出苗后第20天)和灌浆期，施磷使小麦的累积吸氮量显著地高于不施磷小麦，但到成熟期，这 种差异缩小，达不到显著水平。不同施磷水平对间作小麦和单作小麦的累积吸氮量并无明显影 响。 Ⅱ，大豆间作大豆与单作大豆地上部氮累积吸收量具有明显的差异。单作大豆在开花期前 (出苗后的40天时间内)氨累积速率很快，累积量约占最大累积量51.2%~54,9%：开花至成 熟的近100天中累积量为45.1%~48.8%：而间作大豆地上部氨累积在前期极为缓慢，在出苗 后的40天仅占最大紫积量的9.3%~15.3%：只有在小麦收获后，间作大豆氯紫积速率才明显 加快。小麦收获后至大豆成熟，植株累积的氮约占最大累积量的70%，绝对量接近或超过单作 的总吸收量。方差分析及多重比较表明，在大豆出苗后的99天内（结荚期以前），间作品著地降 低了大豆的吸氮量，间作大豆氮累积吸收量极显著地低于单作大豆：大豆鼓粒期至成熟期，两 者累积吸氮量的差异才逐渐缩小直至消失（图43） 250 p1a/ PMW P2s1w 150 :::::.m 10d 20 30 大豆出的天数天 50 0 0 图4-2.两个施磷水平间作小麦(单作小麦()累积吸氨量的差异 注：PM指 理为不睡 副处理为单作小麦) W指主处理为不能睛(P,),副处理为间作小麦(): PMm指主处理为施PO,75kg·hm子(P),别处理为单作小麦(W PsI重指主处理为施PO75kg·hm(P),副处理为间作小麦(I): P.IS ·PsM 20 40 50 图4-3.两个施磷水平间作大豆与单作大豆累积吸氨量差异 注：PMS指主处理 大豆s): 16
16 出苗后第 20 天)和灌浆期，施磷使小麦的累积吸氮量显著地高于不施磷小麦，但到成熟期，这 种差异缩小，达不到显著水平。不同施磷水平对间作小麦和单作小麦的累积吸氮量并无明显影 响。 Ⅱ.大豆 间作大豆与单作大豆地上部氮累积吸收量具有明显的差异。单作大豆在开花期前 (出苗后的 40 天时间内)氮累积速率很快，累积量约占最大累积量 51.2％～54.9％；开花至成 熟的近 100 天中累积量为 45.1％～48.8％；而间作大豆地上部氮累积在前期极为缓慢，在出苗 后的 40 天仅占最大累积量的 9.3％～15.3％；只有在小麦收获后，间作大豆氮累积速率才明显 加快，小麦收获后至大豆成熟，植株累积的氮约占最大累积量的 7O％，绝对量接近或超过单作 的总吸收量。方差分析及多重比较表明，在大豆出苗后的 99 天内(结荚期以前)，间作显著地降 低了大豆的吸氮量，间作大豆氮累积吸收量极显著地低于单作大豆；大豆鼓粒期至成熟期，两 者累积吸氮量的差异才逐渐缩小直至消失(图 4-3)。 图4-2.两个施磷水平间作小麦(IW) 单作小麦(MW)累积吸氮量的差异 注：P0MW 指主处理为不施磷(P0)，副处理为单作小麦(MW)； P0IW 指主处理为不施磷(P0)，副处理为间作小麦(IW)； P75MW 指主处理为施P2O575kg·hm-2 (P75)，副处理为单作小麦(MW) P75IW 指主处理为施P2O575kg·hm-2 (P75)，副处理为间作小麦(IW)； 图4-3.两个施磷水平间作大豆与单作大豆累积吸氮量差异 注：P0MS 指主处理为不施磷(P0)，副处理为单作大豆(MS)；
P,1S指主处理为不施磷（仰，），刷处理为间作大豆(S): PMS指主处理为施P0,75g·hm(P),副处理为单作大豆WS) PI5指主处理为施P,75kg·hm(B),副处理为间作大豆(1S) Ⅲ.氮营养竞争比率在两种作物共生期间，小麦对氮的竞争能力始终比大豆强。表现为小 麦生长处于优势地位，大豆处于不利地位。大豆出苗后的第20天，已经拔节的小麦对氮具有较 强的竞争能力，且随者小麦的进一步生长，竞争能力变得更强，开花时达到最大，随后则有所 降低（表43）。这个结果可以解释间作小麦和大豆吸收氮素与单作出现差异的实质。即两作物 共生期间，间作小麦吸氮量显著地高于单作小麦，间作大豆吸氮量显著地低于单作大豆，是由 于间作中小麦对氮的竞争能力明显地强于大豆的缘故。 表4-3.小麦相对于大豆的氮营养竟争比率 施磷水平 大豆出苗后的天数 20 42 61 不施磷 1.76 7.55 5.12 施75kg磷肥 1.19 507 3.92 (2)间作与单作养分利用效率的比较 「，生物学产量间作的养分利用效率（指单位养分吸收量所能生产的生物学产量或经济 学产量)是间作作物地上部生物学产量之和除以间作作物地上部某养分的总吸收量：单作加权平 均是单作按间作比例为权重加权平均的养分吸收效率。除处理P:间作磷利用效率高于单作5% 外，其余均表现为间作利用效率低于单作，可见，从生物学产量的角度衡量养分利用效率，间 作路低于单作或明显低于单作。值得注意的是，增施陵肥虽然大幅度提高了间作的氢钾吸收效 率（表4一4），但作物氮、钾的利用效率却明显下降。增施磷肥未降低间作作物磷的利用效率， 相反，还提高了5%。 表4一4大豆小麦收获时间作和单作系统中养分吸收量 养分 间作 处理 单作加权平均 间作养分吸收量的增减 (Ka/hm) (Kg九hm2 0% 不施磷 180.0 145.1 24 施75kg磷肥 206.1 148.5 39 不施磷 27.0 22.1 施75kg磷肥 25.8 24.5 6 不施磷 260.5 209.7 施75kg磷肥 351.3 213.9 Ⅱ.籽粒产量与生物学产量养分利用效率不同，间作作物籽粒养分利用效率有增有减。 不施磷肥，间作作物的氨、磷和钾利用效率比单作作物分别高5%、3%和5%。增施磷肥后 间作作物氮和钾利用效率均低于单作作物，分别降低8%和2%，磷的利用效率间作作物仍然 高于单作作物
17 P0IS 指主处理为不施磷(P0)，副处理为间作大豆(IS)； P75MS 指主处理为施P2O575kg·hm-2 (P75)，副处理为单作大豆(MS) P75IS 指主处理为施P2O575kg·hm-2 (P75)，副处理为间作大豆(IS)； Ⅲ.氮营养竞争比率 在两种作物共生期间，小麦对氮的竞争能力始终比大豆强。表现为小 麦生长处于优势地位，大豆处于不利地位。大豆出苗后的第 20 天，已经拔节的小麦对氮具有较 强的竞争能力，且随着小麦的进一步生长，竞争能力变得更强，开花时达到最大，随后则有所 降低(表 4-3)。这个结果可以解释间作小麦和大豆吸收氮素与单作出现差异的实质。即两作物 共生期间，间作小麦吸氮量显著地高于单作小麦，间作大豆吸氮量显著地低于单作大豆，是由 于间作中小麦对氮的竞争能力明显地强于大豆的缘故。 表4-3.小麦相对于大豆的氮营养竞争比率 施磷水平 大豆出苗后的天数 20 42 61 不施磷 1.76 7.55 5.12 施75kg磷肥 1.19 5.07 3.92 （2）间作与单作养分利用效率的比较 Ⅰ.生物学产量 间作的养分利用效率(指单位养分吸收量所能生产的生物学产量或经济 学产量)是间作作物地上部生物学产量之和除以间作作物地上部某养分的总吸收量；单作加权平 均是单作按间作比例为权重加权平均的养分吸收效率。除处理 P75 间作磷利用效率高于单作 5％ 外，其余均表现为间作利用效率低于单作，可见，从生物学产量的角度衡量养分利用效率，间 作略低于单作或明显低于单作。值得注意的是，增施磷肥虽然大幅度提高了间作的氮钾吸收效 率(表 4－4)，但作物氮、钾的利用效率却明显下降。增施磷肥未降低间作作物磷的利用效率， 相反，还提高了 5％ 。 表 4－4 大豆小麦收获时间作和单作系统中养分吸收量 养 分 处 理 间 作 (Kg/hm2 ) 单作加权平均 (Kg/hm2 ) 间作养分吸收量的增减 ％ N 不施磷 180.0 145.1 24 施 75kg 磷肥 206.1 148.5 39 P 不施磷 27.0 22.1 27 施 75kg 磷肥 25.8 24.5 6 K 不施磷 260.5 209.7 24 施 75kg 磷肥 351.3 213.9 64 Ⅱ.籽粒产量 与生物学产量养分利用效率不同，间作作物籽粒养分利用效率有增有减。 不施磷肥，间作作物的氮、磷和钾利用效率比单作作物分别高 5％、3％和 5％。增施磷肥后， 间作作物氮和钾利用效率均低于单作作物，分别降低 8％和 22％，磷的利用效率间作作物仍然 高于单作作物
Ⅲ.养分收获指数养分收获指数是指籽粒中养分的累积量占地上部养分总累积量的比 例，其比例的大小反映了作物生长后期养分由茎叶向籽粒转移的强度。与单作相比，间作小麦 的氮收获指数有所下降，而间作大豆的氮收获指数却是增加的。所以，以生物学产量为基础的 氮利用效率，间作低于单作，而以籽粒产量为基础的氮利用效率则有所不同：间作小麦和间作 大豆的磺收获指数保持不降低，甚至是增加的（表4-5）。钾的收获指数则是间作小麦低于单作 小麦，而间作大豆高于单作大豆。 表4一5.小麦大豆间作与单作条件下作物的养分收获指数 养分 小麦 大豆 处理 间作 单作 间作 单作 不施磺 0.75 0.79 0.51 0.48 施75kg磷肥 0.66 0.81 0.62 0.47 不施磷 0.83 0.79 0.63 0.63 施75kg磷肥 0.79 0.79 0.63 0.56 不施磷 0.11 0.12 0.26 0.17 K 施75kg磷肥 0.08 0.13 0.21 0.17 (3)间作优势 小麦/大豆间作有较为明显的间作优势，无论是籽粒产量还是生物学产量为基础计算的士 地当量比(L,ER)均大于1（表4-6、4-7），一但以籽粒产量的间作优势更为明显，籽粒产量的LER 明显地高于生物学产量。施P对间作优势影响不明显，但施P显著地增加了小麦的生物学产量， 对大豆产量影响不显著。 无论是小麦籽粒产量还是生物学产量，间作均显著地高于单作，说明这种间作中小麦是受 益者。相反，间作大豆的生物学产量（在当量面积上）显著地低于单作。而间作大豆的籽粒产量 显著地高于单作，很大程度上弥补了生物学产量下降所造成的损失 表4一6.小麦/大豆间作及单作的籽粒产量与土地当量比 小麦(k) 豆(kg) 土地当量比 单作间作单作 间作 不施硫 5759 7444 1470 1521 193 施75kg磷肥 6395 6790 1567 1809 1.26 表4一7.小麦/大豆间作及单作的生物学产量与土地当量比 小麦(kg) 大豆(kg) 土地当量比 单作 间作单作间作 不施陆 13586 16741 9420 7856 1.13 施75kg磷肥 15222 17578 9627 8482 1.09 (4)作物间作和单作时收获指数的差异 作物收获指数反映了作物生长后期干物质由茎叶向籽粒转移程度的大小，间作小麦的收获 18
18 Ⅲ.养分收获指数 养分收获指数是指籽粒中养分的累积量占地上部养分总累积量的比 例，其比例的大小反映了作物生长后期养分由茎叶向籽粒转移的强度。与单作相比，间作小麦 的氮收获指数有所下降，而间作大豆的氮收获指数却是增加的。所以，以生物学产量为基础的 氮利用效率，间作低于单作，而以籽粒产量为基础的氮利用效率则有所不同；间作小麦和间作 大豆的磷收获指数保持不降低，甚至是增加的(表 4-5)。钾的收获指数则是间作小麦低于单作 小麦，而间作大豆高于单作大豆。 表 4－5.小麦大豆间作与单作条件下作物的养分收获指数 养 分 处 理 小麦 大豆 间作 单作 间作 单作 N 不施磷 0.75 0.79 0.51 0.48 施 75kg 磷肥 0.66 0.81 0.62 0.47 P 不施磷 0.83 0.79 0.63 0.63 施 75kg 磷肥 0.79 0.79 0.63 0.56 K 不施磷 0.11 0.12 0.26 0.17 施 75kg 磷肥 0.08 0.13 0.21 0.17 （3）间作优势 小麦／大豆间作有较为明显的间作优势，无论是籽粒产量还是生物学产量为基础计算的土 地当量比(LER)均大于 1(表 4-6、4-7)，一但以籽粒产量的间作优势更为明显，籽粒产量的 LER 明显地高于生物学产量。施 P 对间作优势影响不明显，但施 P 显著地增加了小麦的生物学产量， 对大豆产量影响不显著。 无论是小麦籽粒产量还是生物学产量，间作均显著地高于单作，说明这种间作中小麦是受 益者。相反，间作大豆的生物学产量(在当量面积上)显著地低于单作．而间作大豆的籽粒产量 显著地高于单作，很大程度上弥补了生物学产量下降所造成的损失。 表 4－6.小麦/大豆间作及单作的籽粒产量与土地当量比 小麦(kg) 大豆(kg) 土地当量比 单作 间作 单作 间作 不施磷 5759 7444 1470 1521 1.23 施 75kg 磷肥 6395 6790 1567 1808 1.26 表 4－7.小麦/大豆间作及单作的生物学产量与土地当量比 小麦(kg) 大豆(kg) 土地当量比 单作 间作 单作 间作 不施磷 13586 16741 9420 7856 1.13 施 75kg 磷肥 15222 17578 9627 8482 1.09 （4）作物间作和单作时收获指数的差异 作物收获指数反映了作物生长后期干物质由茎叶向籽粒转移程度的大小，间作小麦的收获
指数显著地高于单作，即间作改善了作物生长后期干物质由茎叶向籽粒的转移，可能是由于间 作中通风透光条件的改善，有利于茎叶干物质向籽粒的转移。施P并未显著地影响小麦的收获 指数（表4-8）间作也明显地提高了大豆的收获指数，平均由0.16提高到0.20，差异达1%极显 著水平。此外，施P对大豆收获指数也有显著的促进作用。总之，间作中两种作物相对于单作 收获指数的增加，使得两种作物的籽粒产量的间作优势更为明显。 表4-8间作和单作作物的收获指数 小麦(kg) 大豆(kg) 处理 单作 间作 单作 间作 不施磷 0.4 0.4 0.16 0.19 施75kg磷肥 0.42 0.47 0.16 0.21 3.结论 小麦/大豆间作具有明显的间作优势，土地当量比为1.23~1.26。小麦为优势种，竞争力 强于大豆，具有明显的间作边行优势。小麦边行优势的1/3贡献来自于地下部。小麦收获后， 大豆生长具有恢复作用，认为这种恢复作用是间作优势的机制之一。间作相对于单作两种作物 的收获指数均有显著提高，收获指数的种间促进作用是间作优势的另一机制。 19
19 指数显著地高于单作，即间作改善了作物生长后期干物质由茎叶向籽粒的转移，可能是由于间 作中通风透光条件的改善，有利于茎叶干物质向籽粒的转移。施 P 并未显著地影响小麦的收获 指数(表 4-8)间作也明显地提高了大豆的收获指数，平均由 0.16 提高到 0.20，差异达 1％极显 著水平。此外，施 P 对大豆收获指数也有显著的促进作用。总之，间作中两种作物相对于单作 收获指数的增加，使得两种作物的籽粒产量的间作优势更为明显。 表 4-8.间作和单作作物的收获指数 处理 小麦(kg) 大豆(kg) 单作 间作 单作 间作 不施磷 0.42 0.44 0.16 0.19 施 75kg 磷肥 0.42 0.47 0.16 0.21 3．结论 小麦/大豆间作具有明显的间作优势，土地当量比为 1.23～1.26。小麦为优势种，竞争力 强于大豆，具有明显的间作边行优势。小麦边行优势的 1/3 贡献来自于地下部。小麦收获后， 大豆生长具有恢复作用，认为这种恢复作用是间作优势的机制之一。间作相对于单作两种作物 的收获指数均有显著提高，收获指数的种间促进作用是间作优势的另一机制
第三节农田生物防治生态工程 一、生物防治概况 (一)生物防治概念 生物防治(Biological contro)就是指利用害虫的天敌来防治害虫，包括害虫的寄生性、捕食 性生物和病原微生物。1919年，Smth正式提出“通过捕食性、寄生性天敌昆虫及病原菌的引 入增殖和散放来压制另一种害虫”的传统生物防治概念。DeBach(1948)从应用生态学观点出发 将其引申为“寄生性、捕食性天敌或病原菌使另一种生物的种群密度保持在比缺乏天敌时的平 均密度更低的水平上的应用”。该定义概括了生物防治学科应用的3个基本特征：()利用自然 界中不同生物种间的对抗作用（自然控制）：（②）天敌对有害生物种群的控制以密度方式起作用 (自然平衡)：（③）天敌的控制作用是连续的和自行持续的（自然调节）。 随者害虫防治技术的不断发展，生物防治的范畴也在不断的扩大，有人主张将利用生物或 生物产物防治害虫的理论和技术也归于害虫生物防治范畴之内。这样，害虫生物防治的概念可 概括为利用生物有机体或其天然产物控制害虫的科学(Price1975,Huffaker1971)。甚至认为凡 是建立在生物学基础上的任何非机械防治都叫生物防治（赵修复1982）。 近10年来，通过依靠基因工程技术扩大或增强天敌品系等新技术的发展，更为生防增添了 新内容。美国国家科学院1987年将生物防治的定义扩大为：“利用自然的或经过改造的生物、 基因或基因产物来减少有害生物的作用，使其有利于有益生物如作物、树木、动物和益虫及微 生物。”这使得广义的生物防治比传统生物防治的范畴更加广泛。 实际上目前国际生物防治研究与发展仍偏重于3大技术体系：()传统生物防治（引进天敌 控制外来害虫、天敌昆虫的增助、散放)：（②）本地天敌的保护与利用：（③）微生物农药的研制、 开发与商品化。 (二)生物防治的原理及意义 生物防治方法之所以逐渐受到人们的重视，主要是它与化学防治方法相比有许多独特的优 点： 1,提高农产品产量和质量 生物防治方法能有效的控制害虫，从而可以提高农产品的产量：同时可以避免农药污染， 确保人畜安全，提高农产品的质量。 2.避免农业害虫产生抗药性。 在多种害虫发生的情况下，采用化学农药进行防治时间一长，害虫便会产生抗药性。加大 用药量增加施药次数后，会出现苦虫越治越严重的恶性循环局面。生物防治既可有效地防治农 业害虫，铲除害虫发生的温床，还可有效地遏制滥用化学农药所形成的悲性循环。 3.保护自然天敌资源。 20
20 第三节 农田生物防治生态工程 一、生物防治概况 （一）生物防治概念 生物防治(Biological control)就是指利用害虫的天敌来防治害虫，包括害虫的寄生性、捕食 性生物和病原微生物。1919 年，Smith 正式提出“通过捕食性、寄生性天敌昆虫及病原菌的引 入增殖和散放来压制另一种害虫”的传统生物防治概念。DeBach(1948)从应用生态学观点出发 将其引申为“寄生性、捕食性天敌或病原菌使另一种生物的种群密度保持在比缺乏天敌时的平 均密度更低的水平上的应用”。该定义概括了生物防治学科应用的 3 个基本特征：(1)利用自然 界中不同生物种间的对抗作用(自然控制)；(2)天敌对有害生物种群的控制以密度方式起作用 (自然平衡)；(3)天敌的控制作用是连续的和自行持续的(自然调节)。 随着害虫防治技术的不断发展，生物防治的范畴也在不断的扩大，有人主张将利用生物或 生物产物防治害虫的理论和技术也归于害虫生物防治范畴之内。这样，害虫生物防治的概念可 概括为利用生物有机体或其天然产物控制害虫的科学(Price 1975，Huffaker 1971)。甚至认为凡 是建立在生物学基础上的任何非机械防治都叫生物防治(赵修复 1982)。 近 10 年来，通过依靠基因工程技术扩大或增强天敌品系等新技术的发展，更为生防增添了 新内容。美国国家科学院 1987 年将生物防治的定义扩大为：“利用自然的或经过改造的生物、 基因或基因产物来减少有害生物的作用，使其有利于有益生物如作物、树木、动物和益虫及微 生物。”这使得广义的生物防治比传统生物防治的范畴更加广泛。 实际上目前国际生物防治研究与发展仍偏重于 3 大技术体系：(1)传统生物防治(引进天敌 控制外来害虫、天敌昆虫的增助、散放)；(2)本地天敌的保护与利用；(3)微生物农药的研制、 开发与商品化。 （二）生物防治的原理及意义 生物防治方法之所以逐渐受到人们的重视，主要是它与化学防治方法相比有许多独特的优 点： 1．提高农产品产量和质量。 生物防治方法能有效的控制害虫，从而可以提高农产品的产量；同时可以避免农药污染， 确保人畜安全，提高农产品的质量。 2．避免农业害虫产生抗药性。 在多种害虫发生的情况下，采用化学农药进行防治时间一长，害虫便会产生抗药性。加大 用药量增加施药次数后，会出现害虫越治越严重的恶性循环局面。生物防治既可有效地防治农 业害虫，铲除害虫发生的温床，还可有效地遏制滥用化学农药所形成的恶性循环。 3．保护自然天敌资源