轮作与连作Word格式.docx

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随着生产水平的提高与市场经济的日益发展，一些原有的对轮作的认识正在改变中。

过去耕作学强调轮作忽视连作，强调正规定区轮作忽视换茬轮作，强调牧草、豆科作物在轮作中的地位忽视人工肥料对养分平衡的作用，强调轮作的生态效益忽视经济效益，因而造成里理论与生产实际的脱节，这种情况必须加以改变。

二、轮作换茬的作用

（一）轮作换茬的基本作用

作物生产中轮作换茬与否主要取决于前后茬作物的病虫草害和作物的茬口衔接关系，而茬口的衔接还与作物的用养关系、种收时间有关。

1.减轻农作物的病虫草害

作物的病原菌一般都有一定的寄主，害虫也有一定的专食性或寡食性，有些杂草也有其相应的伴生者或寄生者，它们是农田生态系统的组成部分，在土壤中都有一定的生活年限。

如果连续种植同种作物，通过土壤而传播的病害，如小麦全蚀病、棉花黄枯萎病、烟草黑胚病、谷于白发病、甘薯黑斑病必然会大量发生。

实行抗病作物与感病作物轮作，更换其寄主，改变其生态环境和食物链组成，使之不利于某些病虫的正常生长和繁衍，从而达到减轻农作物病害和提高产量的目的。

一些作物的伴生性杂草，如稻田里的稗草、麦田里的燕麦草、粟田里的狗尾草等，这些杂草与其相应作物的生活型相似，甚至形态也相似，很不易被消灭。

一些寄生性杂草，如大豆兔丝子、向日葵列当、瓜列当等连作后更易滋生蔓延，不易防除，而轮作则可有效地消灭之。

2.协调、改善和合理利用茬口

（1）协调不同茬口土壤养分水分的供应

各种作物的生物学特性不同，自土壤中吸收养分的种类、数量、时期和吸收利用率也不相同。

小麦等禾谷类作物与其它作物相比，对氮、磷和硅的吸收量较多；

豆科作物吸收大量的氮、磷和钙，但在吸收的氮素中，约40-60%是借助于根瘤菌固定空气中的氮，而土壤中氮的实际消耗量不大，而磷的消耗量却较大；

块根块茎类作物吸收钾的比例高，数量大，同时氮的消耗量也较大；

纤维和油料作物吸收氮磷皆多。

不同作物对土壤中难溶性磷的利用能力差异很大，小麦、玉米、棉花等的吸收利用能力弱，而油菜、养麦、燕麦等吸收能力较强。

如果连续栽培对土壤养分要求倾向相同的作物，必将造成某种养分被片面消耗后感到不足而导致减产。

因此，通过对吸收、利用营养元素能力不同而又具有互补作用的不同作物的合理轮作，可以协调前、后茬作物养分的供应，使作物均衡地利用土壤养分，充分发挥土壤肥力的生产潜力。

不同的作物需要水分的数量、时期和能力也不相同。

水稻、玉米和棉花等作物需水多，谷子、甘薯等耐旱能力较强。

对水分适应性不同的作物轮作换茬能充分而合理地利用全年自然降水和土壤中贮积的水分，在我国旱作雨养农业区轮作对于调节利用土壤水分，提高产量更具有重要意义。

如在西北旱农区，豌豆收获后土壤内贮存的水分较小麦地显著增多，使豌豆成为多种作物的好前作。

各种作物根系深度和发育程度不同。

水稻、谷子和薯类等浅根性作物，根系主要在土壤表层延展，主要吸收利用土层的养分和水分；

而大豆、棉花等深根性作物，则可从深层土壤吸收养分和水分。

所以不同根系特性的作物轮作茬口衔接合理，就可以全面地利用各层的养分和水分，协调作物问养分、水分的供需关系。

（2）改善土壤理化性状，调节土壤肥力 

各种作物的秸秆、残茬、根系和落叶等是补充土壤有机质和养分的重要来源。

但不同的作物补充供应的数量不同，质量也有区别。

如禾本科作物有机碳含量多，而豆科作物、油菜等落叶量大，豆科还能给土壤补充氮素。

有计划地进行禾、豆轮作，有利于调节土壤碳、氮平衡。

轮作还具有调节改善耕层物理状况的作用。

密植作物的根系细密，数量较多，分布比较均匀，土壤疏松结构良好。

玉米、高粱根茬大，易起坷拉。

深根性作物和多年生豆科牧草的根系对下层土壤有明显的疏松作用。

据山西省农科院调查，苜蓿地中的水稳性团粒比一般麦地增多20-30%。

土壤物理性质的改善，可使土壤肥力得以提高。

3.合理利用农业资源，经济有效地提高作物产量

根据作物的生理生态特性，在轮作中前后作物搭配，茬口衔接紧密，既有利于充分利用土地、自然降水和光、热等自然资源，又有利于合理使用机具、肥料、农药、灌溉用水以及资金等社会资源。

还能错开农忙季节，均衡投放劳畜力，做到不误农时和精细耕作。

合理轮作仍是经济有效提高产量的一项重要农业技术措施。

在澳大利亚的Kamala，羽扇豆在小麦轮作中的效果相当于施用氮肥80kg/ha，也就是说在小麦之后种小麦，需施氮肥80kg/ha，才能获得与羽扇豆茬小麦相等的产量。

这说明并不要特殊的投资或增加劳力，只是把作物合理换一换茬，就可以获得比连作更高的效益，国内外大量的生产实践和长期试验（美、英、俄、日等国均进行过连续十几年或几十年的轮、连作试验）结果，均给予了有力的证明。

（二）不同条件下轮作作用的特点

1.低投入的传统农业阶段

在低投入的少肥或无肥的传统农业阶段，轮作的主要作用集中体现在地力的培养上。

我国的农谚“倒茬如上粪”、“要想庄稼好，三年两头倒”就是对这一历史阶段轮作作用的生动描述。

它主要依靠轮作倒茬中安排的豆科作物的生物固氮等来维持土壤的氮素平衡；

依靠谷类作物和绿肥牧草残留下的茎叶、根茬及施用有机肥等维持土壤中有机质的平衡；

依靠不同作物生育期间所采取的农业技术措施及其根系生长特性等的差异进行合理的作物轮换，维护了土壤良好结构；

依靠轮作换茬和相应的栽培管理技术，有效地控制病虫草等有害生物的危害，避免了土壤肥力的损失，起到间接养地的作用。

2.高投入的现代农业阶段

在现代农业中，化肥、农药、除草剂的施用量大大增加，使轮作养地的基础作用受到削弱，但轮作防治病虫草害的作用却相应得到加强。

现代农业阶段，不可否认可以利用农药、除草剂来对付病虫草等有害生物，而且也是防治病虫草害的主要手段。

但是对某些障碍性病虫草害，特别是病害，即使应用最新型的农药也无济于事。

例如大豆紫斑病、花生褐斑病以及棉花枯黄萎病等，到目前为止，唯有作物轮作才能有效地控制这类病害，这是现代农业手段所不可代替的。

此外，采取合理的轮作，不但可以继续发挥豆科作物的固氮养地作用（尽管受到削弱）和减轻病虫草的危害，而且在一定程度上可减少制造化肥、农药的能量消耗。

（三）特殊轮作的作用与应用

1.水旱轮作（paddy一upland 

rotation）

是指在同一田地上有顺序地轮换种植水稻和旱作物的种植方式。

这种轮作对改善稻田的土壤理化性状，提高地力和肥效有特殊的意义。

例如，湖北省农业科学院（1979）以绿肥一双季稻多年连作为对照，冬季轮种麦、油菜、豆类的双季稻田土壤容重变轻，明显增加土壤非毛管孔隙，改善土壤通气条件，提高氧化还原电位，防止稻田土壤次生潜育化过程，消除土壤中有毒物质（Mn、Fe、H2S及盐分等），促进有益微生物活动，从而提高地力和施肥效果。

水旱轮作比一般轮作防治病虫草害效果尤为突出。

据日本九州农试站1975年的试验，油菜菌核病、烟草立枯病、小麦条斑病的病菌等，通过淹水23个月均能完全消灭。

水田改旱地种棉花，可以扼制枯黄萎病发生。

改棉地种水稻，水稻纹枯病大大减轻。

水旱轮作更容易防除杂草。

据观察，老稻田改旱地后，一些生长在水田里的杂草，如眼子菜、鸭舌草、瓜皮草、野荸荠、萍类、藻类等，因得不到充足的水分而死去；

相反，旱田改种水田后，香附子、巨卖、马唐、田旋花等旱地杂草，泡在水中则被淹死。

在稻田，特别是在连作稻区，应积极提倡水稻和旱作物的轮换种植，这是实现全面、持续、稳定增产的经济有效措施。

2.草田轮作（grassland 

rotation）　

是指在田地上轮换种植多年生牧草和大田作物的种植方式，欧美较多，我国甚少，主要分布在西北部分地区。

草田轮作的突出作用是能显著增加土壤有机质和氮素营养。

据资料介绍，生长第四年苜蓿每亩地（0-30cm）可残留根茬有机物840公斤，草木樨可残留50Okg，而豌豆、黑豆仅残留45kg左右。

苜蓿根部含氮量为2.03%，大豆为1.31%，而禾谷类作物不足l%。

可见，多年生牧草具有较强的丰富土壤氮素的能力。

多年生牧草在其强大根系的作用下，还能显著改善土壤物理性质。

据固原县农科所测定，种草木樨二年压青后，土壤水稳性团粒含量增加42%，容重降低0.28g/m3，空隙度增加34%。

在水土流失地区，多年生牧草可有效地保持水土，在盐碱地区可降低土壤盐分含量。

草田轮作有利于农牧结合，增产增收，提高经济效益。

该种轮作应在气候比较干旱、地多人少、耕作粗放、土地瘠薄的农区或半农半牧区应用。

（四）轮作与作物布局的关系

作物布局对轮作起着制约作用或决定性作用。

作物的种类、数量及每种作物相应的农田分布，直接决定轮作的类型与方式。

旱地作物占优势，以旱地作物轮作为主；

水稻和旱作物皆有，则实行水旱轮作；

城市、工矿郊区以蔬菜为主，实行蔬菜轮作。

作物种类多，轮作类型相对比较复杂，较易全面发挥轮作的效应。

另一方面，作物布局也要考虑轮作与连作的因素。

例如，在东北三江平原当大豆比例超过40-50%时，不可避免地要重茬或迎茬（隔年相遇），从而导致了大豆线虫病的加剧与产量的降低。

第二节 

连作

一、不同作物对连作的反应

实践证明，不同作物，不同品种，甚至是同一作物同一品种，在不同的气候、土壤及栽培条件下，对连作的反应是不同的。

1970年日本对连作的有害性作了一次全国性的调查，结果65种作物连作有害，以番茄、黄瓜、陆稻、豌豆、大豆、西瓜、白菜等较甚。

连作无害的有利种，以水稻、洋葱、甘薯、玉米、小麦、大麦、胡萝卜、南瓜为最多。

日本调查结果和我国作物对连作的反应基本一致。

按照作物对连作的反应敏感性差异，结合我国主要作物种类以及各地经验，可归纳成下列几种情况：

（一）忌连作的作物

忌连作作物基本上又可分为两种耐连作程度略有差异的亚类：

一类以茄科的马铃薯、烟草、番茄，胡芦科的西瓜及亚麻、甜菜等为典型代表，它们对连作反应最为敏感。

这类作物连作时，作物生长严重受阻，植株矮小，发育异常，减产严重，甚至绝收。

其忌连作的主要原因是，一些特殊病害和根系分泌物对作物有害。

据研究，甜菜忌连作是根结线虫病所致。

西瓜怕连作则被认为是根系分泌物——水杨酸抑制了西瓜根系的正常生长。

这类作物需要间隔五、六年以上方可再种。

另一类以禾本科的陆稻，豆科的豌豆、大豆、蚕豆、菜豆，麻类的大麻、黄麻，菊科的向日葵，茄科的辣椒等作物为代表，其对连作反应的敏感性仅次于上述极端类型。

一旦连作，生长发育受到抑制，造成较大幅度的减产。

这类作物的连作障碍多为病害所致。

陆稻（水稻旱种）连作减产的主要原因是轮线虫及镰刀菌数量增加所致。

这类作物宜间隔三、四年再种植。

（二）耐短期连作作物

甘薯、紫云英、苕子等作物，对连作反应的敏感性属于中等类型，生产上常根据需要对这些作物实行短期连作。

这类作物在连作二、三年受害较轻。

（三）耐连作作物

这类作物有水稻、甘蔗、玉米、麦类及棉花等作物。

它们在采取适当的农业技术措施的前提下耐连作程度较高。

其中又以水稻、棉花的耐连作程度最高。

1.水稻

水稻喜湿，可在较长期的淹水条件下正常生长。

这是因为水稻体内通气组织发达，氧气可从地上部源源不断地供给地下根部，使根际中的还原性有毒物质Fe、 

Mn等氧化使其毒性丧失，根系免遭其害。

其次，水稻与旱作物轮作，土壤处于不断的干湿交替之中，还原性有毒物质积累受阻，使作物受害不明显，也为长期连作创造了条件。

2.棉花

棉花根系发达，分布广而深，吸收土壤养分的范围宽，且较均匀。

在无枯黄萎病感染的情况下，只要施足化肥和有机肥，可长期连作而表现出高产稳产。

如棉区有的地块连作年限可长达一、二百年以上。

3.麦类、玉米

两者均为耗地的禾谷类作物，在种植过程中，土壤有机质和矿质养分下降迅速。

通过及时补足化肥和有机肥，在无障碍病害的情况下，长期连作产量较为稳定（表6-4）。

但若施肥不足，则连作产量锐减。

二、连作的危害与消除的途径

（一）连作的危害

合理的轮作可以增产，而不适当的连作不仅产量锐减，而且品质恶化。

导致这些连作受害的根本原因有：

1.化学原因

（1）营养物质的偏耗

同种作物连年种植于同一块田地上，由于作物的吸肥特性决定了该作物吸收矿质营养元素的种类、数量和比例是相对稳定的，而且对其中少数元素有特殊的偏好，吸收量大。

年年种植该种作物，势必造成土壤中这些元素的严重匮乏，造成土壤中养分比例的严重失调，作物生长发育受阻，产量下降。

土壤水分含量是土壤肥力因素的另一个重要因子。

某些吸水量多的作物连作，易造成土壤水分这一生态因子的恶化，使连作减产。

如甜菜、向日葵等，连作后的茬地土壤水分显得不足，影响后作的正常生长。

（2）有毒物质的积累

植物在正常的生长活动过程中不断地向周围环境分泌其特有的化学物质，这种分泌物有三种主要来源：

活根、功能叶片和作物残体腐解过程中所产生的特有产物。

这三部分的分泌物，对一些作物自身的生长发育具有强烈的抑制作用。

日本西尾道德（1976）从寄生于陆稻稻根上的棘壳孢霉菌上分离出一种粉红色有毒有机物，当这种物质浓度超过10ppm时，对陆稻产生毒害效应。

林武（1959）认为，大豆很系的分泌物对其自身根系的生长有着强烈的阻碍作用。

土壤中另一类有毒物质为还原性有毒物质，主要有Fe、Mn还原性物质及H2S有机酸等。

我国南方稻区，常年实行早晚季双季稻连作，还原性有毒物质积累加强。

这些有毒物质对水稻根系生长有明显的阻碍作用。

2.物理因素

某些作物连作或复种连作，会导致土壤物理性状显著恶化，不利于同种作物的继续生长。

如南方在长期推行双季连作稻的情况下，因为土壤淹水时间长，加上年年水耕，土壤大孔隙显著减少，容重增加，通气不良，土壤次生潜育化明显，严重影响了连作稻的正常生长。

3.生物因素

土壤生物学方面造成的作物连作障碍主要是伴生性和寄生性杂草危害加重，某些专一性病虫害蔓延加剧以及土壤微生物种群、土壤酶活性的变化等。

农田杂草危害作物，主要是与作物争夺养分、水分，争夺空间，恶化生态环境，与作物共生期间更为突出。

作物连作使伴生性和寄生性杂草对作物的危害累加效应突出，产量锐减，品质下降。

病虫害的蔓延加剧是连作减产的另一个生物因素。

小麦根腐病、玉米黑粉病、西瓜枯萎病等，在连作情况下都将显著加重，使作物严重减产。

连作减产的第三个生物原因是连作下土壤微生物的种群数量和土壤酶活性的强烈变化所引起的。

旱种水稻连作多年后，产量急剧下降，其重要原因是土壤中轮线虫和有关镰刀菌的种群密度陡增。

大豆、玉米、向日葵等作物连作使根际真菌增加，细菌减少，导致减产。

另外，大豆孢囊线虫的增加，使根瘤减少，这也是大豆连作减产的主要原因之一。

土壤酶在土壤中的数量不多，但作用甚大，它影响着土壤的供肥能力。

刘晓冰（1990）研究认为，随着大豆连作年限的增加，土壤甲磷酸酶、脲酶的生物活性显著降低，而且这两种关键酶活性与土壤中可提供的速效氮、磷养分之间有显著的相关性。

通过轮作可使这两种酶活性大大提高。

因此，连作通过对土壤酶活性的影响间接地影响到作物的产量。

（二）连作危害的消除途径

连作带来的连作障碍，即便是采用最先进的现代化手段也难以完全消除，但是可以采取一些技术措施有效地减轻连作弊端，使连作年限延长，耐连作程度低的转变为耐连作程度高的，不耐连作的作物也变成可耐某种程度的连作。

这些技术措施主要有：

1.化学技术

大多数禾谷类作物连作多年后，营养严重偏耗，有机质含量下降。

由此而产生和土壤养分不平衡现象，可以通过及时补施足量化肥和有机肥的办法加以有效地控制。

一些因病虫草害及土壤微生物区系变化等生物因素造成的连作障碍，可以用现代的植保技术予以缓解。

汪定维（1990）认为，水稻旱种的连作障碍主要是由土壤轮线虫引起，采用杀线虫的甲基异柳磷作土壤处理或呋喃丹种衣剂12号作拌种处理，可以明显减轻发病程度，并收到显著的增产效果。

2.品种更换

同一作物不同品种生物学特性不同，抗病虫品种比感病虫品种连作受害轻。

选用高产抗病虫品种进行有计划的轮换便可有效地避免某些病虫害的发生与蔓延。

不同品种的需肥特性也有一定程度的差异，品种轮换有利于维护土壤养分的平衡。

此外，任何有利于控制病虫蔓延和杂草滋生的各种农业技术措施都可缓解连作的

危害。

三、连作的应用

（一）连作应用的必要性

同一作物多年连作后常产生出许多不良的后果，但是，当前生产上许多作物运用连作依然相当普遍，这是由于：

1.社会需要决定连作 

有些作物，如粮、棉、糖等，是人类生活所必不可少的，国民经济需求量大，不实行连作便满足不了全社会对这些农产品的需求。

2.资源利用决定连作

我国各地资源优势不同，所适宜种植的优势作物也随之而异。

为了充分利用当地的优势资源，不可避免地出现最适宜作物的连作栽培。

如南方的水稻连作栽培，黄淮海平原的小麦、玉米复种连作栽培。

另外，有些地方因受到自然条件限制，只能种植某种作物，必须实行这种作物的多年连作。

如南方许多烂泥田、低洼田，因排水不良，只得年年栽培水稻或其它水生作物。

3.经济效益决定连作

有些不耐连作的作物，如烟草，由于种植的经济效益高，其种植相隔年限由原来的“四年两头种，变为“两年一种”甚至一年一种，如小麦-夏烟→小麦-夏烟，冬烟→双季稻。

棉花也是如此，在黄、枯萎病发生严重的棉田，本不能再种棉花，但由于种粮效益不高，种棉比种粮合算，因而继续实行棉花连作。

4.作物结构决定连作

在商品粮、棉、蔗基地，这些作物在轮作计划中占绝对比重，基地内作物种类必然出现单一化现象，从而必然导致这些商品性作物的多年连作或连作年限延长。

（二）连作应用的可能性

连作不仅是客观需要的，而且在生产实践上也存在着一定的可能性，例如，长春市农科院1987-1990年四年试验得出，因病虫害加剧的影响，玉米连作四年减产5.2%，但纯收益却比玉米→大豆→高粱→玉米四年轮作高出9.2%，耐人寻味的是，在未施任何有机肥料的情况下，玉米连作土壤有机质由2.1339%增加至2.2836%，并高出轮作区（2.3256%）。

如果能通过新技术的应用减少病虫害，则连作是可行的。

影响连作应用可能性的因素有：

1.作物耐连作特性允许连作 

前已述及，连作存在着多种多样的连作障碍，但不同作物对这些障碍的反应敏感性不同，有的表现极为敏感，有的表现为钝感，所表现出的连作减产幅度也有大有小，这是连作形式得以普遍存在的内在原因。

连作弊端少的作物可以适当连作。

对耐连作程度不高的作物，可在其主要连作障碍得以消除之后实行短期连作。

2.新技术推广应用允许连作 

这些技术包括物理、化学及农业上的一些相应措施。

（1）物理技术 

采用烧田熏土、蒸汽消毒、激光处理及高频电磁波辐射等进行土壤处理，杀死土壤病菌、虫卵及草籽，消灭土壤中的障碍性微生物，减少土壤毒质，可使连作受害减轻。

（2）化学技术 

采用先进的植保技术，以新型高效低毒的农药，除草剂进行土壤处理或茎秆叶片处理，可有效地减轻病虫草的为害。

应用乙醇、氨水、H202，洗涤土壤，消除土壤残留毒质；

依靠化肥工业的发展及我国施用有机肥的传统习惯，及时补充化肥和有机肥，保持土壤有机质和矿质养分的动态平衡。

（3）农业技术 

通过合理的水分管理，冲洗土壤毒质；

实行水旱轮作，改变农田生态环境，均可有效地防止多种连作障碍的出现。

选用抗病虫的高产良种，并实行有计划的品种轮换，也可缓解连作障碍的形成，使连作年限适当延长。

第三节　　茬 

口

茬口（previous 

crop 

withits 

stubble 

field）是作物轮作换茬的基本依据。

茬口是作物在轮连作中给予后作物以种种影响的前茬作物及其茬地的泛称。

一、茬口特性的形成

茬口特性是指栽培某一作物后的土壤生产性能，是在一定的气候、土壤条件下栽培作物本身的生物学特性及其措施对土壤共同作用的结果。

影响茬口特性形成的因素有三：

（一）时间因素

前作收获和后作播栽季节的早晚，是茬口的季节特性表现。

一般规律是，前茬收获早，其茬地有一定的休闲期，有充分的时间进行施肥整地，土壤熟化好，可给态养分丰富，对后作物影响好。

反之则差。

据在河南旱农区调查，夏闲地、夏高粱和夏甘薯茬播种冬小麦的时间依次变晚，小麦产量也依次降低，其亩产量分别为178公斤、137.5kg和81.5kg。

茬口的季节特性对后作物影响的时间较短，一般只影响一季后作物。

（二）生物因素

包括作物本身、病虫杂草和土壤微生物区系及活动等。

1.作物本身生物学特性对茬口特性的影响

某些作物收获后，茬地土壤中有机质和各种营养元素含量不同，因而表现出不同的茬口肥力特性。

例如豌豆茬有机质和有效肥力最高，后作物玉米产量也最高，豌豆茬玉米小区产量7公斤，而大麦茬玉米只有5.5公斤。

各种作物根系的形状、粗细、数量及其分布对茬地土壤的物理性状影响不同。

作物覆盖度的大小与土壤的湿度、温度、松紧度关系密切，形成所谓的“硬茬”与“软茬”、“冷茬”与“热茬”、“干茬”与“润茬”等。

作物根系和残体分解释放有毒的物质，对后作也产生不良影响。

小麦、大麦、燕麦和玉米残体的水提液表现的毒性影响只短期存在（Yankov，1984；

Guenzi，1976），而高粱的残体在实验室和田间试验中均表现较长期的有毒作用（Ruiz-sifre和Ries,1983），对后作影响较大，在低雨量年份，高粱后的高粱、鹰