φ Ι Α Α ΛΛ?Α ?Α Χ Α Ξ
注 7 每人力 7 % 工作热功当量取 ∋5 5 , 0 ⊥ 5− 勺 , 每机械
马力 7 % 工作热功当量取 ∋550 , 5 ⊥ >护 <, 化肥 ) 折能
= 30− , 3 ⊥ >Λ勺 · # ∃ 一 ’, . ∋− 4 533∗ , Λ > ⊥ 5− ∗ · #∃ 一 ’, ; ∋−
/ ∋Λ , Λ ⊥ >Λ ∗ · #∃ 一 ’, 农药 ∗4 4 7 , ∗ ⊥ >Λ ‘ < · # ∃ 一 ’! 作物籽
拉千物质热值 ( 小麦 50 ∗4 , 5 5−’ < · #∃ 一 ’, 下同 , 玉米
5∗45 , ∋ , 大豆 ∋30∋ , + ! 桔秆及根茬 ( 小麦 5∗= ∋ , 5 , 玉米
5∗4 5 , ∋ , 大豆 5453 , / , 草木椰 ∋= 5∗ , 0 !牛粪5= = = , ∗ , ∀ 海
伦地区太阳总辐射蛋每年取 ∗= , 3 ⊥ 5−’ <, ϑ& 一 ∋ , 其中有
效辐射占 4− Β ,
应 用 生 态 学 报 ! 卷
统的当地模式的能量效率均高于 优化模
式 , 这是因为一方面优化模式采取了尽可
能的根茬及凋落物还 田和投人大量有机
肥 Ρ另一方面也说明松嫩平原黑土潜在能
量较大 4 若在 比较瘩薄农田中做模拟实验 ,
优化模式的能量投入效率将会大大提高 4
表 ! 不同种植模式能, 投入产出效率
_Δ Η ΓΑ ! ∋ ΧΑ ΒΕς ?Χ 0Φ >[ < Φ >0Φ > Α ΛΧ Α ?Α Χ Α ς < Λ Κ ?Λ介ΒΑ Χ > Ω Β ∗0 ·0?Χ Ε 4 , 记 Α ΓΙ
项 目 %>Α ≅ − ] #
! 4 ; 9 一 Λ 而 一一一不不厂一
Χ ∀ 8 4 9 ∀ 8 8 4 9 ; 8 : 4 ;
4 ! 4 ! ∀ 4 8
Ζ Γ 7 ∀ 4 ∀ 7 ! 4 Σ 7 8 4 Σ
4 产出能[ 总投人能 < Φ >= Φ > Α Χ Α Β Ε ς[ _ < > Δ Γ ?Χ = Φ > Α Χ Α Β Ε ς,
盯 4 产出能[ 工业能 ∗ Φ >= Φ > Α Χ Α ΒΕ ς [ ?Χ Κ Φ Ι廿 ?Δ Γ Α Χ Α ΒΕ ς , ≅ ⎯
产出能[有机能 ∗ Φ > = Φ > Α Χ Α Β Ε ς[ ∗ Β Ε Δ Χ ?。 Α Χ ΑΛΕ ς , %χ 4 工业
能 7 有机能 %Χ Κ ΦΙ >Β ?ΔΓ Α Χ Α 艰ς 7 ∗ 电Δ Χ ?。 Α Χ Α 电ς 4
∀ 讨论与结论
∀ 4 玉米 一草木裤间种模式分析
玉米 Σ 7 间种草木择种植模式 , 粮食
产量比单种 玉米模式减产 9 4 Σ ⊥ , 但比当
地模式增产 : 4 ! ⊥ , 同时多得鲜草木挥
: ∀ ; : Μ Ε · Η≅ 一 Σ 4 全省人均耕地 ; 4 ∀ 8 Η ≅ ∴ ,
以 : 口 之家 为例 , 拥有耕地 Σ 4 Η甘 , 用
4 9 Η澎 种植小麦一玉米间种草木挥Υ 大
豆 , 可以多得鲜草木挥 ! ; ; ; ΜΕ , 干草 Σ ; ;
Μ Ε 4 加豆皮 、 玉米秸 5烧柴除外6 , 可提供养
Σ 头奶牛的粗饲料 , 增加产奶量 :; Μ Ε 以
上 , 节约豆饼 ∀; ; ΜΕ , 比一般养奶牛户增收
9 : ; 多元5 ; 年不变价格 6 4 每年获优质
农家肥 Ι > 左右 , 集中施用于玉米地里 58
年 Γ 茬有机肥 6 , 可 以培肥地力 , 提高作物
产量 , 改善作物 品质 4 随着 轮作年限的增
加 , 其社会效益 、生态效益和经济效益将会
越来越显著 4
∀ 4 Σ 玉米单种模式分析
优化模式 % 同当地模式 比较 , 粮食增
产 Σ 4 ⊥ Ρ 经济效益增加 Σ: 4 ⊥ Ρ养分收
支平衡 , & 亏缺减少 8: 4 9 ⊥ , Θ ∴∗ 亏缺减
少 ∀9 4 ∀ ⊥ , 几仇 略有盈余5而当地模式略
有亏缺 6 Ρ作物品质亦有明显改善 , 蛋白质
和有机 0 的含量明显提高 Ρ 土壤中全 0 、 速
效 0 和有机质含量略有提高 Ρ水分利用效
率明显提高 4 这是一条以高产 、 优质、 高效
为 目标同时又兼顾持续发展的管理模式 4
其中特别引起注意的是 7 尽可能的凋落物
和根茬还 田 , 据本试验测定 , 大豆地凋落物
干重达 ! Σ 4 ; Μ Ε · Η ≅ 一 Σ , 含 & Σ Σ 4 Ι ΜΕ ,
0∴ < Ι 8 4 : Μ Ε , Θ Σ ; ! 4 : Μ Ε Ρ 玉米茬干重
Σ 9 4 : Μ Ε · Η ≅ 一 Σ , 含 & Σ 4 : Μ Ε , 0∴ ∗ (
: 4 ; Μ Ε , Θ ∴< 4 Σ : Μ Ε 4 两项合起来相 当
于尿素 Σ 9 4 : Μ Ε , 三料 ∀ Σ 4 ; ΜΕ , 硫酸钾 Σ 4 ;
Μ Ε 4 当地农民搂光豆叶 , 玉米茬用作烧火 ,
对培肥地力极为不利 4
∀ 4 8 应用前景分析
黑龙江是养奶牛大省 , 8 年末统计
全省奶牛 9 4 ; β ; ∀ 头 , 但平均单产鲜奶
仅有 ∴ > , 远远低于发达国家水平 4 松嫩平
原草地面积约 Σ 4 ∀ Ο ; “ Η ≅ ∴ , 但草原退化、
碱化 、沙化面积 已达 4 8 Ο ;“ Η澎 , 占草原
面积的 : ⊥ 4 生产力大幅度下 降 , 牧草 品
种少 、草质变差 4 9; 年代约产干草 Σ Σ : ; ΜΕ
· Η≅ 一 Σ , ; 年代下降到 Σ : 一 : ; ; Μ Ε ·
Η≅ 一 Σ , 目前约为 : 几‘ΜΕ’ Η ≅ 一 Σ 4 全省玉米
播种面积达 Σ 4 ; Ο Γ醉Η ≅ “, 若以一半间种
草木挥 , 产 干草 : ; ; 长Ε · Η≅ 一 Σ计 , 可得优
质牧草 4 : β ; 9 > , 相当于整个松嫩草原
的产草量 4 以每头牛 ∴ > 牧草计 , 可喂饲奶
牛 4 : β ; : 头 , 每头奶牛单产可提高 4 ;
> , 增收 ; 亿元以上 4 同时可使松嫩草原得
以恢复并建立起良性循环草地生态系统 4
参考文献
Γ 王 宁等 4 ! ! 4 玉米间种草木梆 4 哈尔滨 7 黑龙江人
民出版社 , Σ: 一 Σ 4Σ 王建国 4 ⊥ 4 松嫩平原农业生态系统研究 4 哈尔滨7
哈尔滨工程大学出版社, Σ 8 一 Σ8Σ 4