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本研究利用长期田间定位试验，以冬小麦-夏玉米种植模式为研究对象，分别从生物多样性管理、堆肥方式和适宜品种筛选三个方面入手，探讨有机种植模式下作物高产的技术和方法，探讨一种既能保障有机生产模式下粮食产量继而增加农户现实经济效益，又能保护农田生态环境、改良土壤，保证粮食安全的综合生产技术体系，为有机作物高产攻关和推广示范提供理论依据，主要研究结果如下: 1、有机农场生物多样性管理对作物产量、土壤有机质和农场经济效益的影响 本试验长期对有机农场的生物多样性管理(BMOF)和常规化学农业(CF)的作物产量、土壤有机质和农场尺度经济效益进行观测和比较分析。经过9年的实践，BMOF处理冬小麦和夏玉米单位周年产量9年内提高了59％。从9年平均周年产量来看，BMOF处理比CF处理低59 kg hm-2。但剔除试验开始的前三年转换期产量数据，BMOF处理比CF处理高12％。BMOF模式自2010年开始周年产量稳定达到15 t hm-2左右，实现由低产田到吨粮田的转换。BMOF处理0-20 cm土壤有机质从2007年的0.7％增加到2015年的3.5％。2015年BMOF模式的农场净收益较2007年提高了9.6倍，2015年和2007年分别净收益为244，639美元和24，423美元。BMOF的单位面积净收益比CF高8倍。试验表明，BMOF模式可以实现作物高产并提高农场经济效益。 2、生物多样性管理对虫害防控和杂草控制的效果 BMOF分别通过生物+物理、秸秆覆盖+禽粮互作等方式实现了有机农业模式对虫害和杂草的有效控制。诱虫灯对蛾类和甲壳类害虫的群体控制具有明显的效果，年平均捕获量从2009年的33 kg降到2015年的2.6 kg，降幅达到92％;日捕获量从2009年的0.45 kg降到2015年的0.019 kg，降幅达到96％。秸秆覆盖显著降低了杂草的密度和生物量，八月份降低的杂草密度和生物量分别为78％和88％，十月份分别降低78％和18％。表明如果充分利用生态学原理，有机农业能够有效的控制虫害和草害并减少对环境的污染。 3、两种堆肥方式对土壤理化性质、作物产量和品质的影响 在常规纯牛粪堆肥(CM)基础上添加土、甲壳虫有机体、蟹壳粉、腐草和青草等物质(CMA)对土壤理化性质和作物产量与品质没有显著影响(P＞0.05)。CMA显著提高了冬小麦地上营养器官干物质的再转运对籽粒干物质的贡献率，从17.6％提高到59.0％，地上营养器官干物质转运效率从11.7％提高到34.0％。虽然两种堆肥方式对冬小麦和夏玉米的产量没有造成显著性差异，但是CMA处理仍然比CM处理的产量高，分别高出487.9和734.6 kg hm-2，冬小麦和夏玉米周年产量的差异达到1222.5 kg hm-2，而CMA处理的牛粪施用量比CM处理每公顷少10吨之多。对于有机肥较少的有机生产者，可以用更少的牛粪生产出更多的有机粮食，从这点出发，虽然在牛粪里加入我们特选的几种添加剂没有比常规牛粪堆肥的产量得到显著提高，这种堆肥方式仍不失为一种好的选择。但是从操作简便和节省用工角度来看，如果当地有机肥来源充足可以选择直接采用常规堆肥方式。 4、有机种植模式下不同冬小麦、夏玉米品种的生产力响应 在黄淮海地区有机模式下产量较高的冬小麦品种有:临麦2号、石家庄8号、汶农14、济麦22、豫麦58、山农20、丰川6号、邯郸00-7086和良星99;产量较高的夏玉米品种有:天泰33、郑单958、登海11、五岳97-1、登海605、鲁单818、农大108。有机种植模式下冬小麦的产量与旗叶叶绿素含量(R2=0.21，P=0.0049)、株高（R2=0.26，P=0.0015）、地上干物质(R2=0.81，P＜0.0001)、亩穗数(R2=0.38，P＜0.0001)和穗粒数(R2=0.30，P=0.0005)呈显著正相关关系;有机种植模式下夏玉米的产量与叶面积指数(R2=0.18，P=0.0107)、穗位叶叶绿素含量(R2=0.15，P=0.0190)、株高(R2=0.17，P=0.0132)、地上干物质(R2=0.89，P＜0.0001)、穗粒数(R2=0.60，P＜0.0001)和千粒重(R2=0.34，P=0.0002)呈显著正相关关系。因此，在黄淮海地区有机种植模式下冬小麦-夏玉米轮作体系的作物品种要尽量选用叶绿素含量高、株高高、地上干物质大和穗粒数多的品种。通过平均产量和稳定性表现两方面综合比较，我们初步确定供试材料中在有机种植模式下产量高且表现稳定的冬小麦品种是临麦2号、石家庄8号和汶农14，夏玉米品种是郑单958。 综上所述，充分利用生物多样性等生态学原理，通过添加生物多样性并进行有效管理、选择合适的堆肥措施、挑选适宜的作物品种，有机农业完全可以实现高产和稳产，并最终实现生态和经济的双赢。