耕作學(xué)實驗指導(dǎo)

耕作學(xué)實驗指導(dǎo)書河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物栽培與耕作系2005年8月修訂TOC\o"1-5"\h\z實驗一作物種類與復(fù)種形式的確定 1實驗二作物布局優(yōu)化方法之一一原理與基本方法 5實驗三作物布局優(yōu)化方法之二一最優(yōu)化計算機軟件的應(yīng)用....10實驗四輪作制度設(shè)計 12實驗五土地耕作制設(shè)計 15實驗六 土壤施肥制的設(shè)計 17附錄1 選修實驗?zāi)夸?32實驗一種植制度的農(nóng)業(yè)資源分析—作物類型與復(fù)種形式的確定一、 目的意義：農(nóng)業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)是以作物與其環(huán)境的高度統(tǒng)一與適應(yīng)為基礎(chǔ)的。依據(jù)當?shù)氐臍夂?、土壤及生產(chǎn)經(jīng)濟條件確定所種植的作物種類及復(fù)種方式，是安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的首要問題。在我們還不能大面積控制作物環(huán)境的條件下，因地制宜，適地適作是農(nóng)業(yè)費省效宏的有效手段。本實驗旨在掌握各作物生態(tài)適應(yīng)性及所規(guī)劃地區(qū)生態(tài)條件的基礎(chǔ)上，運用所掌握的生態(tài)學(xué)與耕作學(xué)知識，學(xué)會分析種植制度與資源關(guān)系的方法，為耕作制度設(shè)計奠定基礎(chǔ)。二、 原則：以作物與其環(huán)境的統(tǒng)一為總原則。不同地區(qū)在地理、地形、地貌、氣候，土壤及生產(chǎn)條件諸方面存在差異，而各種作物又要求不同的生活環(huán)境，只有使作物與環(huán)境相互統(tǒng)一，組成一個協(xié)調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)，作物才能穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。從大農(nóng)業(yè)觀出發(fā)，農(nóng)林草綜合發(fā)展，在充分利用農(nóng)業(yè)資源，大力發(fā)展商品生產(chǎn)的同時，要積極保護農(nóng)業(yè)資源，保證農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良好循環(huán)，以同時獲得高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。既要考慮因地制宜，適地適作，又要注意滿足人民群眾及社會的多種需要，在發(fā)展糧食生產(chǎn)的同時，發(fā)展經(jīng)濟作物、果品蔬菜及飼料綠肥作物的生產(chǎn)。三、 依據(jù)：作物對熱量的要求：熱量是決定作物種類與復(fù)種方式的首要條件。多種作物在其系統(tǒng)發(fā)育中形成了對熱量要求的不同類型。因此，可將作物分為耐寒作物、低溫作物、中溫作物及喜溫作物，它們對溫度的要求如附表1。某作物在此地能否種植，首先取決于當?shù)厣L季內(nèi)的積溫狀況。當一個生長季內(nèi)的積溫除能滿足一茬作物需要（考慮一定的保證率，一般80%以上）尚有剩余時，就可考慮復(fù)種。復(fù)種形式可根據(jù)熱量及其它條件采取一年兩熟、二年三熟等熟制類型。根據(jù)條件可采取套作復(fù)種或平作復(fù)種。以冬小麥為前茬的平作復(fù)種作需N0°C積溫，如附表2。作物對水分的要求：水分是影響作物配置的主要因素，根據(jù)作物的生物學(xué)特性及需水系數(shù)可將其分為喜水作物與耐旱作物兩大類。各類作物的蒸騰系數(shù)及需水特性如附表3。但應(yīng)注意，同一作物的產(chǎn)量水平不同，需水系數(shù)有變化。另外，一個作物對干旱及澇漬的忍耐程度也反映了它的需水特性。根據(jù)作物的需水特性，查明當?shù)氐淖匀唤邓?，水分分布及地上地下供水對作物各生育期需水滿足程度(變率和保證率)，以此來確定當?shù)氐闹鲗?dǎo)作物和次級作物。作物對土壤的要求：土壤是作物生長的基質(zhì)，是水肥氣熱的提供者，它綜合反映著氣候和地力條件。如果說熱量和水分決定著作物種植地帶和區(qū)域，那么在同一地帶或地區(qū)內(nèi)的不同生態(tài)區(qū)，究竟種哪些作物及各作物間的比例如何，則在很大程度上取決于土壤，特別是土壤的質(zhì)地、沙粘、酸堿度、鹽分及地力等.不同作物對土壤有不同的要求，如甘薯、豆類、花生等適宜種于地勢高燥、通透性較好的沙質(zhì)土壤上；而小麥、玉米、高梁則宜種于肥力較高的壤質(zhì)、粘壤質(zhì)土壤上，有的作物對瘠薄、鹽堿等特種土壤有較好的適應(yīng)性，各種作物對土壤的要求如附表4。另外，地形和農(nóng)田微地貌也影響作物布局，應(yīng)一并考慮。四、方法步驟：調(diào)查了解本地區(qū)的自然條件、生產(chǎn)及社會經(jīng)濟條件。氣侯條件：包括一年內(nèi)的溫度變化及年均溫，各農(nóng)業(yè)界限的積溫量。年極端溫度及日期，年初終霜及年無霜期，年降水分布及降水量，空氣溫度及蒸降比，日照風力資料，冷凍、旱澇及干熱風、冰雹等災(zāi)害性天氣的發(fā)生規(guī)律。土壤條件：包括地形、地貌、土壤種類及土壤肥力，各種作物的生產(chǎn)性能等，繪制1:2000?4000的土壤類型分布圖。水文資料：地上、地下水源，水質(zhì)，水位，年地下水開采量及最大可開采量。生產(chǎn)條件：這里主要是考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件對土壤肥力及環(huán)境的改善對作物的影響，包括每畝耕地可灌水、施肥數(shù)量及農(nóng)業(yè)機械的作用程度。作物條件：當?shù)刈魑锊季值难葑儦v史，歷年各作物產(chǎn)量，各作物對當?shù)貫?zāi)害性氣候的反應(yīng)。通過分析可初步評價原有作物在當?shù)氐纳鷳B(tài)適應(yīng)性，為以后工作奠定基礎(chǔ)。根據(jù)市場和自身需求制訂計劃(目標)產(chǎn)量。根據(jù)確定作物類型與復(fù)種方式的原則，依據(jù)當?shù)氐臒崃俊⑺?、土壤及生產(chǎn)等條件擬定當?shù)氐姆N植制度，并給以相應(yīng)的評述。五、 實驗材料：南皮縣各月逐旬溫度、降水、日照材料。附表5、6。南皮縣徐朗中村土壤類型分布圖。圖1。生產(chǎn)條件：春季可供水72000方。六、 作業(yè)：試擬訂本村作物組成及復(fù)種類型、方式，并給予相應(yīng)的評述。實驗二作物布局的調(diào)整與設(shè)計—、目的意義：作物布局是指在一個地區(qū)或一個生產(chǎn)單位所種植的作物種類及各作物面積比例的安排。作物布局是組織農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項重要戰(zhàn)略措施，它關(guān)系到能否因地制宜；充分而合理地利用當?shù)剞r(nóng)業(yè)資源；達到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、增益的問題。一個地區(qū)采用不同的作物布局方案，會收到不同的經(jīng)濟及生態(tài)效果。作物布局方案的擬定屬于多變量、多目標的復(fù)雜問題，它不僅要考慮當?shù)氐淖匀粭l件，而且受到當?shù)氐纳鐣?jīng)濟條件技術(shù)水平及國家、集體、個人對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求的制約，依靠一般的定性分析方法很難對這種具有多個因素、多項目標的復(fù)雜問題進行綜合的考慮與平衡，找出最優(yōu)的方案。最優(yōu)化技術(shù)中的線性規(guī)劃能夠幫助我們對此類復(fù)雜問題做出定量分析，并得出最優(yōu)方案。因此，作物布局的線性規(guī)劃就是利用線性規(guī)劃的理論與技術(shù)來解決在一定的自然條件和社會經(jīng)濟資源條件下能夠達到最佳技術(shù)、經(jīng)濟及生態(tài)效果的作物最佳配置比例的最優(yōu)化技術(shù)方法。通過本實驗，了解從線性規(guī)劃方法來制定作物布局方案的原理和方法，培養(yǎng)系統(tǒng)分析，綜合平衡的能力。二、 線性規(guī)劃方法的作用和意義：線性規(guī)劃是系統(tǒng)工程中最優(yōu)化技術(shù)方法之一。它主要解決二方面的問題。其一是“省”一一如何用最少的人力、物力、財力等資源來完成既定的（定量的）任務(wù);其二是“多”一一如何合理地充分地利用現(xiàn)有的資源（人力、物力、財力等資源）來完成最大量的任務(wù)。線性規(guī)劃設(shè)計是在完成了對大量定性資料及對系統(tǒng)的定性的描述性的分析基礎(chǔ)上，為了進一步明確各變量之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)與尋求各部門生產(chǎn)的最優(yōu)比例與組合而進行的定量分析。它是在電子計算機的幫助下，依靠建立數(shù)學(xué)模型的方法，經(jīng)過多次的反饋、修正完成的。三、 線性規(guī)劃設(shè)計的一般步驟：資料的收集：在確定了所需要研究系統(tǒng)的范圍之后，需要進行對系統(tǒng)的考察和資料的收集，包括系統(tǒng)的性質(zhì)、特點，系統(tǒng)的組成分，組成分間的制約、協(xié)同、轉(zhuǎn)化關(guān)系及其定性的資料，系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系等。制定規(guī)劃目標：規(guī)劃目標即人們對所研究的系統(tǒng)所追求的目標。一般選擇能夠表示此系統(tǒng)的特性，人們所追求的諸如產(chǎn)品總產(chǎn)量總產(chǎn)值、凈收益、低成本等作為目標；規(guī)劃的結(jié)果是求出其極值。規(guī)劃目標是線性規(guī)劃設(shè)計的核心，約束條件的建立要求以目標來確定。建立約束條件：為了實現(xiàn)所追求的目標安排生產(chǎn)時，受到的各種限制及人為的客觀要求等均可作為約束條件，這往往要依靠規(guī)劃前的一系列定性分析及以往的經(jīng)驗來確定，如自然資料限制，社會資源、財力資源限制以及人為要求限制（必須量限制）等。建立模型：就是將原來的生產(chǎn)問題抽象為數(shù)學(xué)問題。首先根據(jù)問題的性質(zhì)確定目標函數(shù)，然后根據(jù)問題的內(nèi)部關(guān)系建立約束方程（即一組線性等式或不等式）。這里關(guān)鍵的是變量參數(shù)的確定，它直接關(guān)系著規(guī)劃的效果與成敗，這往往需要規(guī)劃前的大量調(diào)查、測算與實驗，并進行一些必要的定性、定量分析。問題的求解：求解線性規(guī)劃問題的方法很多，應(yīng)用最普遍的方法是單純形法，原則上，此法可以求解一些線性規(guī)劃問題。當所研究的問題很復(fù)雜時，并可借助電子計算機求解。結(jié)果的靈敏度分析：所謂靈敏度就是目標函數(shù)的最優(yōu)值對于約束條件的單位變化的反應(yīng)靈敏度。對于每個約束條件進行靈敏度分析，有助于我們認識那些靈敏度高的約束，可提醒我們在對此約束所做的調(diào)查，試驗以及數(shù)據(jù)的處理都應(yīng)具有較高的精度。通過靈敏度分析，還可進一步判斷在規(guī)劃中影響限制最優(yōu)目標的主要因素。四、線性規(guī)劃問題的舉例與求解：（一）舉例：一塊農(nóng)田的95畝小麥收獲后，準備種植三種秋作，玉米、谷子和甘薯。歷年三種作物的平均產(chǎn)量為600公斤、400公斤、300公斤，并已知玉米每生產(chǎn)600公斤需要有機肥8車，化肥50公斤，投工12個，生產(chǎn)400公斤谷子需有機肥5車，化肥20公斤，投工10個，生產(chǎn)300公斤甘薯需有機肥2車.投工16個.但因條件限制，供給此塊農(nóng)田的有機肥只有400車，化肥2000公斤，投工1200個。問如何制定種植計劃才能使總產(chǎn)量最高。這實際上是一個求在一定資源條件下，如何合理安排各作物生產(chǎn)的比例，以獲得最高生產(chǎn)效益的問題。為了便于分析，列出此問題的數(shù)據(jù)表：\ 活動\、資源 、、玉米谷子甘薯資源限制土地（畝）X1X2X395有機肥（車）652400化肥（十斤）520200投工（個）1210161200產(chǎn)量（百斤）643下面建立模型，將生產(chǎn)問題抽象成數(shù)學(xué)問題：1.設(shè)玉米種X]畝，谷子種X2畝，甘薯種X3畝。目標函數(shù)：求總產(chǎn)最高f=6X1+4X2+3X3=Max約束條件：（1）土地X]+X2+X3^95（2） 有機肥6X]+5X2+2X3^400（3） 化肥5X]+2X2^200（4） 投工12X]+10X2+16X3^1200（5）變量X]N0,X2>0,X3>0整理即求X],X2,X3滿足'X+X+X<956X+5X+2X<4001 2 3<5X+2X<20012X+10X+16X<1200123、X]>0,X2>0,X3>0使f=6X]+4X2+3X3=Max因此，線性規(guī)劃問題的數(shù)學(xué)語言表達是：求一組變量在一定的條件下取值，使之能夠滿足一組約束條件，并使一個線形函數(shù)（目標函數(shù)）取得最值。線形規(guī)劃問題的標準數(shù)學(xué)模型為：求X.（j=1、2、……n）滿足下列條件：

▼ax.=bG=1、2 m,b>0）XX>0使f=cjxj=Min（二）、線形規(guī)劃問題的求解：利用單純行表計算法:以上次作物種植規(guī)劃為例:（1）化標準形式（加入松弛變量）TOC\o"1-5"\h\z求X、X、X、X、X、X>X,滿足1 2 3 4 5 6 7'X+X+X+X=956X+5X+2X+X=40012 3 5< 5X+2X+X=20012X+10X+16X+X=12001 2 3 7X,Z0(j=1 7)使f=-6X-4X-3X=Min(f=-f)1 123 1/'非基本變量基變量'\X1X'非基本變量基變量'\X1X2X3X4X5X6X7b.iX400.6110-0.2055X502.6201-1.20160X110.40000.2040X705.216*00-2.41720f101.63*00-1.20-240增大限5580452.列初始單純形表非基本變量X1X9X^X X、X《X7b.i增大限基變量、234 567X41111r000七9595X56520 10040066.7X65*200 01020040X71210160〔001>1200100f16*430 00003.進行單純形迭代（初等變換），確定換入換出變量X1、X6,確定主元5。然后進行初步變換。

4.非最優(yōu)解，繼續(xù)迭代《行尚有正數(shù)）"非基本變量XXXXXX x7b. 增大限基變量7、1 2 3 4 5 6 7X400.275 0 1 0 -0.05-0.0610 36.4X50 1.95* 0 0 1 -0.9-0.1270 35.9X11 0.4 0 0 0 0.2 040X30 0.325 1 0 0 -0.150.0645f0 0.625*0 0 0 -0.75-0.18-3755繼續(xù)迭代邙基本變量XXXXXX X,b.基變量1 2 3 4 5 6 71X40 0 0 1 -0.14 0.08 -0.040X20 1 0 0 0.5 -0.46-0.0635.9X11 0 0 0 -0.20.33 0.0225.6X30 0 1 0 -0.16 0 0.0833.3f0 0 0 0-0.31-0.46-0.14-397.44f行所有數(shù)（最末一列除外）均小于零或等于零，迭代完成。目標函數(shù)最優(yōu)值f=-f1=-（-397.44）=397.44（百公斤）此時，玉米種植X1=25.6畝谷子種植X2=35.9畝甘薯種植X3=33.3畝靈敏度分析就是將各資源限量如有機肥、化肥、投工等分別增加一定數(shù)量（如增加1%），求最優(yōu)值的變化情況，方法同上。五、作物布局線性規(guī)劃設(shè)計的一般步驟：搜集資料：可參閱當?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)劃的材料等。關(guān)鍵是對一些變量參數(shù)的確定。目標函數(shù)的確定：合理作物布局的目的是實現(xiàn)種植業(yè)生產(chǎn)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高收益。因此對于不同地區(qū)，不同性質(zhì)的生產(chǎn)單位可選擇：（1） .作物總產(chǎn)量最高；（2） .經(jīng)濟效益（凈收效）最大；(3).生產(chǎn)成本最低等作為目標。約束條件的建立：約束條件可概括為：.農(nóng)業(yè)自然資源與社會資源的約束，如土地、水源、肥源、經(jīng)濟、人畜機力等；.生態(tài)平衡約束：考慮用地與養(yǎng)地相結(jié)合，生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展；.農(nóng)業(yè)技術(shù)：考慮農(nóng)業(yè)技術(shù)的指導(dǎo)范圍、程度及作物連作、輪作要求等；.根據(jù)個人和市場需求確定的最低產(chǎn)量。六、 作業(yè)：.將下題建立模型，并求解：某農(nóng)場，農(nóng)田面積總計5400畝，歷年種植的主要作物有谷子、玉米、大豆一年一熟。在當?shù)刈匀粭l件及技術(shù)水平下，谷子、玉米、大豆多年平均單產(chǎn)分別為170公斤、350公斤、90公斤，總產(chǎn)90萬公斤?，F(xiàn)在要求用線性規(guī)劃方法，設(shè)計新的作物比例，以使總產(chǎn)量最高。并要求新的設(shè)計總產(chǎn)量年際間變化不得超過原總產(chǎn)的20%，已知谷子、玉米、大豆年際間單產(chǎn)變幅分別為25公斤、80公斤、15公斤。考慮大豆在輪作中的養(yǎng)地作用，要求其面積不少于30%，試建立此作物布局問題的線性規(guī)劃模型，并求解。.試建立南皮縣徐朗中村作物布局線性規(guī)劃模型，以使得凈總產(chǎn)值最高，并求解。七、 實驗材料：南皮縣徐朗中村作物布局線性規(guī)劃材料：(1).附圖2：各類土壤生產(chǎn)性能及所需水肥條件。附圖說明：小麥——玉米500/650，115，100，5，120小麥 玉米：一年兩熟種植500/650:小麥產(chǎn)量(公斤)/玉米產(chǎn)量(公斤)115:作物共施用N肥(公斤)100：作物共施用P肥(公斤)5：作物施用粗肥(車)120：春季需水(方)（2）.徐朗中村對農(nóng)產(chǎn)品的要求量如下:糧食總產(chǎn)量505000糧食總產(chǎn)量505000公斤小麥總產(chǎn)200000公斤谷子總產(chǎn)10000公斤大豆總產(chǎn)15000公斤玉米總產(chǎn)100000公斤燃料產(chǎn)量250000公斤粗飼產(chǎn)量345000公斤精飼料99400公斤5.苜蓿面積 5.苜蓿面積 170畝10.飼草產(chǎn)量200000公斤徐朗中村可提供有機肥3386車氮 肥65000公斤3.磷 肥54000公斤春季灌水72000方（附）電子計算機求解法在實際生產(chǎn)中用線性規(guī)劃設(shè)計作物布局時，由于決策變量及約束條件較多，通常借助電子計算機求解，它具有求解速度快結(jié)果準確等優(yōu)點。本書所列程序是根據(jù)線形規(guī)劃的表算法編譯的BASIC程序，原則上此程序可解一切線形規(guī)劃問題。本程序運行后：顯示：“INPUTM,N,P”（輸入M,N,P）M：結(jié)構(gòu)變量的個數(shù)；N：約束條件的個數(shù)；?：求目標函數(shù)最小值時，P為-1；求目標函數(shù)最大值時，P為+1；顯示：“INPUTMATRIXA”（轉(zhuǎn)入增產(chǎn)矩陣）將約束方程組的參數(shù)一行一行地順序輸入，當約束方向為“N”時，輸入“-1”，當為“W時，輸入“+1”，當為“=”時，輸入“0”。顯示：“INPUTOBJECTIVEFUNCTION”（輸入目標函數(shù)）依次輸入目標函數(shù)行所有參數(shù)。下面以例題為例說明數(shù)據(jù)輸入過程。為了向計算機輸入方便，一般先制作原問題的結(jié)構(gòu)模型（似初始單純形表），

格式如下:活動\參數(shù)\1件＜\玉米X1谷子x1甘薯x1約束方向（》，V=）限制土地 ’111M95有機肥652M400化肥520M200投工121016M1200目標f643Max本題應(yīng)輸入的數(shù)據(jù)為M=3N=4P=1MNTRIXA:1111956521400510120012101611200OBJECTIVEFUNCTION643計算機打印結(jié)果:OBJFUNC=397，4538974X1(1)X1(1)=2564102564X(2)=35,8974359X(3)=33,33333333本程序輸入結(jié)果有三種可能：當所求解的線性規(guī)劃問題有最優(yōu)解時，打印出目標函數(shù)的最優(yōu)值（OBJ，F(xiàn)UNC）及結(jié)構(gòu)變量的最優(yōu)解；當線性規(guī)劃問題無解時，打印出“INFEASIBLE”，當所求解的問題無約束時，打印出“UNBOUNDED”。實驗三輪作制度設(shè)計一、 目的意義：輪作是在同一塊土地上，將幾種不同的作物，在一定的年限內(nèi)，按著一定的順序輪流種植的形式。一個生產(chǎn)單位的輪作制度是由若干輪作方式組成的。輪作制度是作物布局和熟制類型在時間與空間上的具體體現(xiàn)，是種植制度的重要組成部分。建立合理的輪作制度是合理，充分利用和保護農(nóng)業(yè)資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)連續(xù)增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的保證。也是建立結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的需要。本實驗通過對一個生產(chǎn)單位輪作制度的設(shè)計，使學(xué)生運用已學(xué)的理論知識。掌握與制定輪作制的原理和方法。二、 方法步驟：收集資料，參閱實驗四。劃分輪作類型區(qū)，確定各區(qū)的作物組成和比例。根據(jù)本單位的土壤狀況和各地塊作物生產(chǎn)性能，確定各地塊所應(yīng)采取的輪作類型。然后根據(jù)本單位的生產(chǎn)要求——市場和個人對農(nóng)、副產(chǎn)品的要求，并考慮既能充分利用又能積極地保護土地資源，確定各輪作區(qū)的作物類型和比例，這實際是作物布局的具體實施。確定輪作田區(qū)面積、數(shù)目和輪作年限。在每個輪作區(qū)內(nèi)劃分出若干個輪作田區(qū)，每個輪作田區(qū)內(nèi)的作物較單純，一般一種或二種。輪作田區(qū)是田間農(nóng)事活動的基本單位。輪作田區(qū)的面積應(yīng)根據(jù)地形、地勢及灌水、機械作業(yè)等條件確定。一般講，每田區(qū)面積可取輪作區(qū)內(nèi)各作物種植面積的最大公約數(shù)。若某些作物種植過少而特性又相似的可以與其他作物組成復(fù)區(qū)或間混種植。在生產(chǎn)上，田區(qū)面積一般小的不小于30畝，大的可達80?100畝。田區(qū)面積確定后，輪作區(qū)面積除以田區(qū)面積即為輪作田區(qū)數(shù)，輪作年限一般與輪作田區(qū)數(shù)相等。輪作田區(qū)方向一般平地可按原方向，考慮運輸、耕作的方便，坡地應(yīng)等高設(shè)置，風沙地帶應(yīng)與主風向垂直。制定各輪作區(qū)內(nèi)作物輪換順序，列出輪作周期表。確定輪作中的作物輪作順序，首先要了解各種作物對土壤肥力的要求以及對土壤的影響。作物對土壤的影響一方面取決于作物本身的生物學(xué)特性，另一方面取決于其生育期間所進行的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，其中主要是土壤耕作、施肥和灌水。安排作物的輪作順序時應(yīng)盡量把施肥多的作物與施肥少的作物，直根系作物與須根系作物、豆科作物與禾本科作物輪換種植.將感染雜草作物與抑制雜草作物、感病作物(及品種)與抗病作物(及品種)間隔種植。在安排輪作順序時，也需考慮前后作物的生育期銜接，如果間隔太長會造成土地浪費。但短期休閑也有一定意義，要據(jù)地力狀況而定。對前后銜接過緊的作物，可采用套種或育苗移栽等。作物輪作順序確定后列出輪作周期表。所謂輪作周期表就是一個輪作中各輪作田區(qū)每年的作物分布表。同一輪作區(qū)的各個田區(qū)，雖然以同樣順序來輪換，但是它們是以不同的作物作為循環(huán)的開始。在每一年中，各個田區(qū)所種植的作物包括該單位在一年中所要播種的全部作物，這樣就保證穩(wěn)定了作物布局，使各作物每年收量平衡。編寫輪作計劃書，繪制輪作田區(qū)規(guī)劃圖。將初步擬定的輪作制，經(jīng)廣泛吸收、征求群眾意見后，經(jīng)過再次修改審核，使之達到各項生產(chǎn)指標。并有較好的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益，然后編寫出輪作計劃書。為了保證輪作計劃的實施，計劃書還應(yīng)包括相應(yīng)的土壤耕作制，施肥與灌水制等其它與之配套的管理措施。此外，還應(yīng)制定輪作過渡計劃，由于前作物的不同和地力的差異，各個輪作區(qū)內(nèi)種植的作物往往不能立刻符合所設(shè)計輪作方案中規(guī)定種植的作物，因此需要按輪作區(qū)制定過渡輪作計劃，通過適當?shù)匕才?，使其有計劃地、逐步地轉(zhuǎn)變?yōu)樾螺喿魉?guī)定的各種作物，此后按計劃順序輪作。對一些特殊類型土壤及不能納入輪作的非輪作地塊，也需制定種植計劃。最后繪制輪作田區(qū)規(guī)劃圖。規(guī)劃圖的比例尺采用1:2000?4000，繪制時要求準確無誤。規(guī)劃圖的地塊上應(yīng)標明所屬的輪作區(qū)，輪作田區(qū)及地塊面積。要用符號標記清楚，如50/3-II代表此地為第三輪作區(qū)的第二輪作田區(qū)，面積為50畝。三、設(shè)計資料：本實驗在實驗四、五的基礎(chǔ)上，在確定了徐朗中村所種植的作物種類及各類作物種植的面積之后，進而擬定其輪作制。徐朗中村土地利用現(xiàn)狀附圖3。四、作業(yè)：設(shè)計徐朗中村的作物輪作制，并編寫輪作計劃書。計算該村作物的復(fù)種指數(shù)。實驗四土壤耕作制設(shè)計一、 目的意義：土壤耕作制是一套與種植制度相適應(yīng)的土壤耕作措施體系。每一單項土壤耕作措施在不同的氣候、土壤、作物條件下有不同的作用和效果。因地制宜地選擇相宜的耕作方法，進而在輪作周期內(nèi)組成一套土壤耕作體系，是改善農(nóng)田肥力條件培肥地力，促進輪作期間作物均衡增產(chǎn)的重要手斷，本實驗要求學(xué)生運用所學(xué)知識，根據(jù)掌握資料，練習土壤耕作制的擬定方法。二、 方法步驟：（一）調(diào)查研究，收集資料：在擬定土壤耕作制時，應(yīng)對當?shù)氐淖匀粭l件、生產(chǎn)經(jīng)濟條件及作物栽培等進行詳細的調(diào)查了解，作為擬定土壤耕作制的依據(jù)。作物種植制度和輪作倒茬方式：它是擬定土壤耕作制的主要依據(jù)，并了解輪作中各種作物的播種期和收獲期，作物品種搭配以及作物栽培技術(shù)等。土壤條件及土壤灌水施肥制度，了解地形地勢，土壤類型及土壤質(zhì)地分布，土壤鹽漬化程度，土壤生產(chǎn)性能、宜耕期長短，水利設(shè)施及灌溉制度，施肥種類、施用方法和時間，綠肥作物的栽培及翻壓時間、方法。氣候條件，特別是氣溫，降水蒸發(fā)量、土壤封凍及解凍期，干旱風及霜凍等自然災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律。當?shù)赝寥栏鞯闹饕?jīng)驗：秋播，春播及填閑作物以及休閑期的土壤耕作措施與方法，深耕、淺耕及免耕的運用及其效果?；靖髋c播前耕作措施的配合，耙耱保墑及防止水土流失的經(jīng)驗等。農(nóng)機具及勞畜力條件：拖拉機及農(nóng)具種類、數(shù)量，農(nóng)田作業(yè)的機械化程度，耕畜和勞力狀況等。田間雜草的種類、數(shù)量及危害程度。（二）、根據(jù)輪作制度編制土壤耕作制計劃書，填寫土壤耕作制技術(shù)說明書。依照“氣候一作物一土壤”協(xié)調(diào)一致的原則，因地制宜，合理地組配各種土壤耕作措施，使之成為一個整體，這里應(yīng)注意幾點：各級土壤耕作措施應(yīng)圍繞作物輪作制度安排，措施與措施之間要相互配合，為作物創(chuàng)造適宜的土壤環(huán)境條件。主要土壤耕作措施，如深耕在整個輪作周期中原則上是三年安排一次，可據(jù)情況適當安排深翻、深松、深耕、淺耕以及免耕。土壤耕作措施與其它措施之間要密切配合，特別與灌水、施肥制的配合。應(yīng)注意提高勞動生產(chǎn)率、降低成本，盡量減少作業(yè)層次或采用聯(lián)合作業(yè)，在保證作業(yè)質(zhì)量的前提下，注意經(jīng)濟效果。（三）實驗材料與作業(yè)：根據(jù)實驗三所得輪作制材料，制定徐朗中村各輪作區(qū)的土壤耕作制，并給出說明與評價。壤施實驗五土壤施肥制的設(shè)計壤施實驗五土壤施肥制的設(shè)計一、 目的意義：施肥的作用在于補充和協(xié)調(diào)土壤肥力因素，它是促進農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的必要條件?；诜柿系挠邢扌约昂侠硎┯玫谋匾裕凑丈a(chǎn)的需要和實際的可能，建立與復(fù)種輪作相適應(yīng)的施肥制，是科學(xué)用肥的基礎(chǔ)。學(xué)習擬定施肥制的目的，在于使學(xué)生明確按不同輪作特點施肥的重要性，并掌握施肥制的擬定方法，為設(shè)計一個生產(chǎn)單位的耕作制度奠定基礎(chǔ)。本實驗要求根據(jù)輪作中各作物對養(yǎng)分的要求和在輪作中的地位，合理分配本單位的有機與商品肥料，以求農(nóng)田養(yǎng)分的平衡，生產(chǎn)的穩(wěn)步發(fā)展。二、 原理：施肥制擬定的基本思想在于彌補由于作物主副產(chǎn)品的收獲而帶離農(nóng)田的養(yǎng)分，使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)得以平衡，從而也才能保持地力連年不衰。故若保證作物連年穩(wěn)產(chǎn)，就應(yīng)使施入土壤與作物帶離土壤的養(yǎng)分得以平衡，保持養(yǎng)分平衡所應(yīng)施入的肥料量，通常由下列公式求得：施肥量（斤）=作物計劃產(chǎn)量所需養(yǎng)分總量-原土壤提供養(yǎng)分量

肥料中養(yǎng)分含量X施肥量（斤）=原土壤提供養(yǎng)分量=無肥區(qū)作物產(chǎn)量原土壤提供養(yǎng)分量=無肥區(qū)作物產(chǎn)量100X形成百斤經(jīng)濟產(chǎn)量所需養(yǎng)分量在缺乏具體數(shù)據(jù)時，經(jīng)驗值一般有機肥的當年利用率是33%左右，速效性化肥的當年利用率為50%左右。據(jù)此求得了某計劃產(chǎn)量下的施肥量后，可根據(jù)每一作物的吸肥情況合理分配。然而在本實驗里，各作物所分派的肥料量在作物布局中已為所知（見徐朗中村，各作物產(chǎn)量及所需肥水量），只是不知這些肥料能否補充由于作物生產(chǎn)所帶走的養(yǎng)分量，故首先需計算一下養(yǎng)分能否平衡，如平衡說明能維持計劃產(chǎn)量，供過于求可能會有增產(chǎn)，若供不應(yīng)求時，其地力勢必就會逐年下降，產(chǎn)量逐年降低，這種情況下，就應(yīng)作適當調(diào)整。增加外源的肥料投入；挖掘系統(tǒng)內(nèi)部的養(yǎng)分潛力（秸桿及餅肥等）；重新調(diào)整作物布局，改變種植方案，即改需肥多的作物為需肥少的作物，多種養(yǎng)地作物。據(jù)條件而定。三、 實驗步驟：掌握本單位的作物布局情況，作物生長情況。以及輪作制中各輪作區(qū)的肥力狀況。計算實現(xiàn)計劃產(chǎn)量指標所需的養(yǎng)分量。由分派的有機肥，無機肥來計劃一下所能供給的養(yǎng)分量。比較養(yǎng)分的供求平衡，若不平衡需作適當?shù)恼{(diào)整。四、 作業(yè)：根據(jù)所設(shè)計的徐朗中村輪作制度，設(shè)計相應(yīng)的施肥制。作 物積溫（°C）生育期（天）類型種類季節(jié)型品種類型C幅度平均選擇指標幅度平均耐寒春小麥河1700~1900低溫冬小麥1900?2200中溫玉米春早中熟2461?2882116~132夏早熟2060~23372175.32100~236081~9387中熟2144?25472343.52300~250085?10797高粱春早熟2200+<100中熟2500~3000100~120晚熟>3000>100夏早中熟2100~2500

作 物積溫（°C）生育期（天）類型種類季節(jié)型品種類型C幅度平均選擇指標幅度平」中溫谷子春特早熟N01612?195717741770104?112109早熟1952?21552051210093?9494中熟2232?255024352400?2500100?119113夏早熟2089?20972093210083?8584中熟2094?23682244220084?9589大豆夏極早熟1823?22002013<120早熟2695?27852751121?127中早熟2762?28602832128?135早熟2753?29492851136?140中晚熟2857?30392948141?145晚熟2987?31633075>161早熟N102070?22812217<100中熟2509?27502601101?110

作 物積溫（°C）生育期（天）類型種類季節(jié)型品種類型C幅度平均選擇指標幅度平均喜溫甘薯春N15低限21003200~3400N90夏2600喜溫水稻3600~3800棉花N103600~4000>160花生春N10夏附表2 回茬復(fù)種所需N0°C積溫上茬作物+農(nóng)耗下茬作物所需積溫選擇概數(shù)熟性種類冬小麥+三夏三秋+早熟玉米4500?48004600?4700谷子4400?4700高粱4500大豆4476冬小麥+三夏三秋農(nóng)耗+中熟玉米4700?50004800?4900谷子4500?4800高粱5000大豆4929?5229注：(1)三夏三秋農(nóng)耗各10天400C；(2)冬小麥積溫N0C1900?2200；(3)夏大豆中熟品種生產(chǎn)上極少，絕大部分均為大于100天的早熟品種。附表3主要作物生理需水作物蒸騰系數(shù)適宜雨量（mm）需水特性冬小麥513380?800喜水，需水多玉米368500?1000喜水，喜濕，需水多高粱322430?630較耐旱谷子271450?550耐旱甘薯250?500450耐旱，無性繁殖，再生力強大豆520?1000550?650喜水，喜溫水稻710喜水，喜溫棉花368?469?569?650400?1000較耐旱

作物對土壤、肥力、土質(zhì)、PH值的要求小麥適宜在各種土壤中生長。PH值6?8.5。土質(zhì)：粘壤土適宜小麥的生長，黃土、蒙金土好。小麥是胎里富作物，地肥產(chǎn)量高。砂質(zhì)土，發(fā)小苗不發(fā)老苗，黏土不發(fā)苗。玉米對土壤肥力條件要求比較高，消耗土壤中的養(yǎng)分，有機質(zhì)較多，要求土壤的通透性能好（玉米根系比小麥大10倍）。對土壤質(zhì)地要求不嚴格，PH值6.5?7.0為宜。谷子對土壤質(zhì)地要求不嚴，耐瘠、耐酸、堿、旱。喜高燥地，PH值中性最宜。高粱適應(yīng)性廣，耐瘠薄，地力消耗；地力消耗厲害。耐鹽堿、耐澇。大豆對土壤要求不嚴，PH值在6.5為宜。肥地、薄地都可生長。甘薯堿性大的二合土較好，較耐瘠薄。消耗地力較厲害，較耐酸，PH5?6為宜。水稻只要能保水保肥，各種土壤都可種植。一般以黏土為好。鹽堿地經(jīng)過洗堿可獲得豐產(chǎn)。棉花任何土質(zhì)都可生長。以土層松厚，通透性好，肥力中上等為宜。PH值6?8，耐鹽堿，鹽分0.4%受害。苜蓿要求土壤濕潤，能耐旱，不耐澇。地下水位高對其生長不利。糜黍耐旱、耐瘠。大麥要求一定水分，怕澇、較耐瘠。燕麥對土壤要求不嚴格亞麻對土壤要求不嚴格，較耐寒。附表附表4主要作物所需土壤條件和因土種植12345678910上0.51.93.16.78.322.456.163.325.19.0中0.71.91.210.17.314.871.767.313.07.6下2.01.51.97.114.934.0104.242.912.28.4合計3.25.36.223.930.571.2232173.550.325.(降水南皮縣各月各旬平均降水量（m12345678910上-3.7-2.82.810.718.623.526.226.822.416.中-3.9-1.05.914.320.725.026.725.220.914.：下-4.00.48.216.422.326.326.824.718.711.(合計-3.9-1.25.713.820.624.