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1、农业生态学,Agroecology,第十一章 生态农业技术与模式,第一单元 生态农业概况及建设技术第二单元 生态农业模式,第一节 生态农业的产生与发展,一、现代农业的负效应二、国外“替代农业”三、中国生态农业,(1)现代农业中对土壤的人为干扰程度加大，由土壤用养失调和植被的破坏造成水土流失、土壤退化与沙化、草原退化等。,一、现代农业的负效应（negative effect）,土壤沙漠化,(2)长期的养分低投入、高 支出，造成土壤肥力明显下降。我国耕地质量较低，土壤退化导致了耕地质量的进一步下降。,1、土壤退化严重,2、水资源紧缺,(1)现代农业生产耗水量高、利用效率低，导致灌溉水资源极端紧缺，
2、限制了农业生产。2007年，中国农业耗水占总耗水量的74.6。(2)地下水的超量开采，导致了地下水位的持续下降。同20世纪70年代相比，中国华北地区农灌区的地下水位下降了 40-60m，形成了包括河北、山东、河南在内的世界上最大的地下水漏斗区，并由此引发了地面沉降、海水倒灌等地质灾害，土地资源受损。,现代农业中，化肥、农药、除草剂等农业化学品的长期大量施用导致的地表水及地下水的污染已成为农业及环境科学家高度关注的问题。有害物质经食物链的富集作用后，威胁人畜健康。此外，害虫的抗药性不断增强，使得农药的有效使用量及质量分数不断加大，造成的污染相应加重。,DDT,666,3、污染加剧,4、生产成本增
3、加,(1)现代农业高投入大量的化肥、农药等辅助能，以高成本实现高产出，使投入产出效益下降。(2)种植作物的单一化导致农业生态系统的生物多样性下降，加大生态脆弱性，抵御自然灾害及病虫害能力下降，同时氮肥的超量施用导致作物抗逆性下降，易导致病虫害爆发。(3)化肥，农药的超量施用还导致作物营养成分的降低，农畜产品质量下降等。,综上所述，尽管目前现代农业仍然是发展中国家和地区农业生产发展的主导方向，但如何合理开发利用资源、避免现代农业带来的种种负面效应，是保证农业持久稳定发展的关键。,结论,1、有机农业,有机食品,国外的有机农业类似我国早期的传统农业。是一种完全不用或基本不用化学品的农业生产体系。有机
4、农业主张只依靠农业生态系统本身，通过实施间作套种和轮作复种，增施有机肥，来促进农作物的生长，提高农产品产量。它的含义是不破坏环境，维护地力使其不衰退，生产健康美味的食品。目前有机农业受到欧美、日本等国家及地方政府的鼓励。,二、国外“替代农业”,2、自然农业,自然农业主张尊重自然、顺应自然，尽可能减少人为对自然的干预。具体做法有：（1）不翻耕土地，依靠植物根系、土壤动物和微生物的活动对土壤进行自然疏松（2）用秸杆、人畜粪尿、绿肥等有机肥，而不使用化肥（3）绝对禁止农药、生物、物理等方法防治病虫害（4）不进行除草，采用轮作、作物秸秆覆盖和以草压草等措施防除杂草或间歇淹水有效控制杂草生长。,3、生态
5、农业（ecological agriculture）,英国学者瓦庭顿(M.K.Worthington)认为生态农业应具备以下几个条件：(1)必须是一个自我维持系统，一切副产品都需要再循环。(2)提倡使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术，保持土壤肥力。(3)生物群落多样性，种植业与畜牧业比例恰当，使系统能够稳定，自我维持。,(4)单位面积的净产量必须是高的。(5)为获得高产，农场规模应该是较小的。(6)经济上必须是可行的，目标是在没有政府补贴的情况下获得真正的经济效益。(7)农产品就地加工并直接供给消费者。(8)在美学及伦理道德上必须为社会所接受。,3、生态农业（ecologi
6、cal agriculture）,目前，生态农业通常是指在保护、改善农业生态环境的前提下，遵循生态学、生态经济学规律，运用系统工程方法和现代科学技术，集约化经营的农业发展模式，是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。,3、生态农业（ecological agriculture）,生物农业是根据生物学原理建立的农业生产体系，靠各种生物学过程维持土壤肥力，使作物营养得到满足，并建立起有效的生物防治杂草和病虫害的体系。其主要技术包括：(1)将腐烂的有机物作为土壤改良剂。(2)通过豆科作物
7、自身固氮及粪肥合理使用调控农田养分平衡。(3)废弃物的再循环利用。(4)充分发挥各种生物，包括土壤中的生物如蚯蚓等的改土作用。,4、生物农业,可持续农业是以美国为核心的几个欧美国家于20世纪80年代提出的。可持续农业强调不能牺牲子孙后代的生存发展权益作为换取当今发展的代价，都要求兼顾经济、社会和生态效益。,5、可持续农业,现代集约持续农业是指在实现农业现代化过程中，通过调整和优化结构依靠科技投入来增加产出率，保持农业生态平衡逐步建立资源节约型、经营集约化、生产商品化的现代农业。,奶牛集约化养殖,6、现代集约持续农业,设施农业是指利用人工建造的农业设施，为种植业、养殖业及其农产品的贮藏保鲜等提供
8、良好的环境条件，获得速生、高产、优质、高效的农畜产品的农业形式。近年来，设施农业发展迅速，为农民致富和城市的“菜篮子”工程做出了重大贡献。,7、设施农业,综上所述，替代农业是一种低工业输入高生物输出的农业系统，主要针对现代农业高投入、高能耗的种种弊端，通过挖掘农业生态系统内部的自身循环和发展的潜力，尽可能减少工业产品的应用投入，实现对资源、环境的有序利用和保护的可持续发展农业。,小结,三、中国生态农业,在历史上中国曾以轮作复种、间作套种、用地养地相结合的精耕细作，创造了世界上“无与伦比的耕作方法”，受到西方国家的重视。,玉米套种马铃薯,1、中国生态农业的发展,中国生态农业是按照系统工程原理，根
9、据生态学、经济学和生态经济学等理论，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验，建立起具有较高的经济、生态和社会效益的现代化农业发展模式，是一个把农业生产、农村经济发展和保护环境，高效利用资源融为一体的新型综合农业体系。,2、中国生态农业主要特点,与西方国家倡导的强调低投入或绝对排斥使用化学品的生态农业不同。中国生态农业具有如下特点：（1）在生产上，在发扬传统农业技术优势的基础上注意吸收现代科学技术，发挥技术综合优势。（2）在生态系统构建上，按照生物之间的相互关系及食物链网络等，建立种、养、加一体化农业生产系统，循环性，稳定性较高，且可以产生较高的经济效益和环境效益。,2、中国生
10、态农业主要特点,（3）我国人多地少，资源相对紧缺，通过劳力与农业生态工程技术双重集约投入，在较小的生产规模上获得较多的产品，并通过循环再生利用及深度开发提高产品附加值。（4）在应用模式上，具有明显的区域性多样性。（5）在生产管理和发展上把农业可持续发展的战略目标农民脱贫致富结合。,2、中国生态农业主要特点,（1）重生产，轻市场。（2）重生产功能，轻生态功能。（3）重产量轻质量，缺乏统一的管理标准。（4）重系统内部结构的调整，轻部门之间的产业耦合。（5）重行政管理，轻市场激励与调节。（6）重模式，轻技术。（7）重生产实践，轻理论研究。,3、中国生态农业存在的主要问题,第二节 生态农业建设技术,中
11、国生态农业建设的原则生态农业建设的方法与步骤生态农业技术,一、中国生态农业建设的原则,统筹规划与分类指导相结合的原则自然资源可持续、高效利用的原则综合治理与效益并重的原则工程建设与管理并重的原则生态建设与经济发展相结合的原则,二、生态农业建设的方法与步骤,三、生态农业技术,与传统农业不同，生态农业从生态经济系统结构合理化入手，通过工程与生物措施强化生物资源的再生能力，使种群结构合理化、多样化，促进生态系统的物质良性循环，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济与生态效益同步发展。,三、生态农业技术,（一）缓解生态制约的生态农业技术,（1）集雨技术：在我国的干旱半干旱山区和塬区，人们创造了
12、许多实用的集雨技术，如土窖(窑)、大口井、坎儿井、蓄水塘和屋顶集水、修筑梯田、沟筑土坝、休闲晒垡、粮草轮作等雨水就地集蓄利用技术与措施，在雨水利用中曾发挥了巨大的作用。,1、缓解水分制约的生态农业技术,坎儿井原理示意图,（2）工程节水技术,（3）灌溉节水技术,地面灌溉技术改进,喷灌技术,微喷灌,微灌技术,滴灌技术原理示意图,发动机，控制器,滴灌管,覆膜灌溉技术,（4）管理节水技术,目前应用比较多的有保水剂、抗蒸腾剂、土壤改良剂等。保水剂主要为淀粉类合成物、纤维素类合成物和合成聚合物三种类型，保水能力强。土壤改良剂是用来促进土壤形成团粒，改良土壤结构，固定表土，保护耕层，抑制蒸发，防止水土流失的
13、高分子化合物总称。例如沥青乳剂BIT、聚丙烯酰胺等。植物抗蒸腾剂是指作用于植物叶表面，能降低蒸腾作用，减少水分散失的一类化学物质。可分为：代谢型抗蒸腾剂：作用于气孔保卫细胞，使气孔开度减少或关闭气孔，增大气孔蒸腾阻力，从而降低水分蒸腾量。如黄腐酸(FA)等。成膜型抗蒸腾剂：喷布于叶表面后形成一层很薄的膜，降低水分蒸腾。反射型抗蒸腾剂：这类物质能够反射部分太阳辐射能，从而降低叶片温度，减少蒸腾。,（5）化控节水技术,选育耐旱作物品种，是充分利用生物适应环境，以生物机能提高作物水分利用效率的重要途径。,（6）选育耐旱作物和节水品种,2、缓解水土流失的生态农业技术,（1）水土保持生态农业技术,退耕还
14、林还草是指在水土流失严重或粮食产量低而不稳定的坡耕地和沙化耕地，以及生态地位重要的耕地，退出粮食生产，植树或种草。,（2）退耕还林还草,退耕还林,退耕还草,（3）生态恢复与重建技术,（二）资源高效利用的生态农业技术,立体种养技术是指在单位土地面积上、一定的区域范围内或不同海拔高度的地形区内、根据各种植物、动物、微生物的特性和生长繁殖特点，充分利用时、空、光、热、水、土、气等自然资源，充分利用投入的物资、资金和人力，运用现代科学技术，把种植业、养殖业及相关的加工业科学结合起来，建立多物共生、多层次配置、多级生物循环利用转化的高产高效生产技术。,1、立体种养技术,棉花、越冬菜、西瓜、辣椒间套种麦套
15、棉、棉套瓜、棉前瓜后菜两茬间套种,（1）棉-瓜-菜立体高效种植模式及栽培技术（山东荷泽）,棉套瓜,(2)鱼-蟹-莲立体养殖技术（河南新郑）,莲体害虫,二龄自繁鲫鱼幼苗,粪便及有机物,粪便及有机物,浮游生物底栖动物有机碎屑,杂草,小麦，水草等人工饵料,循环农业技术主要通过物质多层次、多途径循环利用，实现生产与生态的良性循环，提高资源的利用效率，这是生态农业中最具代表性的技术手段。循环农业是中国未来农业的发展重要方向，在生态农业的基础上，形成一种融种、养、加、产、供、销、商、贸为一体的产业化链条。,2、循环农业技术,“乐丫”种、养、加结合型模式物质循环路径图,（三）减少使用农用化学品的生态农业技术
16、体系,1、减少化肥使用的养分供应技术,常规肥料升级 复合肥料 缓/控释肥料 生物肥料,（2）科学改良肥料,精确定量施肥技术 平衡施肥技术 灌溉施肥技术,（3）改进施肥方法,肥料注入,育种措施：随着分子生物技术水平的不断提高，筛选与定向培育养分高效作物的育种技术便有可能作为一种提高肥料利用效率的补充或替代性手段。工程措施：保护性耕作。采用适宜的耕作措施如缓冲带、生态沟渠等，避免破坏土壤物理特性；在适合耕种的土地上种植农作物，易流失的土地上发展牧草、林地，减少农田养分损失；施肥通常和播种同时进行，采用侧位、深位或侧深位施肥技术，加上秸秆还田，控制土壤侵蚀造成的养分损失，提高肥料利用率。农艺措施：根
17、据不同土壤、气候等条件，确定各种作物的最佳组合和轮作周期。利用不同作物吸收养分的特点，使土壤和肥料中的养分得到充分利用。对施肥方法（施肥时间及施肥空间）、施肥水平（施肥量及养分配比）进行优化。作物的营养临界期和最大效率期是作物吸收养分的两个关键时期，把握好这两个时期，确保肥料的最大效率和作物对养分的需求。合理的间混套作可提高养分利用效率，如蚕豆/玉米间作,（4）提高肥料利用效率,（1）建立立体农业，依据生物多样性原理抑制有害生物，模拟自然生态系统，选择多个作物类型实现立体种植，是生态农业的病虫害综合管理（IPM）的基本点。在时间上，轮作倒茬可阻断病害流行，切断病虫害的生活史；同时根据作物病虫害
18、发生规律调整播种移栽日期，也可以明显减轻病虫害为害程度。空间上，通过间混套作等栽培措施，建立不利于病虫害发生的环境条件。,2、减少使用农药的有害生物控制技术,（2）通过抗性育种，减少有害生物的爆发机会。如选用抗虫棉品种；选育抗小麦条锈病、秆锈病的品种；选育抗稻瘟病、白叶枯病的水稻品种等。,我国转基因抗虫棉推广应用情况,2、减少使用农药的有害生物控制技术,培育壮苗 合理施肥 合理修剪 改善作物生长条件,（3）通过栽培措施增强作物对有害生物的抗性,2、减少使用农药的有害生物控制技术,生物防治技术：物理防治技术化学防治技术,（4）有害生物的综合管理,2、减少使用农药的有害生物控制技术,黄色粘虫板,（
19、1）畜禽良种选育与繁育技术（2）饲料的生产与加工使用技术（3）畜禽的健康养殖与管理技术,小尾寒羊,3、减少激素与兽药依赖的技术体系,秸秆青储,（四）再生能源开发技术,（1）沼气发酵技术：微生物发酵产生可燃性气体。（2）太阳能利用技术：地膜覆盖、塑料大棚、太阳能加热等，都可有效地增强太阳光能的吸收利用，解决作物生长过程中的热量需求及生活用能。（3）风能、地热能、电磁能利用技术等。,第十一章 生态农业技术与模式,生态农业产生与发展历程生态农业建设的技术我国生态农业建设的技术与模式。,第一节 生态农业的产生与发展,一、现代农业的负效应二、国外“替代农业”三、中国生态农业,(1)现代农业中对土壤的人为
20、干扰程度加大，由土壤用养失调和植被的破坏造成水土流失、土壤退化与沙化、草原退化等。(2)长期的养分低投入、高 支出，造成土壤肥力明显下降。我国耕地质量较低，土壤退化导致了耕地质量的进一步下降。,一、现代农业的负效应（negative effect）,土壤沙漠化,1、土壤退化严重,2、水资源紧缺,现代农业生产耗水量高、利用效率低，导致灌溉水资源极端紧缺，限制了农业生产。,现代农业中，化肥、农药、除草剂等农业化学品的长期大量施用导致的地表水及地下水的污染已成为农业及环境科学家高度关注的问题。有害物质经食物链的富集作用后，威胁人畜健康。此外，害虫的抗药性不断增强，使得农药的有效使用量及质量分数不断加
21、大，造成的污染相应加重。,DDT,666,3、污染加剧,4、生产成本增加,(1)现代农业高投入大量的化肥、农药等辅助能，以高成本实现高产出，使投入产出效益下降。(2)种植作物的单一化导致农业生态系统的生物多样性下降，加大生态脆弱性，抵御自然灾害及病虫害能力下降，同时氮肥的超量施用导致作物抗逆性下降，易导致病虫害爆发。(3)化肥，农药的超量施用还导致作物营养成分的降低，农畜产品质量下降等。,综上所述，尽管目前现代农业仍然是发展中国家和地区农业生产发展的主导方向，但如何合理开发利用资源、避免现代农业带来的种种负面效应，是保证农业持久稳定发展的关键。,结论,1、有机农业,有机食品,国外的有机农业类似
22、我国早期的传统农业。是一种完全不用或基本不用化学品的农业生产体系。有机农业主张只依靠农业生态系统本身，通过实施间作套种和轮作复种，增施有机肥，来促进农作物的生长，提高农产品产量。它的含义是不破坏环境，维护地力使其不衰退，生产健康美味的食品。目前有机农业受到欧美、日本等国家及地方政府的鼓励。,二、国外“替代农业”,2、自然农业,自然农业主张尊重自然、顺应自然，尽可能减少人为对自然的干预。具体做法有：（1）不翻耕土地，依靠植物根系、土壤动物和微生物的活动对土壤进行自然疏松（2）用秸杆、人畜粪尿、绿肥等有机肥，而不使用化肥（3）绝对禁止农药、生物、物理等方法防治病虫害（4）不进行除草，采用轮作、作物
23、秸秆覆盖和以草压草等措施防除杂草或间歇淹水有效控制杂草生长。,3、生态农业（ecological agriculture）,英国学者瓦庭顿(M.K.Worthington)认为生态农业应具备以下几个条件：(1)必须是一个自我维持系统，一切副产品都需要再循环。(2)提倡使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术，保持土壤肥力。(3)生物群落多样性，种植业与畜牧业比例恰当，使系统能够稳定，自我维持。,(4)单位面积的净产量必须是高的。(5)为获得高产，农场规模应该是较小的。(6)经济上必须是可行的，目标是在没有政府补贴的情况下获得真正的经济效益。(7)农产品就地加工并直接供给消费者。(
24、8)在美学及伦理道德上必须为社会所接受。,3、生态农业（ecological agriculture）,目前，生态农业通常是指在保护、改善农业生态环境的前提下，遵循生态学、生态经济学规律，运用系统工程方法和现代科学技术，集约化经营的农业发展模式，是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。,3、生态农业（ecological agriculture）,生物农业是根据生物学原理建立的农业生产体系，靠各种生物学过程维持土壤肥力，使作物营养得到满足，并建立起有效的生物防治杂草和病虫害的体系。
25、其主要技术包括：(1)将腐烂的有机物作为土壤改良剂。(2)通过豆科作物自身固氮及粪肥合理使用调控农田养分平衡。(3)废弃物的再循环利用。(4)充分发挥各种生物，包括土壤中的生物如蚯蚓等的改土作用。,4、生物农业,可持续农业是以美国为核心的几个欧美国家于20世纪80年代提出的。可持续农业强调不能牺牲子孙后代的生存发展权益作为换取当今发展的代价，都要求兼顾经济、社会和生态效益。,5、可持续农业,现代集约持续农业是指在实现农业现代化过程中，通过调整和优化结构依靠科技投入来增加产出率，保持农业生态平衡逐步建立资源节约型、经营集约化、生产商品化的现代农业。,奶牛集约化养殖,6、现代集约持续农业,设施农业
26、是指利用人工建造的农业设施，为种植业、养殖业及其农产品的贮藏保鲜等提供良好的环境条件，获得速生、高产、优质、高效的农畜产品的农业形式。近年来，设施农业发展迅速，为农民致富和城市的“菜篮子”工程做出了重大贡献。,7、设施农业,综上所述，替代农业是一种低工业输入高生物输出的农业系统，主要针对现代农业高投入、高能耗的种种弊端，通过挖掘农业生态系统内部的自身循环和发展的潜力，尽可能减少工业产品的应用投入，实现对资源、环境的有序利用和保护的可持续发展农业。,小结,三、中国生态农业,在历史上中国曾以轮作复种、间作套种、用地养地相结合的精耕细作，创造了世界上“无与伦比的耕作方法”，受到西方国家的重视。,玉米
27、套种马铃薯,1、中国生态农业的发展,中国生态农业是按照系统工程原理，根据生态学、经济学和生态经济学等理论，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验，建立起具有较高的经济、生态和社会效益的现代化农业发展模式，是一个把农业生产、农村经济发展和保护环境，高效利用资源融为一体的新型综合农业体系。,2、中国生态农业主要特点,与西方国家倡导的强调低投入或绝对排斥使用化学品的生态农业不同。中国生态农业具有如下特点：（1）在生产上，在发扬传统农业技术优势的基础上注意吸收现代科学技术，发挥技术综合优势。（2）在生态系统构建上，按照生物之间的相互关系及食物链网络等，建立种、养、加一体化农业生产系统
28、，循环性，稳定性较高，且可以产生较高的经济效益和环境效益。,2、中国生态农业主要特点,（3）我国人多地少，资源相对紧缺，通过劳力与农业生态工程技术双重集约投入，在较小的生产规模上获得较多的产品，并通过循环再生利用及深度开发提高产品附加值。（4）在应用模式上，具有明显的区域性多样性。（5）在生产管理和发展上把农业可持续发展的战略目标农民脱贫致富结合。,2、中国生态农业主要特点,（1）重生产，轻市场。（2）重生产功能，轻生态功能。（3）重产量轻质量，缺乏统一的管理标准。（4）重系统内部结构的调整，轻部门之间的产业耦合。（5）重行政管理，轻市场激励与调节。（6）重模式，轻技术。（7）重生产实践，轻理
29、论研究。,3、中国生态农业存在的主要问题,第二节 生态农业建设技术,中国生态农业建设的原则生态农业建设的方法与步骤生态农业技术,一、中国生态农业建设的原则,统筹规划与分类指导相结合的原则自然资源可持续、高效利用的原则综合治理与效益并重的原则工程建设与管理并重的原则生态建设与经济发展相结合的原则,二、生态农业建设的方法与步骤,三、生态农业技术,与传统农业不同，生态农业从生态经济系统结构合理化入手，通过工程与生物措施强化生物资源的再生能力，使种群结构合理化、多样化，促进生态系统的物质良性循环，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济与生态效益同步发展。,三、生态农业技术,（一）缓解生态制约的
30、生态农业技术,（1）集雨技术：在我国的干旱半干旱山区和塬区，人们创造了许多实用的集雨技术，如土窖(窑)、大口井、坎儿井、蓄水塘和屋顶集水、修筑梯田、沟筑土坝、休闲晒垡、粮草轮作等雨水就地集蓄利用技术与措施。,1、缓解水分制约的生态农业技术,坎儿井原理示意图,（2）工程节水技术,（3）灌溉节水技术,地面灌溉技术改进,改进传统的地面灌溉全部湿润方式，进行隔沟(畦)交替灌溉或局部湿溜灌溉。可减少田间土壤蒸发，显著提高田间土壤水的利用效率，较好地改善作物根区土壤的通透性，兼具节水和增产双重特点。发展间歇灌溉改进放水方式。把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水，进行间歇灌(又称波涌灌)，在用相同水量灌水时，
31、间歇灌水流前进距离为连续灌的1-3倍。,喷灌技术,微喷灌,微灌技术,利用专门设备，将有压水流变成细小的水流和水滴，湿润作物根部附近土壤的灌水方式，是一种精确控制水量的局部灌溉方法。根据作物的需水要求，用管道把水送到每一棵植物的根部，使每一棵植物都得到需要的水量，减少了深层渗漏、地面径流和输水损失，并且可以通过微灌系统施肥施药，便于自动控制，省时省力。微灌技术主要包括滴灌技术、微喷灌技术和渗灌技术。,滴灌技术原理示意图,发动机，控制器,滴灌管,覆膜灌溉技术,（4）管理节水技术,保水剂土壤改良剂植物抗蒸腾剂 代谢型抗蒸腾剂 成膜型抗蒸腾剂 反射型抗蒸腾剂,（5）化控节水技术,选育耐旱作物品种，是充
32、分利用生物适应环境，以生物机能提高作物水分利用效率的重要途径。,（6）选育耐旱作物和节水品种,2、缓解水土流失的生态农业技术,（1）水土保持生态农业技术,退耕还林还草是指在水土流失严重或粮食产量低而不稳定的坡耕地和沙化耕地，以及生态地位重要的耕地，退出粮食生产，植树或种草。,（2）退耕还林还草,退耕还林,退耕还草,（3）生态恢复与重建技术,（二）资源高效利用的生态农业技术,立体种养技术是指在单位土地面积上、一定的区域范围内或不同海拔高度的地形区内、根据各种植物、动物、微生物的特性和生长繁殖特点，充分利用时、空、光、热、水、土、气等自然资源，充分利用投入的物资、资金和人力，运用现代科学技术，把种
33、植业、养殖业及相关的加工业科学结合起来，建立多物共生、多层次配置、多级生物循环利用转化的高产高效生产技术。,1、立体种养技术,棉花、越冬菜、西瓜、辣椒间套种麦套棉、棉套瓜、棉前瓜后菜两茬间套种,（1）棉-瓜-菜立体高效种植模式及栽培技术（山东荷泽）,棉套瓜,(2)鱼-蟹-莲立体养殖技术（河南新郑）,莲体害虫,二龄自繁鲫鱼幼苗,粪便及有机物,粪便及有机物,浮游生物底栖动物有机碎屑,杂草,小麦，水草等人工饵料,循环农业技术主要通过物质多层次、多途径循环利用，实现生产与生态的良性循环，提高资源的利用效率，这是生态农业中最具代表性的技术手段。循环农业是中国未来农业的发展重要方向，在生态农业的基础上，形
34、成一种融种、养、加、产、供、销、商、贸为一体的产业化链条。,2、循环农业技术,“乐丫”种、养、加结合型模式物质循环路径图,（三）减少使用农用化学品的生态农业技术体系,1、减少化肥使用的养分供应技术,绿肥：绿肥在供应养分、改良土壤及防止土壤侵蚀等方面起着独特的作用。秸秆：作物秸秆含有丰富的营养元素，秸秆还田是物质循环和再利用的重要途径。畜禽粪便：畜禽粪便既是肥料，无害化处理和综合利用是开辟动物型肥源的主要途径。,常规肥料升级 复合肥料 缓/控释肥料 生物肥料,（2）科学改良肥料,精确定量施肥技术 平衡施肥技术 灌溉施肥技术,（3）改进施肥方法,肥料注入,育种措施：随着分子生物技术水平的不断提高，
35、筛选与定向培育养分高效作物的育种技术便有可能作为一种提高肥料利用效率的补充或替代性手段。工程措施：保护性耕作。农艺措施：根据不同土壤、气候等条件，确定各种作物的最佳组合和轮作周期。利用不同作物吸收养分的特点，使土壤和肥料中的养分得到充分利用。对施肥方法（施肥时间及施肥空间）、施肥水平（施肥量及养分配比）进行优化。合理的间混套作可提高养分利用效率，如蚕豆/玉米间作,（4）提高肥料利用效率,（1）建立立体农业，依据生物多样性原理抑制有害生物，模拟自然生态系统，选择多个作物类型实现立体种植，是生态农业的病虫害综合管理（IPM）的基本点。在时间上，轮作倒茬可阻断病害流行，切断病虫害的生活史；同时根据作
36、物病虫害发生规律调整播种移栽日期，也可以明显减轻病虫害为害程度。空间上，通过间混套作等栽培措施，建立不利于病虫害发生的环境条件。,2、减少使用农药的有害生物控制技术,（2）通过抗性育种，减少有害生物的爆发机会。如选用抗虫棉品种；选育抗小麦条锈病、秆锈病的品种；选育抗稻瘟病、白叶枯病的水稻品种等。,我国转基因抗虫棉推广应用情况,2、减少使用农药的有害生物控制技术,培育壮苗 合理施肥 合理修剪 改善作物生长条件,（3）通过栽培措施增强作物对有害生物的抗性,2、减少使用农药的有害生物控制技术,生物防治技术：物理防治技术化学防治技术,（4）有害生物的综合管理,2、减少使用农药的有害生物控制技术,黄色粘
37、虫板,（1）畜禽良种选育与繁育技术（2）饲料的生产与加工使用技术（3）畜禽的健康养殖与管理技术,3、减少激素与兽药依赖的技术体系,（四）再生能源开发技术,（1）沼气发酵技术：微生物发酵产生可燃性气体。（2）太阳能利用技术：地膜覆盖、塑料大棚、太阳能加热等，都可有效地增强太阳光能的吸收利用，解决作物生长过程中的热量需求及生活用能。（3）风能、地热能、电磁能利用技术等。,第三节 生态农业模式,一、集水农业模式二、节水农业模式三、水土保持农业模式四、循环农业模式五、养分平衡的生态农业模式六、控制有害生物的生态农业模式七、生态农业模式的区域典型,在我国西北黄土高原的干旱半干旱山区和塬区创造了许多实用的
38、集雨技术，如土窖(窑)、大口井、坎儿井、蓄水塘和屋顶集水、修筑梯田、沟筑土坝、休闲晒垡、粮草轮作等。20 世纪80 年代以来，集雨技术发展迅速，开始大面积地集蓄雨水用于发展庭院经济和大田作物补灌。我国的甘肃、宁夏、陕西、山西和内蒙等省区，相继开展了雨洪利用集雨工程技术的研究。如甘肃省实施的“121”雨水集流工程，内蒙古实施的“112”集雨节灌工程等。,一、集水农业模式,甘肃“121”集水农业模式示意图,云南元阳“梯田”集水农业模式示意图,二、节水农业模式,1、水稻节水农业模式,翻耕节水。育秧节水。田间管理节水。免耕与稻草覆盖节水。耕作改制节水。,（1）水浇地免耕节水。（2）旱岗地深耕截雨蓄水。
39、（3）谷埝阶地中耕截雨蓄水（4）山坡修建水平沟、鱼鳞坑截留雨水模式。,2、旱作节水农业模式,三、水土保持农业模式,塬面水土保持模式塬坡水土保持模式,1、塬面水土保持模式,（1）修筑隔坡反坡梯田：修筑隔坡反坡梯田能够增加田面蓄水量，并使暴雨时过多的径流由梯田内侧的水窑蓄存或安全排走。（2）配置护坡、护埂植物。在梯田的地坎和中间的隔坡可栽植灌木和草本植物。（3）耕作措施。新垦土地必须深翻多肥，增加有机肥。如厩肥、沤肥、土杂肥、人畜粪肥等，以改变土坯结构，提高土坯保肥保水能力。,2、塬坡水土保持模式,黄土高原保持水土模式示意图,四、循环农业模式,近年来，我国各地因地制宜开展生态型循环农业模式的探索，
40、先后总结出南方“猪一沼一果”、北方“四位一体”、平原农区“粮饲一猪一沼一肥”、西北地区“五配套”等循环农业模式。,广西百色“种植-沼气-养殖+灯”农业生态循环模式,五、养分平衡的生态农业模式,1“粮豆”轮作（豆科作物还田）模式,大田作物秸轩、谷物糠麸、棉籽壳和甘蔗渣等用作培养食用菌的原料，而食用菌菌渣和菌床废弃物则作为大田作物的肥料,2“稻菇”综合利用模式,3“作物食用菌禽(畜)”循环模式,家禽(畜),食用菌,作物,粪便及有机物,秸秆，糠麸，棉籽壳和甘蔗渣等,栽培食用菌的下脚料,粪便及有机物,4以沼气为纽带的复合系统模式,（1）北方“四位一体”生态模式：,（2）南方“猪沼果”生态模式,以生态学
41、和生态经济学原理为指导，节约使用资源，减少能量输入，适当投入化肥、农药用量，多层次利用生物资源，做到废弃物资源化，物质循环再生，使农业不对环境产生污染，生产无公害产品。,六、控制有害生物的生态农业模式,1无公害农产品产业化生态农业模式,“间混套作”种植模式是指利用生物共存、互惠原理，在耕作制度上采用合理的间作混作套种的模式。作物间套和混植增加农田生态系统的稳定性，有效控制作物病虫害的流行。,玉米间作花生,2“间混套作”种植模式,通过引入一个新的环节或增大一个已有的环节，从而减少生产耗损，增加系统生产力。例如:“鸭稻共作”模式。,3引进减益环模式,“桑基鱼塘”模式,蚕,蚕沙,塘泥,思考题,1、什
42、么是生态农业？2、生态农业建设的原则是什么？3、简述中国生态农业的主要特点。4、简述中国生态农业存在的主要问题。5、举例说明建设生态农业的重要意义？6、节水农业技术措施有哪些?7、减少化肥依赖的技术措施有哪些?,第十一章 生态农业技术与模式,第三节 生态农业模式,一、集水农业模式二、节水农业模式三、水土保持农业模式四、循环农业模式五、养分平衡的生态农业模式六、控制有害生物的生态农业模式七、生态农业模式的区域典型,在我国西北黄土高原的干旱半干旱山区和塬区创造了许多实用的集雨技术，如土窖(窑)、大口井、坎儿井、蓄水塘和屋顶集水、修筑梯田、沟筑土坝、休闲晒垡、粮草轮作等。20 世纪80 年代以来，集
43、雨技术发展迅速，开始大面积地集蓄雨水用于发展庭院经济和大田作物补灌。我国的甘肃、宁夏、陕西、山西和内蒙等省区，相继开展了雨洪利用集雨工程技术的研究。如甘肃省实施的“121”雨水集流工程，内蒙古实施的“112”集雨节灌工程等。,一、集水农业模式,甘肃“121”集水农业模式示意图,云南元阳“梯田”集水农业模式示意图,二、节水农业模式,1、水稻节水农业模式,翻耕节水。育秧节水。田间管理节水。免耕与稻草覆盖节水。耕作改制节水。,（1）水浇地免耕节水。（2）旱岗地深耕截雨蓄水。（3）谷埝阶地中耕截雨蓄水（4）山坡修建水平沟、鱼鳞坑截留雨水模式。,2、旱作节水农业模式,三、水土保持农业模式,塬面水土保持模
44、式塬坡水土保持模式,1、塬面水土保持模式,（1）修筑隔坡反坡梯田：修筑隔坡反坡梯田能够增加田面蓄水量，并使暴雨时过多的径流由梯田内侧的水窑蓄存或安全排走。相邻两梯田之间隔一斜坡段，从斜坡段流失的水土可被截留于梯田，有利于农作物生长。（2）配置护坡、护埂植物。在梯田的地坎和中间的隔坡可栽植灌木和草本植物。（3）耕作措施。新垦土地必须深翻多肥，增加有机肥。如厩肥、沤肥、土杂肥、人畜粪肥等，以改变土坯结构，提高土坯保肥保水能力。,2、塬坡水土保持模式,黄土高原保持水土模式示意图,四、循环农业模式,近年来，我国各地因地制宜开展生态型循环农业模式的探索，先后总结出南方“猪一沼一果”、北方“四位一体”、平
45、原农区“粮饲一猪一沼一肥”、西北地区“五配套”等循环农业模式。,广西百色“种植-沼气-养殖+灯”农业生态循环模式,五、养分平衡的生态农业模式,1“粮豆”轮作（豆科作物还田）模式,该模式是将大田作物秸轩、谷物糠麸、棉籽壳和甘蔗渣等用作培养食用菌的原料，而食用菌菌渣和菌床废弃物则作为大田作物的肥料，并根据食用菌与作物生态互补互促关系采用大田套种或轮作的种植方法。采用间作的方法可以是菇粮间作、菇菜间作等。,2“稻菇”综合利用模式,3“作物食用菌禽(畜)”循环模式,家禽(畜),食用菌,作物,粪便及有机物,秸秆，糠麸，棉籽壳和甘蔗渣等,栽培食用菌的下脚料,粪便及有机物,4以沼气为纽带的复合系统模式,（1
46、）北方“四位一体”生态模式：,（2）南方“猪沼果”生态模式,以生态学和生态经济学原理为指导，节约使用资源，减少能量输入，适当投入化肥、农药用量，多层次利用生物资源，做到废弃物资源化，物质循环再生，使农业不对环境产生污染，生产无公害产品。,六、控制有害生物的生态农业模式,1无公害农产品产业化生态农业模式,“间混套作”种植模式是指利用生物共存、互惠原理，在耕作制度上采用合理的间作混作套种的模式。作物间套和混植防治病虫害已成为生物防治病虫害综合体系中的重要技术措施，能增加农田生态系统的稳定性，有效控制作物病虫害的流行。,玉米间作花生,2“间混套作”种植模式,通过引入一个新的环节或增大一个已有的环节，
47、从而减少生产耗损，增加系统生产力。例如，“鸭稻共作”模式是根据生态学原理，巧妙利用动物和植物之间的共生互利关系，以鸭子代替人工为水稻“防病、治虫、施肥、中耕、除草”等，同时以鸭子粪便作为有机肥料代替化肥的目的。,3引进减益环模式,七、生态农业模式的区域典型,林药间作模式:以林参间作最为著名。家庭生态农场模式湿地稻苇鱼生物循环模式,农林复合经营模式“四位一体”生态模式,沙地林草农复合经营模式节水灌溉模式,复合基塘系统模式林-胶-茶复合经营模式,蜡、桑、农复合经营模式稻田三熟复种模式,稻田复合种养模式水体生态农业模式丘陵山地牧草果菌沼模式,“桑基鱼塘”模式,蚕,蚕沙,塘泥,思考题,1、什么是生态农业？2、生态农业建设的原则是什么？3、简述中国生态农业的主要特点。4、简述中国生态农业存在的主要问题。5、举例说明建设生态农业的重要意义？6、节水农业技术措施有哪些?7、减少化肥依赖的技术措施有哪些?8、减少兽药依赖的技术措施有哪些?9、举例说明我国生态农业模式的区域特点。10、提高肥料利用率的措施有哪些？,
