作物轮作与连作

轮作在替代农用化学品方面的作用独特，效果显著。由于现代农 业中农用化学品在高能耗、高成本、高污染等方面的负效应逐步
引起重视，轮作被认为是可持续农作技术中的重要内容。

轮作在病虫草害控制上仍确实有着化学农药无法替代的作用，特 别某些障碍性病虫草害，如大豆紫斑病、花生褐斑病及棉花枯黄 萎病等，即使应用最新型的农药也无济于事，但轮作效果明显
2、轮作周期

轮作实施一周所需要的年数，称为轮作周期。 轮作周期2～5年为短周期轮作，轮作周期6年以上为长周期轮作

轮作的制订
一、确定轮作的种类、数目和轮作面积；
二、确定每一轮作中适宜的作物和面积； 三、确定轮作周期的年限；
四、确定作物中作物轮换顺序。
轮作和换茬是保持和提高耕层土壤肥力的措 施之一，但是究竟轮作与肥力的关系如何？是否一 切轮作本身都能够保持和提高耕层土壤肥力？ 这是不一定的，决定于轮作周期中的作物组 成，以及相伴随的农业技术措施。关于轮作与肥力 的关系，在我国还没有长期的系统的试验资料，下
很多的长期实验表明轮作较连作增产，即使大
量施化肥轮作也有增产作用。
秸秆处理方式对轮作和肥力关系的影响
施肥量
轮作方式 秸杆 处理
含氮量（磅/英亩） 1955
2798 2552
化肥
玉米→小麦→苜蓿 玉米→小麦→苜蓿 150 150
厩肥
0 0
1956
2809 2673
增加
11 121
取走 还田
第二节 作物茬口特性及其应用
效益。
二、轮作在农业生产中的地位 1、在低投入传统农业阶段，轮作的主要作用
集中体现在地力培养上。

首先在养分供应上，传统农业施肥少，依靠轮作培养地力。依靠 禾豆轮作中豆科作物的生物固氮维持土壤氮素平衡；依靠谷类作 物和绿肥牧草残留的茎叶、根茬及施用有机肥等维持土壤中有机 质的平衡。“倒茬如上粪”、“要想庄稼好，三年两头倒”。
大豆连作与轮作得孢囊线虫和根瘤密度
前作 大豆 高粱 玉米 谷子 草木樨 向日葵
孢囊线虫 密度 (个/株) 根瘤数 (个/株) 单株干重 （g/株）
16.2 1.4
1.0
0.63 0.4
5.4 88.4
39.6 87.3 124.4 83.6 76.5
2.93 5.72 7.21
5.53 5.76
6.25
作物的秸秆、残茬、根系和落叶是补充土壤有机质和养分 的重要来源。禾本科作物秸秆量大、有机碳含量多，豆科

作物、油菜等落叶量大，含氮量高。进行禾、豆轮作，可
利用豆科作物的生物固氮维持土壤的氮素平衡，利用谷类 作物和绿肥牧草残留的茎叶、根茬维持和提高土壤有机质 平衡，增进土壤肥力。

作物轮作换茬还具有改善耕层理化性状的作用。密植作物的根系细密， 数量较多，分布均匀，土壤疏松结构良好； 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； 水旱轮作还有利于减轻土壤容重，增加土壤孔隙和通透性，促进氧化 反应，防止稻田土壤次生潜育化过程，消除土壤中有毒还原性物质的 积累，对改善稻田土壤理化性状有显著效果。
1915-1935 1935-1950
玉米→小麦→红三叶草 玉米→小麦→红三叶草
在化肥工业高度发达的今天，也应重视轮作。 如美国的玉米带长期的玉米轮作，加之耕作管 理不当，土壤侵蚀加重、病害严重，产量下降，迫 于这些原因，农场主不得不缩短玉米连作年限，实 行如玉米→玉米→燕麦或小麦→三叶草四年轮作或 玉米和大豆轮作。

通过实行作物轮作，更换病虫草害寄主，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虫害目的。

水旱轮作生态条件改变相当显著，防治病虫草害的 效果尤为突出。在水田阶段能使旱田病虫草害消失 或减少，转为旱田栽培时，可减轻水田病虫草害。



打断部分生态环境条件的连续性，扰乱原有 交替步骤和顺序，寄主、传播媒介，残存环 境等遭破坏。 土传病害：小麦全蚀病，棉花枯黄萎病，甘 薯黑斑病 虫害：蛴螬 杂草：麦稻两熟田的看麦娘，大豆的菟丝子， 稻田的稗草
0.2705 0.2092 0.1935
三年平均资料
茬口对土壤微生物的影响
茬口 收获时的土壤微生物（千万/克干土） 氨化细菌 根瘤菌
油菜 大麦
谷子
171.60 2.11
14.73
0.3277 0.3385
1.7562
4、有利于合理利用农业资源，提高经济效益

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，
道路 领主 牧场 森林 南区（春谷物） 割草地
小河
2、在高投入的现代农业阶段，轮作的上述作用 受到了削弱，生产中的地位下降
随着化肥的大量使用，改变了传统的培肥土壤肥力方式


杀菌剂、杀虫剂和除草剂等各种农药对付连作导致的病虫草害，
而且日益成为现代作物生产的主要手段

灌溉发展使农田水分调控变得容易
轮作地位下降，基本被连作所替代，成为过时的作物生产技术。
作物类别 禾谷类 籽用豆类 纤维类 油料类 块根块茎 氮 2.22 磷 1 钾 2.89 1.19 2.77 0.89 3.66 举例 小麦、水稻、玉米、 谷子、多穗高粱 大豆、花生 棉花、大麻 油菜 天才、马铃薯
4.26(1.42) 1 3.22 1.50 3.00 1 1 1

不同作物需水数量、时期和吸收能力也不相同。将水分适应
2、协调和均衡地利用土壤养分和水分

各种作物的生物学特性不同，从土壤中吸收养分的种类、
数量、时期和利用率也不相同。将营养生态位不同而又具
有互补作用的作物轮作，可以协调前、后茬作物养分供应 和均衡利用土壤养分

禾谷类：
油料：磷多
氮多
豆科：
氮多、磷多
纤维类：氮多
块根块茎类：氮多，钾多
不同作物养分吸收比例
性不同的作物轮作能充分而合理地利用全年自然降水和土壤 中贮存的水分，对农田高效用水有重要作用。

各种作物根系深度和发育程度不同，根系浅的主要吸收利用
土壤上层的养分和水分；根系深的可从深层土壤吸收养分和 水分。将不同根系特性的作物轮换，可全面地分层利用土壤 养分和水分。
茬口对耕层土壤水分含量的影响（%）
平均
19.70
19.25
19.25
22.52
22.20
17.10



对土壤中难溶性磷吸收能力： 小麦、玉米、棉花少 油菜、荞麦、燕麦多 对土壤中水分吸收能力： 水稻、玉米多 谷子、甘薯少 土壤中根系深度： 水稻、谷子、薯类浅 豆类、棉花深
3、改善土壤理化性状，调节和提高土壤肥力

在水土流失地区，有多年生牧草作物参加轮作，可增加土壤团粒结构， 有效地保持水土；在盐碱地区可降低土壤盐分含量。
茬口对耕层土壤养分含量的影响
茬
口
全氮含量 （%） 0.1907 0.1809
全磷含量 （%） 0.2758 0.1854
备
注
小 麦 大 豆
马铃薯 玉 米 谷 子
0.1933 0.1732 0.1649
第 一 年
小麦
玉米
大豆
第 二 年
玉米
大豆
小麦
第 三 年
大豆
小麦 定区式轮作
玉米
时间上的轮换：就是一块地上逐年轮换种 植不同作物； 空间上的轮换：就是同一作物每年在不同 的田块上种植。 两者紧密结合，时间轮换和空间的轮换顺 序是一致的。
水旱轮作

大麦－水稻－水稻－→马铃薯/玉米－水 稻－→大麦－水稻－水稻（一年三熟， 两年一轮）

草田轮作：将多年生牧草作物与大田作物进行轮换种植，恢复和提
高土壤肥力。在人少地多和畜牧业比重大的地区适用。

禾豆轮作：一年生豆科作物与禾谷类作物轮换种植。在我国旱作地 区运用的历史长、范围广。

水旱轮作：水稻（水田）与旱作物（旱田）交替种植的轮作类型。

复种轮作：二年三熟轮作、一年二熟轮作和一年三熟轮作。

玉米－玉米－→水稻－水稻－→玉米－ 玉米（一年两熟，两年一轮）
第一节 轮作倒茬的作用及其应用
一、轮作倒茬的作用 1、有效减轻农作物的病虫草害

农作物的病原菌一般都为专性寄生菌类，害虫也有一定的专食性
和寡食性，有些杂草也有其相应的伴生者和寄生者；如果连续种
植同种作物，通过土壤传播的病害必然会大量发生。
三、轮作的主要类型与方式
1、轮作类型

撩荒轮作：是原始轮作形式，采用耕种与撩荒相轮换，利用自然
植被恢复地力。在原始农业阶段和现在落后地区采用。

休闲轮作：在轮作中有一定比例的全年休闲，利用休闲蓄纳雨水， 熟化土壤，恢复地力，是一种生产水平较低的轮作制度。

换茬轮作：也叫倒茬，将不同作物进行轮换种植，包括禾谷类作 物之间的轮换，也包括禾谷类作物与豆科作物之间的轮换。
平均
0-10 16/4 10-20 20-30
22.42
19.10 17.20 19.80
19.25
18.80 19.25 19.70
16.65
19.85 19.10 18.80
22.07
21.05 22.15 24.35
30.6
19.85 20.65 26.10
17.63
15.55 16.55 19.60
+383 +568 -21 +227
玉米→燕麦→草木樨→玉米→小麦→草木樨
大豆干草和休闲 玉米连作
2325
2325 2325
2295
2340 1530
-30
+15 -795
苏联在生草灰化土开垦 50 年后，有机质变
化中发现，在该类土壤上，不施有机肥栽培大田
作物，即使在有三叶草轮作的情况下，50年来腐
调查日期 层次 （厘米） 0-10 26/3 10-20 20-30 茬 口
小麦
20.25 21.95 25.05
马铃薯
19.30 20.50 17.95
谷子
15.40 13.60 20.95
玉米
22.50 21.80 21.85
大豆
27.1 31.7 33.1
甜菜
16.90 16.90 18.25

其次在水分供应上，旱地农业通过轮作协调土壤水分平衡 使用。连续种植高耗水作物，土壤水分供应不够而减产， 需要进行换茬或休闲恢复地力。

第三在病虫草害控制上，由于缺乏化学农药，需要依靠轮 作的茬口替换减轻病虫草危害。
欧洲三圃制：冬谷物（小麦、黑麦）→春谷物（春小麦、燕麦）─→休闲
西区（冬谷类） 羊圈 房屋 房屋 领主 公共 牧场 收场 东区（休闲）
殖质也发生了损失。在包括中耕作物，三叶草和
全年休闲的轮作中，如果不采取施肥措施就不能
保证土壤有机质的平衡，50年后下降了24%。
在合理轮作的基础上，结合施肥措施，就 可以减少土壤中氮素和腐殖质的损失，达到平衡 甚至不断提高肥力水平。
施肥对轮作和土壤肥力的影响 施肥量 试验年代 轮作方式 含氮量增减 化肥（磅/ 厩肥（吨/英亩） （磅/英亩） 英亩） 200 150 6 0 568 -280
一、作物的茬口及茬口特性

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，它是作物轮作换茬的基本依据。

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
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大久保隆弘（《作物轮作技术与理论》）指出： “由于化肥工业 与农药生产的发展，造成对轮作的忽视，更加助长了对轮作体系 的破坏，其结果使土壤有机质含量下降，地力减退，作物产量低 而不稳”，因而要“探讨和认识轮作在现代农业中的地位，用新 的观点肯定轮作”。
3、在现代持续农业体系中，轮作作用重新 受到重视
面看一下国外的情况：
轮作与肥力关系
含氮量（磅/英亩） 轮作方式
1915
玉米→燕麦→苜蓿三年 玉米→小麦→红三叶草 玉米→玉米→玉米→小麦→红三叶草 玉米→燕麦→甜菜→草木樨→玉米→小麦→红三叶草 2325 2325 2325 2325
1936
2708 2893 2304 2552
1915-1936
既有利于充分利用土地和光、热、水等自然资源，又有利于合理均
衡地使用机具、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。

由于轮作具有培肥地力和减轻农作物病虫草害的作用，无须肥料、
农药、劳力等资源的过多投资，只需作物合理的轮换就可获得与连 作在高投入条件下相当的产量，降低了生产投资成本，提高了经济
相关概念

轮作：在同一田地上在不同年际之间有顺序地轮换种植不同种
类作物的种植方式。

倒茬：生产上把轮作中前茬作物与后茬作物的轮换，也称“换
茬”

连作：在同一田地上连续种植同种作物的种植方式。
单作轮作

小麦―→大豆―→玉米―→小麦（一年一 熟，三年一轮）
复种轮作



春玉米－→小麦－花生－→春玉米（两 年三熟，两年一轮） 小麦－水稻－→小麦－水稻―→蚕豆－ 水稻（一年两熟，三年一轮） 小麦－水稻―→大麦－棉花－→小麦－ 水稻（一年两熟，两年一轮）