耕作學本科試題及答案

耕作學本科試題及答案一、名詞解釋（每題3分，共30分）1.耕作學2.種植制度3.土地當量比4.復種指數5.輪作6.連作障礙7.套作8.保護性耕作9.茬口特性10.農作制參考答案1.耕作學是研究農作制度及其相關配套技術體系，實現土地用養結合、農田系統生產力持續提升與農業綠色可持續發展的綜合性應用學科，是農學學科的核心分支之一，核心研究范疇覆蓋農田作物布局、種植模式優化、土壤地力培育、農田生態調控四大領域，為區域農業生產制度設計提供理論與技術支撐。2.種植制度是指一個地區或生產單位的作物組成、空間配置、熟制與種植方式的綜合，是耕作制度體系的核心組成部分，直接決定農田的光能利用率、資源利用效率與產出水平，主要內容包含作物布局、復種、間混套作、輪作與連作四大模塊。3.土地當量比是衡量間混套作模式土地利用效率的核心指標，指同一農田中，間混套作模式下各作物的產量，與各作物單獨種植時對應產量的比值之和，當土地當量比大于1時，表明該種植模式的土地利用效率高于單作模式，小于1則表明間混作存在明顯的作物間負向競爭，土地利用效率不及單作。4.復種指數是反映耕地熟制利用程度的量化指標，計算公式為：全年作物收獲總面積/耕地核算總面積×100%，復種指數越高，表明單位耕地面積上全年的作物種植茬口數量越多，光溫水土資源的年度利用強度越大，我國全國耕地平均復種指數目前穩定在125%~130%區間，南方水熱條件優越區域復種指數最高可超過250%。5.輪作是指在同一田塊上，有順序地輪種不同類型作物，或輪換不同類型種植模式的種植方式，核心特征是作物種類的時空有序輪換，通過作物生態位差異實現減輕病蟲草害、均衡利用土壤養分、調節土壤理化性狀的目標，是傳統農田用養結合的核心農藝措施之一。6.連作障礙是指同一田塊連續多年種植同一作物，或同一科屬作物后，出現作物生長勢變弱、產量降低、品質下降、土傳病蟲害發病率顯著升高的負面現象，形成機制包含四大核心路徑：土壤特定養分的持續片面消耗、根系自毒物質的逐年累積、根際有害微生物群落的定向富集、土壤理化性狀的持續劣化。不同作物的連作障礙耐受程度差異極大，茄科作物、葫蘆科作物連作障礙最為突出，禾本科大宗糧食作物的連作耐受程度相對較高。7.套作是指在前季作物生長發育的后期，在其株行間播種或移栽后季作物的種植方式，核心優勢是通過作物共生期的資源重疊利用，延長單位農田的全年光合時間，充分銜接兩季作物的農時缺口，在不額外增加耕地面積的前提下提升全年作物收獲面積，是我國多熟制農區緩解熱量資源不足、提升復種指數的核心技術途徑。8.保護性耕作是以秸稈殘茬覆蓋地表、免少耕播種為核心的農田耕作技術體系，核心目標是減少土壤風蝕水蝕、培肥土壤有機質、降低農田耕作能耗，核心技術構成包含秸稈殘茬覆蓋技術、免少耕播種技術、雜草病蟲害的綠色防控技術、深松作業技術四大模塊，是當前我國東北黑土地保護、北方旱作農業提質增效的主推技術。9.茬口特性是指前茬作物收獲后，后續種植作物的農田地塊所表現出的對后茬作物生長發育產生不同影響的屬性，是前茬作物的養分利用特征、殘茬腐解特性、病蟲草害殘留情況、土壤理化性狀改造效應的綜合體現，是作物布局與輪作順序設計的核心參考依據。10.農作制是指一個農業區域內，自然條件、社會經濟條件、生產技術水平共同作用下形成的農業生產體系，是耕作制度的區域化集成表達，不僅包含農田耕作種植相關的技術環節，還覆蓋區域種養結合模式、農產品加工流通、農業資源投入產出關系等內容，具有鮮明的區域適應性和動態演變特征。二、填空題（每空1分，共20分）1.我國現行耕地保護的法定紅線為____億畝，截至2023年全國官方公布的耕地實有面積為____億畝。2.確定一個區域能否實現復種的首要自然條件是____，通常以大于等于____℃的活動積溫作為核心量化指標。3.我國耕作學界根據作物對連作的耐受差異，將作物劃分為三大類型，分別是____、耐短期連作作物、____。4.農田土壤耕作的兩大核心任務分別是____與____。5.黃淮海平原傳統冬小麥-夏玉米一年兩熟模式，要求區域大于等于10℃活動積溫達到____℃以上，該區域是我國____超采問題最為突出的農區。6.間混套作模式設計中，選擇作物搭配組合的核心互補原則為____互補、____互補、資源利用強度互補。7.傳統輪作體系中，公認的養地作物核心類群是____科作物，該類作物可通過根瘤菌固定空氣中的游離氮素，每公頃年固氮量最高可達____kg。8.我國東北黑土區當前主推的保護性耕作技術模式全稱是____技術模式，該模式要求農田地表秸稈覆蓋率不低于____%。9.耕作制度的兩大組成系統分別是____制度與____制度，二者是相互匹配、協同作用的有機整體。10.我國南方稻區常見的水旱輪作模式中，最典型的旱作茬口類型是____，該茬口可有效緩解長期淹水種植水稻導致的土壤____等障礙問題。參考答案1.18；19.182.熱量條件；103.忌連作作物；耐連作作物4.為作物播種發芽與生長發育創造良好的土壤環境；實現農田保水保土保肥5.4100；深層地下水6.生態位；生育期7.豆科；2258.梨樹；309.種植；養地10.旱作作物（或油菜、玉米）；還原物質累積（或次生潛育化）三、單項選擇題（每題1分，共10分）1.下列選項中，不屬于耕作制度核心研究范疇的內容是（）A.作物布局優化B.土壤地力培育C.畜禽品種選育D.農田生態調控2.下列作物中，連作障礙表現最為嚴重的是（）A.春小麥B.茄子C.玉米D.水稻3.當一個間作模式的土地當量比等于1.4時，代表該模式比單作模式的土地利用效率提升（）A.40%B.140%C.60%D.無法判斷4.我國熱帶區域（海南、西雙版納等）實現一年三熟制（水稻-水稻-甘薯）所需的大于等于10℃活動積溫最低閾值是（）A.4000℃B.5800℃C.8000℃D.10000℃5.下列耕作措施中，不屬于土壤基本耕作措施的是（）A.翻耕B.深松C.旋耕D.耙地6.保護性耕作體系中，能夠有效打破犁底層、加深土壤耕層深度的技術環節是（）A.秸稈覆蓋B.免耕播種C.年度間隔深松D.化學除草7.下列種植模式中，屬于套作類型的是（）A.小麥行間同時種植豌豆B.小麥收獲后直播夏玉米C.小麥收獲前7天在行間套播夏玉米D.玉米行間種植大豆8.我國南方紅壤丘陵區長期連作雙季稻最容易出現的土壤障礙問題是（）A.風蝕加劇B.次生潛育化C.有機質含量超過5%D.地下水位持續下降9.耕作學研究中，茬口評價的核心對象是（）A.前茬作物對后茬作物的影響B.后茬作物對前茬作物的影響C.作物對土壤的影響D.土壤對作物的影響10.下列措施中，無法有效緩解大田糧食作物連作障礙的是（）A.增施高濃度速效氮肥B.施用微生物菌肥C.采用秸稈還田培肥地力D.接入拮抗性根際微生物參考答案1.C2.B3.A4.C5.D6.C7.C8.B9.A10.A四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述耕作學的核心學科任務2.簡述輪作防控連作障礙的四大核心機制3.簡述免耕技術的主要優缺點4.簡述我國新時期構建綠色高產農作制的基本原則參考答案1.耕作學的核心學科任務可分為四個維度：第一，面向區域資源稟賦特征，構建適配的作物布局與種植制度體系，最大化利用區域光溫水土資源，提升耕地產出效率；第二，建立農田用地與養地相結合的技術體系，持續培育土壤地力，實現土壤生產力的代際均衡，避免耕地質量退化；第三，構建農田病蟲草害的綠色生態調控體系，減少化學農藥、化肥的不合理投入，降低農業面源污染排放；第四，適配不同區域農業發展的需求，集成配套種養結合、農作制多功能拓展的技術模式，實現農田生產、生態、生活功能的協同提升，支撐農業綠色可持續發展。2.輪作防控連作障礙的核心機制包含四點：第一，均衡利用土壤養分，不同作物的根系分布深度、養分吸收特征存在顯著差異，輪作可避免同一類養分被持續片面消耗，維持土壤養分的供給均衡；第二，消解根系自毒物質，不同作物根系分泌的自毒物質種類存在差異，輪作條件下前茬作物的自毒物質可被后茬作物分解利用或吸附固定，避免自毒物質累積產生毒害效應；第三，阻斷土傳病蟲害的傳播循環，多數土傳病原菌、專性雜草的宿主范圍有限，輪作條件下病原菌、害蟲、雜草種子無法獲得適宜的生存宿主，種群規模會逐年下降，實現自然控害效果；第四，改善根際微生物群落結構，不同作物的根際分泌物組分差異顯著，輪作可定向富集有益微生物種群，避免根際有害微生物的定向富集，維持根際微生態系統的穩定。3.免耕技術的優勢主要體現在五個方面：一是減少土壤耕作環節的能耗，降低農業生產成本，每畝可減少耕作成本30~60元；二是減少土壤風蝕水蝕，秸稈覆蓋條件下可降低農田揚塵量60%以上，減少坡面水土流失量50%以上；三是提升土壤蓄水保墑能力，秸稈覆蓋可減少土壤無效蒸發量30%左右，提升自然降水的利用效率；四是持續培肥土壤有機質，秸稈還田可每年提升表層土壤有機質含量0.05~0.1g/kg；五是有效緩解農業生產的農時緊張問題，免耕播種無需提前整地，可充分利用短間隙的農時窗口提升復種指數。免耕技術的缺點主要體現在三個方面：一是長期連續免耕容易在土壤表層形成犁底層，導致耕層深度變淺，作物根系下扎受阻；二是田間雜草防控難度提升，初期需要配套采用化學除草或者機械除草技術；三是秸稈殘茬覆蓋條件下，土壤溫度回升速度變慢，在高緯度冷涼區域可能導致作物苗期生長發育延遲。4.我國新時期構建綠色高產農作制需要遵循四個基本原則：第一，資源適配原則，種植制度的設計不能突破區域水熱資源的稟賦底線，嚴禁在地下水超采區域強制性擴大高耗水作物種植面積，避免資源承載過載；第二，用養結合原則，作物產出強度必須與地力培育的投入強度相匹配，確保土壤地力實現持續提升，避免耕地質量的不可逆退化；第三，生態優先原則，將農業面源污染防控、農田生物多樣性保護、黑土地等優質耕地資源保護作為農作制設計的核心約束條件，減少高污染、高消耗的不合理生產環節；第四，效益協同原則，兼顧農作制的生產效益、經濟效益與生態效益，在保障糧食安全產出的前提下，提升農業生產的綜合收益，調動農戶采用綠色農作制模式的積極性。五、論述題（共20分）論述當前我國黃淮海冬小麥-夏玉米一年兩熟主產區，針對地下水超采、耕地質量退化、周年光溫資源利用效率偏低三大突出問題，如何通過耕作制度的系統優化實現區域農業綠色可持續發展。參考答案黃淮海平原是我國最大的糧食主產區，冬小麥-夏玉米一年兩熟種植面積超過1.6億畝，糧食總產量占全國糧食總產量的35%左右，但是當前區域農業生產面臨三大核心約束：一是地下水超采總量每年超過150億立方米，部分區域深層地下水年下降速度超過1米，已經形成大面積的地下水漏斗區；二是耕地質量退化嚴重，土壤有機質平均含量僅為12g/kg左右，長期過量施用化肥導致土壤板結、面源污染問題突出；三是傳統種植模式下周年光溫資源匹配度偏低，小麥玉米兩茬的農期矛盾突出，常年存在晚收晚種導致的作物光溫資源浪費。針對上述問題，耕作制度優化可從四大維度系統推進：第一，優化種植制度結構，因地制宜推廣周年資源高效的節水型多熟種植模式。在地下水超采一級管控區，全面壓減冬小麥的種植面積，推廣“冬綠肥-夏玉米”一年一熟輪作模式、“春玉米-花生”兩年三熟輪作模式，減少冬小麥生長季的地下水灌溉消耗量；在地下水超采二級管控區，推廣冬小麥限量灌溉的“兩晚”種植模式，將冬小麥的播種時間從傳統的10月上旬推遲到10月中旬，夏玉米的收獲時間從傳統的9月下旬推遲到10月上旬，將兩季作物的周年生育期與自然降水節律高度匹配，可減少小麥季地下水灌溉量50立方米/畝以上，同時周年糧食產量還可提升10%左右。在水熱條件充足的南部區域，推廣“冬油菜-夏玉米”“冬馬鈴薯-夏玉米”的水旱輪作模式，既豐富種植制度多樣性，又提升農戶的綜合種植收益。第二，集成配套保護性耕作與秸稈還田一體化技術體系，持續培育耕地地力。全面推廣小麥秸稈粉碎覆蓋還田、玉米免耕播種的周年保護性耕作模式，每兩年配套一次間隔深松作業，打破長期旋耕形成的犁底層，將土壤耕層深度從傳統的15厘米提升到30厘米以上。該技術模式可全面避免傳統秸稈焚燒帶來的空氣污染問題，連續應用5年以上可將表層土壤有機質含量提升2g/kg以上，土壤蓄水保墑能力提升30%，農田土壤風蝕水蝕量降低60%，同時每畝耕作環節的生產成本可減少80~120元，實現節本增效培肥的多重目標。第三，構建輪作減害、綠色防控的病蟲草害管控體系。在縣域層面建立輪作分區制度，推行禾本科糧食作物與豆科作物、油料作物的有序輪作，輪作周期設置為3~5年，通過作物生態位差異定向調控根際微生物群落，將小麥根腐病、玉米莖腐病等土傳病蟲害的發病率降低40%以上，減少化學農藥的使用量30%。同時集成配套農田雜草的生態防控技術，利用秸稈殘茬的物理抑制作用抑制雜草出苗，減少農田除草劑的使用量，降低農業面源污染排放