第一章作物轮作

2、水旱轮作(paddy-upland rotation)
– 双季稻—→玉米—水稻 – 改善水稻土的理化性状： – 通气性，三相比，氧化还原电位提高，促进土壤微 生物 – 防止病虫草害，十分有效 – 小麦—水稻—→小麦/玉米—水稻
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第六章
间
套
作
3、草田轮作(grassland rotation)
耕作学 第六章 • 早茬，晚茬
– 大麦、小麦
间
套
作
• 硬茬，软茬
– 高粱、大豆
• 冷茬，热茬
– 化肥、有机肥，牛粪、羊粪
• 干茬，润茬
– 棉花、水稻
• 肥茬，瘦茬
– 豆科、禾本科
• 健康茬，病茬
– 玉米、瓜
• 好茬，坏茬
– 大豆？西瓜？小麦？
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间
套
作
三、茬口顺序与安排
• 根据作物重要性程度
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第六章
间
套
作
3、耐连作作物 • 禾本科：水稻，
– 通气组织发达，对土壤通气性要求较低， – 水稻与旱作物轮作，阻止土壤种还原性有毒 物质的积累
• 小麦，玉米
– 肥料充足，产量稳定 – 肥料不足，减产显著
• 棉花
– 根系发达养分吸收均衡 – 无病，足肥，连作百年以上
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套
作
小麦长期连作对产量的影响
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套
作
前作土壤微生物对后作的影响
玉米 玉米
向日葵
向日葵
大豆 +* + —** —**
草木樨
谷子 —** —** —** —**
高粱 —** —** —** —**
—** —* —** —**
—* —* + +
— +** —** —**
大豆
草木樨
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套
作
二、不同类型作物的茬口特性
第六章
间
套
作
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）
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间
套
作
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） • 玉米－玉米－→水稻－水稻－→玉米－ 玉米（一年两熟，两年一轮） • 仅考虑相连年度关系，年度间的变化。 将全年考虑为一个整体。 • 小麦—水稻―→小麦—水稻 X • 小麦－花生－→小麦－花生 X
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套
作
不同种植与水土流失
早熟禾草皮
玉米小麦三 小麦连作 叶草轮作
玉米连作 犁耕休闲
水土流失 径流率
径流失土率 侵蚀10cm 耗年
0.76 12.0 164 1711
6.23 13.8 1144 207
22.63 23.3 2476 56
44.19 29.4 3818 28
92.06 30.3 7758 13
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套
作
• 重茬 • 同一田块先后种植同一作物的作物接茬 （连接）方式。可指一年内，也可指年 度间。 • 小麦－水稻－水稻－→小麦－水稻－水 稻 • 换茬 重茬 连作 • 轮作与换茬，后者更普遍、更灵活。
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套
作
标准轮作时空动态示意图
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套
作
• 二、轮作换茬的作用 • 1、减轻病虫草害
作
– 面积大，轮不过来，稻、麦、棉
• 资源限制（优势）
– 水田，低洼田，新疆棉花
• 效益驱使（赚钱）
– 烟草、蔬菜、瓜果
• 国家计划（不得不）
– 国家大量收购，棉花，小麦，甜菜
• 技术保证（可以）
– 土壤消毒，嫁接，平衡施肥，水旱熟制连作
• 品种特性（不怕）
– 可以连作，水稻，玉米
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间
套
• 根系生长：
– 须根多，小麦、黑麦 – 松下层土壤，豆科牧草 – 大根、起土块，玉米、高粱
• 4、合理利用资源
– – – – 茬口搭配合理 利用光热资源 抓住季节 降低成本
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套
作
三、轮作换茬的应用
• 1、生产水平差异
– 低产田：倒茬，维持土壤氮素平衡、有机质平衡、 土壤结构改良、控制杂草、养地效果 – 高产田：高投入，连作，在防治病害方面有时仍需 轮作换茬
第六章
间
套
作
2、危害的消除
• 水肥管理
– 补充营养物质（玉米、锌） – 用养平衡（甘薯、有机肥）
• 品种更新
– 抗病，轮换品种（瓜、椒）
• 农药使用
– 除草、抗菌、杀虫（瓜、菜）
• 耕作方法
– 轮作，轮耕（棉花、瓜）
• 为什么用连作？
耕作学 第六章 间 套 3、连作的运用 • 大宗作物（社会必须）
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间
套
作
• 换茬 • 同一田块先后种植不同作物的作物接茬 （连接）方式。可指一年内，也可指年 度之间。 • 小麦―→大豆―→玉米―→小麦（一年 一熟，连年换茬，每季换茬） • 玉米－玉米－→水稻－水稻－→玉米－ 玉米（一年两熟，两年一轮，连年换茬， 年际换茬，年内不换茬） • 小麦－水稻－→小麦－水稻（一年两熟， 每季换茬，年际换茬，但不是轮作）
作
– 营养偏好、水分消耗（甜菜、向日葵，耗水厉害） – 有毒物质积累（大豆根系分泌物、西瓜，水稻连作 Fe, Mn, H2S）
• 物理因素
– 双季稻田，孔少，土重，不通气，次生潜育化
• 生物因素
– 害虫增加，地老虎，大豆孢囊线虫， – 病害加重，棉花、西瓜枯萎病， – 杂草危害，麦稻连作看麦娘
耕作学
耕作学
第六章
间
套
作
• • • • • • • •
连作（continuous cropping ） 同一田块连年种植相同的种植方式。 单作连作 小麦―→小麦―→小麦（一年一熟，连作） 复种连作 小麦－水稻－→小麦－水稻（一年两熟，连作） 小麦/棉花－→小麦/棉花（一年两熟，连作） 小麦/玉米－水稻－→小麦/玉米－水稻（一年 三熟，连作）
吉林农业大学农学系（耕作学）
第一章
轮作与连作
刘军
耕作学
第六章
间
套
作
第一节
轮作换茬的作用与运用
一、轮连作概念 轮作（crop rotation） 同一块田地，有序 地轮换种植不同的种植方式。 三种轮作：单作轮作、复种轮作、水旱轮 作 单作轮作 小麦―→大豆―→玉米―→小麦（一年一 熟，三年一轮）
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作
第三节 茬 口
一、茬口特性的形成
• 茬口：
– 作物在连续种植中，对后一季作物有影响的 前茬作物；种植地块的称呼。 – 小麦茬
• 前作是小麦，种小麦的田
– 麦茬稻，油茬稻？
• 麦后稻，油菜后稻
– 豆茬麦，玉米茬麦？
• 豆后麦，玉米后麦
– 下茬是棉花
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第六章
间
套
作
• 茬口特征：
– 对后一季作物而言，前季作物的影响。与气 候、土壤、栽培技术、作物生长特性等有关。
• 茬口特性的成因
– 时间因素：早茬、晚茬（影响季节、劳力、 产量、投入、效益、安全等） – 麦稻麦――麦稻稻麦 – 麦后棉――麦套棉 – 小麦茬玉米――大麦茬玉米
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–
– – – – – – – – –
第六章 间 套 作 生物因素：根系、病、虫、草、营养（影响 产量、连作、投入、效益、风险） 玉米稻――小麦稻（栽秧刺手） 黑麦――油菜（整地破垡难易） 大豆――甘薯（土地肥瘠） 水稻――玉米（土性冷暖） 通过微生物 禾本科――草多，不宜种谷子 红蜘蛛严重的田块，不宜种棉花、烟草 栽培技术因素： 灌溉，施肥，除草，中耕
– 优先安排粮食、棉花、主产作物与好茬口农田
• 突出病虫草害关系
– 换茬，抗病，中耕
• 按照用养结合原则
– 豆科、禾本科
• 考虑季节矛盾
– 减少矛盾，平衡稳产
• 坚持主体稳定
– 主体茬口，轮作制度，种植方式
• 多年生牧草——大田作物 • 欧美 • 四年生苜蓿每亩地残茬有机物840公斤， 草木樨500公斤 • 豌豆，45公斤 • 固原试验，草木樨两年后压青，土壤水 稳 性 团 粒 含 量 增 加 42% ， 容 重 降 低 0.28g/cm3, 孔隙度增加34%
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间
套
作
第二节 连 作
一、不同作物的连作反应 日本研究 番茄、黄瓜、陆稻、豌豆、大豆、西瓜、白菜等 65种作物连作有害 水稻、洋葱、甘薯、玉米、小麦、大麦、胡萝卜 等连作无害
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第六章
间
套
作
1、忌连作作物 • 茄科作物：马铃薯，烟草，番茄。 • 葫芦科作物：西瓜，水杨酸 • 甜菜，根际线虫病， • 亚麻 • 生长受阻，植株矮小，发育异常，减产 严重，甚者绝收 • 极为敏感，5－6年才能种植一次
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第六章
间
套
作
• 豆科作物，豌豆、大豆、蚕豆 • 麻类作物，黄麻、大麻 • 菊科作物，向日葵 • 茄科作物，辣椒 • 比较敏感，3－4年才能种植一次 2、耐短期连作作物 • 甘薯 • 苕子 • 紫云英 • 有一些反应，可连作2-3年
作
豆科： 氮多、磷多 纤维类：氮多
不同作物养分吸收比例
作物类别 禾谷类
籽用豆类 纤维类 油料类
氮 2.22
磷 1
钾 2.89
1.19 2.77 0.89
举例 小麦、水稻、玉米、 谷子、多穗高粱 大豆、花生
棉花、大麻 油菜
4.26(1.42) 1 3.22 1.50 1 1
块根块茎
3.00
1
3.66
天才、马铃薯
– 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，大豆的兔丝子， 稻田的稗草
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第六章
间
套
作
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
番茄 黄瓜 陆稻 豌豆 西瓜 白菜 大豆 茄子 花生 35 40 20 50 30 40 30 20 30 23:0 21:0 18:1 10:0 12:0 11:1 9:2 8:0 5:0 水稻 大麦 洋葱 小麦 玉米 甘薯 0:12 0:7 0:10 3:8 3:8 3:9 0 0 0 30 40 25
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第六章
间
套
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作
各种豆科作物的根冠比与含氮率
大豆 地上 干物质 地下 蛋白 （%） 地上 12.2 2.58 87.8
豌豆 85.5 14.5 2.70
白花草木樨
苜蓿 66.5 33.5 2.96
三叶草
73.5 26.5 2.41
66.5 33.5 2.70
地下
1.91
1.45
2.04
2.07
2.34
时期（年） 不施肥区
1-10 11-20 21-30 77 72 65
有机肥区
126 154 167
化肥区
162 182
31-40
41-50 51-60 61-70
47
57 55 49
129
172 176 158
140
173 174 169
71-80
41
122
123
耕作学 第六章 间 套 二、连作危害与消除途径 1、危害 • 化学因素
• 1、不同作物茬口类型 • 抗病作物，禾本科； 连作 • 易感病作物，茄科、豆科、十字花科、葫芦科 不连作 • 富碳耗氮作物，禾本科 • 富氮作物，豆科 • 半养地作物，棉花、油菜、芝麻 （落叶多） • 密植作物，小麦，芝麻 （保土） • 中耕作物，玉米，棉花 （流失） • 休闲茬，养地，浪费资源，合理利用
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第六章
间
套
作
• 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
耕作学
第六章
间
套
作
3、合理改善土壤肥力因素
• 有机质含量：
– 豆科、油菜、棉花，落叶多，氮多； – 禾本科，碳多
孢囊线虫密 度 16.2 1.4 1.0 0.63 0.4 (个/株) 根瘤数 39.6 87.3 124.4 83.6 76.5 (个/株) 单株干重 2.93 5.72 7.21 5.53 5.76 （g/株）
5.4
88.4
6.25
耕作学 第六章 间 套 2、全面协调利用土壤水肥
防止偏用，漏用，滥用 禾谷类： 氮多、磷多 油料：磷多 块根块茎类：氮多，钾多