耕作學實驗指導書點擊右鍵目標另存-實驗一種植制度的農業(yè)

/耕作學實驗指導書河北農業(yè)大學農學院作物栽培與耕作系２０05年8月修訂目錄實驗一作物種類與復種形式的確定..。。。..。．.。。．。。．.。..．．。．．.。1實驗二作物布局優(yōu)化方法之-—原理與基本方法.。.。．。．.。。．．。。5實驗三作物布局優(yōu)化方法之二-最優(yōu)化計算機軟件的應用.．．。10實驗四輪作制度設計。.。。．。。.。。．。．．。。.。.。．．.．.。。．.．.。．．．.．.12實驗五土地耕作制設計．.。。.。.．.。.。。．.．．。．。．。．..。．。.。．。。。．。1５實驗六土壤施肥制的設計。..．.。．.。．.。..。.。。．．．.。．..．。．。。。．．１7附錄1選修實驗目錄...。．。.．..．．.。.。.。．。.．．.．.．。．。．.．32實驗一種植制度的農業(yè)資源分析—-作物類型與復種形式的確定一、目的意義:農業(yè)的穩(wěn)產高產是以作物與其環(huán)境的高度統一與適應為基礎的。依據當地的氣候、土壤及生產經濟條件確定所種植的作物種類及復種方式，是安排農業(yè)生產的首要問題。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)適應性及所規(guī)劃地區(qū)生態(tài)條件的基礎上，運用所掌握的生態(tài)學與耕作學知識，學會分析種植制度與資源關系的方法，為耕作制度設計奠定基礎。二、原則:１．以作物與其環(huán)境的統一為總原則。不同地區(qū)在地理、地形、地貌、氣候，土壤及生產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)境相互統一，組成—個協調的生態(tài)系統，作物才能穩(wěn)產高產.2．從大農業(yè)觀出發(fā)，農林草綜合發(fā)展，在充分利用農業(yè)資源,大力發(fā)展商品生產的同時，要積極保護農業(yè)資源，保證農業(yè)生態(tài)系統的良好循環(huán)，以同時獲得高的經濟效益和生態(tài)效益。３．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)展糧食生產的同時，發(fā)展經濟作物、果品蔬菜及飼料綠肥作物的生產。三、依據：１．作物對熱量的要求：熱量是決定作物種類與復種方式的首要條件。多種作物在其系統發(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，首先取決于當地生長季內的積溫狀況。當一個生長季內的積溫除能滿足—茬作物需要（考慮一定的保證率，—般８0%以上)尚有剩余時,就可考慮復種。復種形式可根據熱量及其它條件采取一年兩熟、二年三熟等熟制類型。根據條件可采取套作復種或平作復種.以冬小麥為前茬的平作復種作需≥0℃積溫，如附表２。2．作物對水分的要求:水分是影響作物配置的主要因素,根據作物的生物學特性及需水系數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及需水特性如附表3。但應注意，同一作物的產量水平不同,需水系數有變化。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。根據作物的需水特性，查明當地的自然降水,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)，以此來確定當地的主導作物和次級作物。３．作物對土壤的要求:土壤是作物生長的基質，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、通透性較好的沙質土壤上；而小麥、玉米、高梁則宜種于肥力較高的壤質、粘壤質土壤上,有的作物對瘠薄、鹽堿等特種土壤有較好的適應性，各種作物對土壤的要求如附表4。另外,地形和農田微地貌也影響作物布局，應一并考慮。四、方法步驟：1。調查了解本地區(qū)的自然條件、生產及社會經濟條件。（1）氣侯條件：包括一年內的溫度變化及年均溫，各農業(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、冰雹等災害性天氣的發(fā)生規(guī)律。（2）土壤條件：包括地形、地貌、土壤種類及土壤肥力,各種作物的生產性能等，繪制1：2000～４000的土壤類型分布圖。(3)水文資料:地上、地下水源，水質，水位,年地下水開采量及最大可開采量。（4)生產條件：這里主要是考慮農業(yè)生產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、施肥數量及農業(yè)機械的作用程度。（5)作物條件：當地作物布局的演變歷史，歷年各作物產量，各作物對當地災害性氣候的反應。通過分析可初步評價原有作物在當地的生態(tài)適應性，為以后工作奠定基礎.(6)根據市場和自身需求制訂計劃（目標)產量。2。根據確定作物類型與復種方式的原則,依據當地的熱量、水分、土壤及生產等條件擬定當地的種植制度，并給以相應的評述。五、實驗材料:1．南皮縣各月逐旬溫度、降水、日照材料。附表５、6。2．南皮縣徐朗中村土壤類型分布圖.圖1。3．生產條件:春季可供水720０0方.六、作業(yè):試擬訂本村作物組成及復種類型、方式,并給予相應的評述.實驗二作物布局的調整與設計—、目的意義:作物布局是指在—個地區(qū)或一個生產單位所種植的作物種類及各作物面積比例的安排。作物布局是組織農業(yè)生產的一項重要戰(zhàn)略措施，它關系到能否因地制宜；充分而合理地利用當地農業(yè)資源；達到農業(yè)生產的高產、穩(wěn)產、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、多目標的復雜問題，它不僅要考慮當地的自然條件，而且受到當地的社會經濟條件技術水平及國家、集體、個人對于農業(yè)生產要求的制約,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)化技術中的線性規(guī)劃能夠幫助我們對此類復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)劃的理論與技術來解決在一定的自然條件和社會經濟資源條件下能夠達到最佳技術、經濟及生態(tài)效果的作物最佳配置比例的最優(yōu)化技術方法。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)劃是系統工程中最優(yōu)化技術方法之一.它主要解決二方面的問題.其一是“省”——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；其二是“多"—-如何合理地充分地利用現有的資源（人力、物力、財力等資源）來完成最大量的任務。線性規(guī)劃設計是在完成了對大量定性資料及對系統的定性的描述性的分析基礎上,為了進一步明確各變量之間的關系，協調與尋求各部門生產的最優(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,依靠建立數學模型的方法,經過多次的反饋、修正完成的。三、線性規(guī)劃設計的一般步驟：1.資料的收集：在確定了所需要研究系統的范圍之后,需要進行對系統的考察和資料的收集,包括系統的性質、特點，系統的組成分，組成分間的制約、協同、轉化關系及其定性的資料，系統與環(huán)境之間的關系等。2．制定規(guī)劃目標：規(guī)劃目標即人們對所研究的系統所追求的目標。一般選擇能夠表示此系統的特性，人們所追求的諸如產品總產量總產值、凈收益、低成本等作為目標;規(guī)劃的結果是求出其極值。規(guī)劃目標是線性規(guī)劃設計的核心，約束條件的建立要求以目標來確定.３．建立約束條件:為了實現所追求的目標安排生產時,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。４.建立模型：就是將原來的生產問題抽象為數學問題。首先根據問題的性質確定目標函數，然后根據問題的內部關系建立約束方程（即一組線性等式或不等式）。這里關鍵的是變量參數的確定,它直接關系著規(guī)劃的效果與成敗，這往往需要規(guī)劃前的大量調查、測算與實驗,并進行一些必要的定性、定量分析。5．問題的求解:求解線性規(guī)劃問題的方法很多，應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雜時，并可借助電子計算機求解.6．結果的靈敏度分析：所謂靈敏度就是目標函數的最優(yōu)值對于約束條件的單位變化的反應靈敏度。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查，試驗以及數據的處理都應具有較高的精度。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量為600公斤、400公斤、300公斤，并已知玉米每生產60０公斤需要有機肥８車，化肥5０公斤,投工12個,生產4０0公斤谷子需有機肥５車，化肥20公斤，投工10個，生產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的比例，以獲得最高生產效益的問題。為了便于分析，列出此問題的數據表: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產量（百斤）６4３下面建立模型，將生產問題抽象成數學問題:1．設玉米種X１畝,谷子種Ｘ２畝,甘薯種X3畝。2。目標函數:求總產最高ｆ=6X1+4X2+３X３=Max3.約束條件：(１）土地Ｘ1+X2＋X3≤95（2）有機肥6X1+5Ｘ２＋2X3≤400(3)化肥５X１+2X2≤20０（４）投工1２X1+10X2+16Ｘ3≤1200（5）變量Ｘ1≥0，X2≥０，X３≥0整理即求Ｘ1,X2，X3滿足使f=6X１＋４X２+3X3=Ｍａx因此,線性規(guī)劃問題的數學語言表達是：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(目標函數)取得最值.線形規(guī)劃問題的標準數學模型為：求Xj(j＝１、2、……n)滿足下列條件：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)求X1、Ｘ2、Ｘ3、X4、X5、Ｘ６、X７滿足使f1=-6Ｘ1－４X2—３X3=Ｍin（f=-f1)2．列初始單純形表非基本變量基變量X1X2Ｘ３X４Ｘ5X６Ｘ7bi增大限X4X5X6Ｘ711110006520１０0５*2000１01210160001959540066．720０401200100f16*4300０003．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。非基本變量基變量X1X2X3Ｘ4X5X6Ｘ７bi增大限X4X5Ｘ1X700。6１10—0.２０02。62０1-1。2０1０。4000０。200５。21６＊00-2。41555516０８040７２045f1０１.６3*00-1.20－2404．非最優(yōu)解,繼續(xù)迭代（f2行尚有正數)非基本變量基變量Ｘ1X2X３Ｘ4Ｘ5X６X7bi增大限X４X5X１X300．2750１0—0。0５-0。06０1。95*０01—0。9-0.1210。40000。２000。３2５100-0.15０.06１03６．4703５。9４045f０0．625*000—0．75—０.18－３７5５繼續(xù)迭代非基本變量基變量X1X2X3X4X５Ｘ6Ｘ7ｂiX4X2X1X3０001—０.140。0８－0．040１000.5—0。46－0．0610０0-0.20。330．020010-０．1600。０8035.92５。6３3.3f0０00－０.３1—0.４6-０．1４—397。4４f行所有數（最末一列除外）均小于零或等于零，迭代完成。目標函數最優(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)劃設計的一般步驟：１．搜集資料：可參閱當地農業(yè)區(qū)劃的材料等。關鍵是對一些變量參數的確定。2．目標函數的確定：合理作物布局的目的是實現種植業(yè)生產的高產、穩(wěn)產、高收益.因此對于不同地區(qū)，不同性質的生產單位可選擇:（1)．作物總產量最高；（2)．經濟效益(凈收效)最大；（3）．生產成本最低等作為目標.３.約束條件的建立：約束條件可概括為：（1)．農業(yè)自然資源與社會資源的約束,如土地、水源、肥源、經濟、人畜機力等;(2）。生態(tài)平衡約束：考慮用地與養(yǎng)地相結合,生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展；(3)．農業(yè)技術：考慮農業(yè)技術的指導范圍、程度及作物連作、輪作要求等；(4）。根據個人和市場需求確定的最低產量。六、作業(yè)：(1）.將下題建立模型,并求解:某農場，農田面積總計５400畝，歷年種植的主要作物有谷子、玉米、大豆一年一熟。在當地自然條件及技術水平下，谷子、玉米、大豆多年平均單產分別為1７0公斤、35０公斤、9０公斤,總產9０萬公斤。現在要求用線性規(guī)劃方法，設計新的作物比例，以使總產量最高。并要求新的設計總產量年際間變化不得超過原總產的20%，已知谷子、玉米、大豆年際間單產變幅分別為２５公斤、８０公斤、1５公斤?？紤]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.（2）．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：小麥產量(公斤）／玉米產量（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).徐朗中村對農產品的要求量如下:1．糧食總產量50500０公斤6。玉米總產1０0000公斤2．小麥總產200000公斤７。燃料產量２50000公斤3．谷子總產100００公斤8。粗飼產量３45０00公斤４。大豆總產１5000公斤9．精飼料99４０0公斤5．苜蓿面積170畝10.飼草產量20０000公斤徐朗中村可提供1.有機肥33８6車2．氮肥６5００0公斤3．磷肥54000公斤4．春季灌水7２000方（附)電子計算機求解法在實際生產中用線性規(guī)劃設計作物布局時,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果準確等優(yōu)點。本書所列程序是根據線形規(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:結構變量的個數；Ｎ:約束條件的個數；P:求目標函數最小值時，P為—1；求目標函數最大值時，P為+1;顯示:“INＰUＴMATRＩXA”(轉入增產矩陣)將約束方程組的參數一行一行地順序輸入,當約束方向為“≥”時，輸入“—1"，當為“≤”時，輸入“＋1”,當為“=”時，輸入“0".顯示：“INPUＴOＢJECTＩVＥＦUNCTＩON”（輸入目標函數）依次輸入目標函數行所有參數。下面以例題為例說明數據輸入過程。為了向計算機輸入方便，一般先制作原問題的結構模型(似初始單純形表），格式如下：活動參數條件玉米X1谷子X１甘薯Ｘ１約束方向(≥，≤，=）限制土地有機肥化肥投工１1165252０121016≦≦≦≦95４00２0０1200目標f６43Max本題應輸入的數據為Ｍ=3N=4P=1MＮTＲIXＡ:１1１1956５21４００5１01２001２101６112０0OBJECTIVEFＵNＣTＩON６43計算機打印結果:OBJFUNC=397，４53８9７4X１（1)＝25,64102564X(2)＝35，897４359Ｘ（3）=33,33333３33本程序輸入結果有三種可能：當所求解的線性規(guī)劃問題有最優(yōu)解時，打印出目標函數的最優(yōu)值(OＢJ,FUNC）及結構變量的最優(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，按著一定的順序輪流種植的形式?！獋€生產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，是種植制度的重要組成部分。建立合理的輪作制度是合理，充分利用和保護農業(yè)資源，實現農業(yè)連續(xù)增產、穩(wěn)產的保證。也是建立結構穩(wěn)定的農業(yè)生態(tài)系統的需要。本實驗通過對一個生產單位輪作制度的設計，使學生運用已學的理論知識。掌握與制定輪作制的原理和方法.二、方法步驟：1．收集資料,參閱實驗四。2.劃分輪作類型區(qū)，確定各區(qū)的作物組成和比例。根據本單位的土壤狀況和各地塊作物生產性能，確定各地塊所應采取的輪作類型。然后根據本單位的生產要求-—市場和個人對農、副產品的要求,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。3．確定輪作田區(qū)面積、數目和輪作年限.在每個輪作區(qū)內劃分出若干個輪作田區(qū)，每個輪作田區(qū)內的作物較單純,一般一種或二種。輪作田區(qū)是田間農事活動的基本單位。輪作田區(qū)的面積應根據地形、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)內各作物種植面積的最大公約數.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區(qū)或間混種植。在生產上，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,輪作年限一般與輪作田區(qū)數相等。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，坡地應等高設置，風沙地帶應與主風向垂直。４．制定各輪作區(qū)內作物輪換順序，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-方面取決于作物本身的生物學特性，另一方面取決于其生育期間所進行的農業(yè)技術措施，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.5．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，經廣泛吸收、征求群眾意見后,經過再次修改審核,使之達到各項生產指標。并有較好的經濟效益與生態(tài)效益，然后編寫出輪作計劃書。為了保證輪作計劃的實施,計劃書還應包括相應的土壤耕作制，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)內種植的作物往往不能立刻符合所設計輪作方案中規(guī)定種植的作物，因此需要按輪作區(qū)制定過渡輪作計劃,通過適當地安排，使其有計劃地、逐步地轉變?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、設計資料：（１）本實驗在實驗四、五的基礎上，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。(2)徐朗中村土地利用現狀附圖３.四、作業(yè)：1．設計徐朗中村的作物輪作制,并編寫輪作計劃書.２．計算該村作物的復種指數.實驗四土壤耕作制設計一、目的意義:土壤耕作制是一套與種植制度相適應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，進而在輪作周期內組成—套土壤耕作體系,是改善農田肥力條件培肥地力,促進輪作期間作物均衡增產的重要手斷,本實驗要求學生運用所學知識，根據掌握資料,練習土壤耕作制的擬定方法.二、方法步驟:（一）調查研究，收集資料:在擬定土壤耕作制時，應對當地的自然條件、生產經濟條件及作物栽培等進行詳細的調查了解，作為擬定土壤耕作制的依據。1。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，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等。2.土壤條件及土壤灌水施肥制度，了解地形地勢，土壤類型及土壤質地分布，土壤鹽漬化程度,土壤生產性能、宜耕期長短,水利設施及灌溉制度,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.３．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害的發(fā)生規(guī)律.4．當地土壤耕作的主要經驗: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.基本耕作與播前耕作措施的配合，耙耱保墑及防止水土流失的經驗等。5。農機具及勞畜力條件：拖拉機及農具種類、數量，農田作業(yè)的機械化程度,耕畜和勞力狀況等。6。田間雜草的種類、數量及危害程度。（二)、根據輪作制度編制土壤耕作制計劃書，填寫土壤耕作制技術說明書。依照“氣候—作物一土壤”協調一致的原則，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，這里應注意幾點:1．各級土壤耕作措施應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.2.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,可據情況適當安排深翻、深松、深耕、淺耕以及免耕。3．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。4。應注意提高勞動生產率、降低成本，盡量減少作業(yè)層次或采用聯合作業(yè),在保證作業(yè)質量的前提下，注意經濟效果.（三）實驗材料與作業(yè):根據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。實驗五土壤施肥制的設計一、目的意義：施肥的作用在于補充和協調土壤肥力因素，它是促進農作物穩(wěn)產、高產的必要條件。基于肥料的有限性及合理施用的必要性，按照生產的需要和實際的可能，建立與復種輪作相適應的施肥制，是科學用肥的基礎。學習擬定施肥制的目的，在于使學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，為設計—個生產單位的耕作制度奠定基礎。本實驗要求根據輪作中各作物對養(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，以求農田養(yǎng)分的平衡，生產的穩(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品的收獲而帶離農田的養(yǎng)分，使農田生態(tài)系統物質循環(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，就應使施入土壤與作物帶離土壤的養(yǎng)分得以平衡，保持養(yǎng)分平衡所應施入的肥料量，通常由下列公式求得：在缺乏具體數據時,經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。據此求得了某計劃產量下的施肥量后，可根據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量,供過于求可能會有增產，若供不應求時,其地力勢必就會逐年下降,產量逐年降低,這種情況下,就應作適當調整。增加外源的肥料投入；挖掘系統內部的養(yǎng)分潛力(秸桿及餅肥等）;重新調整作物布局，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。據條件而定。三、實驗步驟:1。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。２．計算實現計劃產量指標所需的養(yǎng)分量。3.由分派的有機肥，無機肥來計劃一下所能供給的養(yǎng)分量。４.比較養(yǎng)分的供求平衡，若不平衡需作適當的調整。四、作業(yè)：根據所設計的徐朗中村輪作制度，設計相應的施肥制。表1主要作物播種——成熟所需積溫及生育期作物積溫(℃)生育期（天）代表品名類型種類季節(jié)型品種類型℃幅度平均選擇指標幅度平均選擇指標耐寒春小麥≥0１7００～19０0低溫冬小麥１90０~2２0０中溫玉米春早中熟246１~28８2116～13２夏早熟20６0～２３372175。32１00~236０8１~９3８785±中熟２1４4～2547234３。5230０~25０08５~10７979５±高粱春早熟2200±〈1００中熟25０0~３０0０100~1２0晚熟〉3000＞１０0夏早中熟21０0～2５00續(xù)表1主要作物播種——成熟所需積溫及生育期作物積溫（℃）生育期(天）代表品名類型種類季節(jié)型品種類型℃幅度平均選擇指標幅度平均選擇指標中溫谷子春特早熟≥01612~19５７1774１７70１04～１１21０９１０5早熟１95２～2155２05１2100９3~９4９49５中熟２232～２5502４35２400～2500100～11９1１31０５~12０夏早熟２０89~2０９７2０９3２１０0８3~８58４85中熟2０94~２36８2244２2０084～958990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≥102070～2281221７＜100中熟2509～2７502601１0１～１1０續(xù)表1主要作物播種——成熟所需積溫及生育期作物積溫（℃）生育期（天）代表品名類型種類季節(jié)型品種類型℃幅度平均選擇指標幅度平均選擇指標喜溫甘薯春≥１５低限2100320０～3400≥9０夏26０0喜溫水稻3600~３800棉花≥1036０0~４000>160花生春≥１0夏附表２回茬復種所需≥0℃積溫上茬作物+農耗下茬作物所需積溫選擇概數熟性種類冬小麥＋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）三夏三秋農耗各10天4０0℃;(2）冬小麥積溫≥0℃１900～22０0；(３)夏大豆中熟品種生產上極少,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較耐旱附表4主要作物所需土壤條件和因土種植作物對土壤、肥力、土質、ＰH值的要求小麥適宜在各種土壤中生長.PＨ值6～8．5。土質:粘壤土適宜小麥的生長,黃土、蒙金土好。小麥是胎里富作物，地肥產量高.砂質土，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).對土壤質地要求不嚴格，ＰＨ值6.5～7.0為宜。谷子對土壤質地要求不嚴,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.鹽堿地經過洗堿可獲得豐產。棉花任何土質都可生長。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。表５降水南皮縣各月各旬平均降水量（ｍm)月旬1２３４５678９101１12全年上0．51．93．16。78．322.4５6．1６3.325。1９.06.２２.1中０．71．９1．2１0。１７。314．８71.７67.313．07.６3。21。1下2.01.51。97.114。9３4。0１04。242．９1２．28．43。41。3合計3.25.3６.22３。930.5７1。２23２１73。5５0．3２5。0１２。84．56３8。4表6氣溫南皮縣各月各旬平均氣溫（℃）月旬１23456７8９１011１2全年上—3.7－2。82．8１0.718．623．５26.2２6。8２2.416。18.40。４中—３.９—１。05.9１４.３２0.725.026.72５。2２0。9１4．25.7—1。4下-4。00.48．216．422.３26.3２6.824。718.711。61.9-3.5合計－3.9—1。25.7１3.8２0.6２４。926.625.620。6１3。9５。３-１。６12.６Ⅰ輕Ⅰ輕—3Ⅲ中—4Ⅰ輕—3Ⅲ中—4Ⅰ中—1Ⅰ中—1Ⅳ中—4Ⅱ中—2Ⅱ中—2Ⅳ粘—4Ⅳ粘—4井Ⅰ中—井Ⅰ中—1Ⅱ:輕鹽堿地Ⅲ：中鹽堿地Ⅳ：重鹽堿地輕：粘壤質土中:中壤粘土井粘:粘土質土1:土壤肥力一級2:土壤肥力二級3:土壤肥力三級4:土壤肥力四級圖1徐郎中村土壤類型分布圖春谷100，０,0，0．５,0棉花2０，０,０.1，０三級肥力１20三級肥力春谷100，０,0，0．５,0棉花2０，０,０.1，０三級肥力１20三級肥力2８０高粱100，0，０,0，0苜蓿500,0,0，0，０紫穗槐１00，０，0,0,0一級肥力1０0井井一級