轮作

科技工作者之家 2020-11-17

轮作是用地养地相结合的一种措施,不仅有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害,还能有效地改善土壤的理化性状,调节土壤肥力。最终达到增产增收的目的。

简介轮作(crop rotation)指在同一田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物或复种组合的种植方式。如一年一熟的大豆→小麦→玉米三年轮作,这是在年间进行的单一作物的轮作;在一年多熟条件下既有年间的轮作,也有年内的换茬,如南方的绿肥—水稻—水稻→油菜—水稻→小麦—水稻—水稻轮作,这种轮作有不同的复种方式组成,因此,也称为复种轮作。

轮作的命名决定于该轮作中的主要作物构成,被命名的作物群应占轮作区的1/3以上。常见的有禾谷类轮作、禾豆轮作、粮食和经济作物轮作,水旱轮作、草田轮作等。

发展中国沿革 中国早在西汉时就实行休闲轮作。北魏《齐民要术》中有“谷田必须岁易”、“麻欲得良田,不用故墟”、“凡谷田,绿豆、小豆底为上,麻、黍、故麻次之,芜菁、大豆为下”等记载,已指出了作物轮作的必要性,并记述了当时的轮作顺序。

长期以来中国旱地多采用以禾谷类为主或禾谷类作物、经济作物与豆类作物的轮换,或与绿肥作物的轮换,有的水稻田实行与旱作物轮换种植的水旱轮作。

欧洲欧洲各国在 8世纪以前盛行一年麦类、一年休闲的二圃式轮作。中世纪后发展三圃式轮作,即把地分为3区,每区按照冬谷类-→春谷类-→休闲的顺序轮换,3 区中每年有1区休闲、2区种冬、春谷类。

由于畜牧业的发展,18世纪开始推行草田轮作。如英国的诺尔福克式轮作制(又称四圃式轮作)把耕地分为4区,依次轮种红三叶草、小麦(或黑麦)、饲用芜菁或甜菜、二棱大麦(或加播红三叶草),4年为一个轮作周期。以后多种形式的大田作物和豆科牧草(或豆科与禾本科牧草混播)轮作,逐渐在欧洲、美洲和澳大利亚等地准行。

19世纪,J.von李比希提出植物矿质营养学说,认为需氮作物、需钾作物和需钙作物的轮换可均衡地利用土壤养分。

20世纪前期,苏联Β.Р.威廉斯认为多年生豆科与禾本科牧草混播,具有恢复土壤团粒结构、提高土壤肥力的作用,因此一年生作物与多年生混播牧草轮换的草田轮作,既可保证作物和牧草产量,又可不断恢复和提高地力。

作用作用 合理的轮作有很高的生态效益和经济效益:

防治病、虫、草害作物的许多病害如烟草的黑胫病、蚕豆根腐病、甜菜褐斑病、西瓜蔓割病等都通过土壤侵染。如将感病的寄主作物与非寄主作物实行轮作,便可消灭或减少这种病菌在土壤中的数量,减轻病害。对为害作物根部的线虫,轮种不感虫的作物后,可使其在土壤中的虫卵减少,减轻危害。

合理的轮作也是综合防除杂草的重要途径,因不同作物栽培过程中所运用的不同农业措施,对田间杂草有不同的抑制和防除作用。如密植的谷类作物,封垄后对一些杂草有抑制作用;玉米、棉花等中耕作物,中耕时有灭草作用。一些伴生或寄生性杂草如小麦田间的燕麦草、豆科作物田间的菟丝子,轮作后由于失去了伴生作物或寄主,能被消灭或抑制为害。水旱轮作可在旱种的情况下抑制,并在淹水情况下使一些旱生型杂草丧失发芽能力。

均衡利用土壤养分各种作物从土壤中吸收各种养分的数量和比例各不相同。如禾谷类作物对氮和硅的吸收量较多,而对钙的吸收量较少;豆科作物吸收大量的钙,而吸收硅的数量极少。因此两类作物轮换种植,可保证土壤养分的均衡利用,避免其片面消耗。

调节土壤肥力谷类作物和多年生牧草有庞大根群,可疏松土壤、改善土壤结构;绿肥作物和油料作物,可直接增加土壤有机质来源。

另外,轮种根系伸长深度不同的作物,深根作物可以利用由浅根作物溶脱而向下层移动的养分,并把深层土壤的养分吸收转移上来,残留在根系密集的耕作层。同时轮作可借根瘤菌的固氮作用,补充土壤氮素,如花生和大豆每亩可固氮6~8千克,多年生豆科牧草固氮的数量更多。

水旱轮作还可改变土壤的生态环境,增加水田土壤的非毛管孔隙,提高氧化还原电位,有利土壤通气和有机质分解,消除土壤中的有毒物质,防止土壤次生潜育化过程,并可促进土壤有益微生物的繁殖。

模式1、菌稻轮作模式稻菇轮作优质高效生产模式是在种植一季水稻后,再在水稻田上种植食用菌,然后将出完菇的菌棒作为肥料还田种植水稻的一种种植模式。

2、瓜菜轮作模式上半年种植西瓜,下半年种植豌豆尖、莴笋、白菜、番茄、辣椒等蔬菜。

3、玉米大豆轮作换茬玉米大豆是最理想的合作作伴,种植禾谷类作物对氮和硅的吸收量较多,而对钙的吸收量较少;豆科作物吸收大量的钙,而吸收硅的数量极少。玉米大豆轮作可保证土壤养分的均衡利用,避免其片面消耗。而且种植玉米和种植大豆的效益相当,玉米价格下滑,可以用大豆来弥补损失。

4、水稻藏红花轮作藏红花是一种珍贵的药材,市场需求大,价格高,是农民种植的一个好项目。种植藏红花对于土壤要求很高,种在旱地里病菌较多;种过水稻的田地,则病菌较少,能降低病害的发生。而且藏红花的种植时间是11月底,第二年的5月挖起来,这样正好适合种植水稻。

5、莴苣养虾轮作模式在养殖南美对白虾的池塘里养殖莴苣或者芹菜、莲藕等蔬菜。

试点方案农业部等十部委联合出台《探索实行耕地轮作休耕制度试点方案》。《方案》提出,在东北冷凉区、北方农牧交错区等地推广轮作500万亩(其中,内蒙古自治区100万亩、辽宁省50万亩、吉林省100万亩、黑龙江省250万亩)。1

轮作技术路径:推广“一主四辅”种植模式。“一主”:实行玉米与大豆轮作,发挥大豆根瘤固氮养地作用,提高土壤肥力,增加优质食用大豆供给。“四辅”:实行玉米与马铃薯等薯类轮作,改变重迎茬,减轻土传病虫害,改善土壤物理和养分结构;实行籽粒玉米与青贮玉米、苜蓿、草木樨、黑麦草、饲用油菜等饲草作物轮作,以养带种、以种促养,满足草食畜牧业发展需要;实行玉米与谷子、高粱、燕麦、红小豆等耐旱耐瘠薄的杂粮杂豆轮作,减少灌溉用水,满足多元化消费需求;实行玉米与花生、向日葵、油用牡丹等油料作物轮作,增加食用植物油供给。1

我国关于轮作的政策支持尽管我国粮食产量连年增长,但不可否认,我国农业发展方式较为粗放,农业资源过度开发、农业投入品过量使用、地下水超采以及农业内外源污染相互叠加等带来的一系列问题日益凸显,基于此,农业可持续发展面临重大挑战,加快转变农业发展方式,推进生态修复治理,促进农业可持续发展成为必然选择。

耕地的轮作休耕作为我国耕地保护众多手段中的重要组成部分,当前乃至将来或将发挥重要且积极的作用,至少,从制度本身而言,轮作与休耕是利用种植物本身特点对耕地土壤形成修复,同时兼顾了必要的农业生产需求,相较于土地撂荒乃至采取纯粹的土壤治理而言更具可操作性。

此外,通过轮作与休耕规模的不断扩大,我国提升土壤污染防治能力也将有所增加,可以说,耕地保护与自然资源环境的整体好转关系密切,随着一系列措施的推进落实,我国耕地也有望从数量、质量和生态三方面共同向好,继而实现耕地之于粮食生产的关键意义。

对于耕地保护与粮食生产而言,应该说,尽可能增加有效的耕地面积,是推进我国农业现代化、提高我国农业竞争力的基本手段。但应该予以强调的是,这一前提是以存量耕地的农业生产能力经由土壤修复等科学手段得以提升的,同时还必须辅以理顺土地管理体制,以及保护耕地与城镇化之间的关系,与此同时,必要的土地资源预警机制也必不可少,只有如此,才能在确保因地制宜增加耕地规模的同时,提升粮食产量。2

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学

科技工作者之家

科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。