轮作换茬的作用

4.
不同种植方式下杂草种子库的变化（魏守辉等，2005）
水稻-小 麦 杂草 种子 库密 度 玉米-小麦2年后 大豆-小麦2年后
Fra Baidu bibliotekCK
-27.16%
-44.44%
种子 库中 主要 杂草
陌上菜、 异 型 莎 草 、 菵 草 、 水 苋 菜 、 千 金 子 等
马唐、碎米莎草、 飘拂草的相对优势 度显著上升,鸭舌 草、水苋菜、菵草 的相对优势度显著 下降
连作的应用
连作的类型 单一连作: 小麦→小麦→小麦 → → 复种连作: 小麦-玉米→小麦-玉米→小麦 -玉米 → → （年内）换茬≠（年内）轮作
连作的应用
连作的技术措施 针对连作的弊端，根据不同作物对连作的反应。
在任何情况下，合理轮作总是有益的。
作物的茬口与茬口特性 －轮作换茬的基本依据
茬口：给予后季作物以种种影响的前季作物及其茬地的总 称。不同作物在轮作中所处的地位、对前作的要求和对后 作的影响表现为不同的茬口特性。休闲地是一种特殊的茬 口。 茬口特性：指种植某种作物后的土壤生产性能，是作物的 生物学特性与管理措施共同作用的结果。 茬口特性的评价：腾茬早晚、肥力状况、病虫草害及根系 分泌物的影响等。具有综合性和相对性。
减轻病虫草害 均衡利用土壤养分， 均衡利用土壤养分，调养地力 调节茬口季节
减轻病虫草害
防治病虫害： 主要是土传病害，无污染、低成本。 1. 换种非寄主作物，使土壤中的病原逐渐减少和消亡。合理轮作换 茬，可以使那些寄生性强、寄主植物种类单一及迁移能力小的病 虫因食物条件恶化和寄主的减少而大量死亡。腐生性不强的病原 物如马铃薯晚疫病菌等由于没有寄主植物而不能继续繁殖。 利用前作的根际微生物和根系分泌物抑制后作病害的发生，如甜 菜、胡萝卜、洋葱、大蒜等根系分泌物可抑制马铃薯晚疫病发生。 通过前后茬作物管理措施和田间环境条件（养分、水分、通气状 况）的剧烈变化而达到抑制和消灭病原的效果。
第三期 (年) 十字花科
1 2 3
豆类
十字花科
块根块茎类
豆類
十字花科
塊根莖類
十字花科
塊根莖類
豆类
十字花科
块根块茎类
豆類
块根块茎类
十字花科
豆类
轮作的作用
“倒茬如上粪”。“庄稼要想好，三年两头倒” 。 不同的生产技术水平、农业发展阶段，轮作的主要目的不同。 合理轮作有助于抑制杂草及病虫害，也有利于改善植物养分的供 给，防止土壤流失，降低水资源的污染，因此，作物轮作是可持续农 作制度的一项核心内容。
内陆降雨模式条件下,在澳大利亚维多利亚省Mallee的几种轮作方式中 小麦的水分消耗、产量和WUE ,依Griffiths和Walsgott(1987) 年轮作方式 小麦—苜蓿—休闲—小麦 小麦—小麦—小麦—小麦 羽扇豆—小麦—豌豆—小麦 葡萄—大麦—羽扇豆—小麦 小麦—苜蓿—羽扇豆—小麦 苜蓿—小麦—苜蓿—小麦 LSD (p < 0.05) 作物水分消耗 (mm) 262 247 272 257 256 234 不显著 产量 (t⋅ha-1) 2.13 0.87 1.74 1.79 1.84 1.62 0.31 WUEy (kg⋅ha-1⋅mm-1) 8.1 3.5 6.4 7.0 7.2 6.9
在有豆科作物轮作系统中，由于生物固氮作用，秸秆还田后氮的归 还率提高。除去从土壤中吸收的氮素，稻－稻－紫云英轮作中生物固氮 量占两季稻需氮量的26％，花生－油菜轮作中占油菜需氮量的150％。 红壤区不同轮作系统中作物的养分积累量（kg/ha） 轮作组合 稻－稻－油菜 作物 全部 秸秆 稻－稻－大麦 全部 秸秆 稻－稻－紫云英 早晚稻 紫云英 花生－油菜 花生 油菜 N 195.0 66.0 187.5 61.5 433.5 163.5 97.5 39.0 P 43.7 10.0 38.0 6.5 76.0 17.7 9.8 13.1 K 212.9 183.0 217.9 166.8 288.8 102.1 34.9 36.1
通泉草、马唐、鳢肠、飘拂草的相 对优势度显著上升.玉米-小麦轮作 种子库的物种多样性指数高于大豆小麦轮作和水稻-小麦轮作,玉米-小 麦与大豆-小麦轮作种子库的物种组 成相似性较高
调养地力
以田养田，生物养田。 1、利用豆科作物和红萍固氮，把用地和养地结合起来：植物秸秆对 土壤养分的归还率以钾为最高，其次是氮和磷。作物秸秆中的氮素 在秸秆C/N比小于35的情况下可以为当季作物利用，秸秆中磷素的当 季利用率也在10％以下，但是秸秆中的钾素大多为水溶性钾（高达 70％），可以有效补给当季作物的钾素供应。在有豆科作物轮作系 统中，由于生物固氮作用，秸秆还田后氮的归还率提高。 2、均衡利用土壤养分和水分：禾谷类作物对氮、磷、硅吸收较多， 对钙吸收较少，而豆科作物对钙、磷、氮吸收较多，对硅吸收较少； 3、改善土壤的物理化学特性和微生物状态。 ４、通过改变农田生态条件，改善土壤理化特性，增加生物多样性。 通过水旱轮作，使水田的土壤得以脱水产生干土效应。
连作的危害
有毒物质积累 Accumulation of toxic materials 作物生长过程中的根系和叶片的分泌物以及残体 腐解所产生的物质，有的对自身的生长有抑制作用。 如大豆根系分泌氨基酸较多，使土壤噬菌体增多，它 们分泌的噬菌素也随之增多，从而影响根瘤的形成和 固氮能力，这是大豆连作减产的重要原因之一。 此外，长期种植某一种作物，使得农田土壤长期 处于一种理化（如厌氧）条件下，也会发生有毒物质 （如还原性Fe、Mn等）的累积。
土壤养分偏耗 Depletion of specific soil nutrients 不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及 比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相 同。长期种植一种作物，因其根系总是停留在同一水 平上，该作物大量吸收某种特需营养元素后，就会造 成土壤养分的偏耗，使土壤营养元素失去平衡,不利 于继续种植同种作物。
调节作物茬口季节
将生育期不同、茬口季节早晚不同的作物轮换以及同种作 物熟期不同的品种搭配种植，有利于错开农忙季节，避免或缓 和劳力紧张,保证各项农事作业如期完成，使各种作物都处于最 佳的生长季节从而获得 高产高效。
连 作
Continuous Cropping 不同作物对连作的反应 Responses of different crops to continuous cropping 连作的危害与消除途径 Harms of continuous cropping and coping strategies 连作的应用 Application of continuous cropping
换茬 Crop change： ： 在同一块田地上一种作物收获以后换种另一种作物。 The practice of growing different crop after previous harvesting on a given acreage. 重茬：一种作物收获后接连种植同一种作物。 重茬：
2. 3.
4. 轮作可以促进土壤中对病原物有拮抗作用的微生物的活动，从而 抑制病原物的滋生。
减轻病虫草害
防除农田杂草： 1. 2. 3. 通过换种非寄主作物，使寄生性杂草（如大豆菟丝子）种子 发芽后找不到寄主而死亡； 利用前作的根系分泌物抑制后作杂草的发生，如小麦根系的 分泌物可以抑制茅草的生长。 换种不同类型的作物，使生态适应性或形态与作物相似的伴 生性杂草（如麦田野燕麦、毒麦，稻田的稗草，谷子地的狗 尾草等等）容易结合土壤耕作等田间管理措施而得以防除； 通过水旱轮作，使前后茬作物田间环境条件发生剧烈变化， 从而达到抑制和消灭杂草的效果。这一措施对防除多年生恶 性杂草效果非常好。
作物对连作的反应
1、忌连作的作物（间隔５年以上）： Flax, water melon, kenaf, cotton, etc.
作物对连作的反应
2、不宜连作的作物（间隔３－4年） ： Upland rice, tobacco, egg plant, cucumber, pea, beet, millet, etc.
各类作物的茬口特性
“糜子茬种青稞，连个鸡也养不活”。
禾谷类作物 cereals 豆类作物 legumes/pulses 纤维油料作物 fibre crops and oil crops 块根块茎类作物 tuber/root crops 绿肥牧草作物forages and green manures 休闲 Fallow 养地与耗地？ 养地与耗地？
作物对连作的反应
4、耐连作的作物
Paddy rice, wheats, maize, paddy field green manures, cotton, etc. 玉米褐斑病重病田应和其他作物轮作2-3年。 玉米褐斑病
连作的危害
土壤养分偏耗 有毒物质积累 土壤物理性质恶化 病虫草害加重
连作的危害
概
念
Concepts 轮作 Crop rotation： ： 在同一块田地上有顺序地轮换种植不同作物的种植方式。 The practice of growing different crop each successive season (year) on a given acreage in a planed sequence.
第六章 轮 作
CROP ROTATION
Contents 轮作换茬的作用 The role of crop rotation 连作 Continuous cropping 作物茬口与茬口特性 Chakou (previous crop with its stubble field) and the characteristics of Chakou
换茬式（不定区）轮作：作物组成、轮换顺序、年限 等都比较灵活。换茬的时限比较严格，但没有地块的轮 换。 定区轮作：将地块分作若干个轮作田区，每个轮作田 区按照预定的作物轮换顺序逐年轮作不同的作物。通常 要求年区相等，即完成一个轮作周期所需要的年限与轮 作田区数目相等。
第一期 (年) 豆類
第二期 (年) 塊根莖類
作物对连作的反应
3、耐短期连作的作物 （连作２年后间隔２－３年） ： Mungbean, soybean (in multi-cropping systems), fababean, peanut, sweet potato, potato, sesame, canola/rape, sugarcane, sunflower, pumpkin, onion, garlic, hemp, etc. 马铃薯连作会引起严重病虫害，宜实行合理 轮作。
连作危害的消除途径
化学方法 Chemical measures 更换品种 Changing cultivars 合理轮作 Crop rotation
连作的应用 Application of continuous cropping
连作的形成：必要性和可能性。 必要性：社会需要、资源条件、经济效益等。 必要性 可行性： 可行性 作物对连作的反应； 新技术（农药、化肥、品种等等）的采用。
例如： 例如：大豆重、迎茬 （１）病虫草害严重：迎茬地块的土壤中，危害大豆的病 菌多，害虫基数高，如大豆菌核病、灰斑病、孢囊线虫病、 大豆食心虫等；伴生杂草、寄生杂草感染严重，如伴生杂 草苍耳、寄生杂草菟丝子等都会因重迎茬而加重对大豆的 危害。 （2）根系分泌物的毒害作用：大豆根系分泌酸性物质， 与土壤反应形成有毒物质，如亚铁盐类，使根系发育不良， 根瘤数减少，固氮能力下降，植株生长受到抑制，导致减 产。 另外，由于根系分泌物和植株残体腐解物的影响，土 壤微生物种群数量上有很大变化，重茬大豆地镰刀菌占优 势，可侵染豆根，导致根腐病，影响大豆生育。
连作的危害
土壤物理性质恶化 Degradation of soil physical quality 由于耕作、施肥、灌溉等方式固定不变，会导 致土壤理化性质恶化，有机质分解缓慢，有益微生 物和数量减少。 如南方连作稻田的潜育化。
连作的危害
病虫草害加重 Aggravation of pests and weeds 每种作物都有一些寄生性的病虫或（和）伴生性 的杂草，如黄瓜的霜霉病、根腐病、跗线螨，番茄病 毒病、晚疫病，辣椒的青枯病、立枯病；大豆菟丝子 等。连作可使这些病虫草循环感染。