[科普中國]-作物輪作

在同一塊田地上，有順序地在季節(jié)間或年間輪換種植不同的作物或復(fù)種組合的一種種植方式。輪作是用地養(yǎng)地相結(jié)合的一種生物學(xué)措施，中國早在西漢時就實行休閑輪作。

簡介輪作(crop rotation)指在同一田塊上有順序地在季節(jié)間和年度間輪換種植不同作物種植方式。如一年一熟的大豆→小麥→玉米三年輪作，這是在年間進行的單一作物的輪作;在一年多熟條件下既有年間的輪作，也有年內(nèi)的換茬，如南方的綠肥-水稻-水稻→油菜-水稻→小麥-水稻-水稻輪作，這種輪作有不同的復(fù)種方式組成，因此，也稱為復(fù)種輪作。

中國中國早在西漢時就實行休閑輪作。北魏《齊民要術(shù)》中有"谷田必須歲易"、"麻欲得良田，不用故墟"、"凡谷田，綠豆、小豆底為上，麻、黍、故麻次之，蕪菁、大豆為下"等記載，已指出了作物輪作的必要性，并記述了當(dāng)時的輪作順序。

長期以來中國旱地多采用以禾谷類為主或禾谷類作物、經(jīng)濟作物與豆類作物的輪換，或與綠肥作物的輪換，有的水稻田實行與旱作物輪換種植的水旱輪作。

歐洲歐洲各國在 8世紀以前盛行一年麥類、一年休閑的二圃式輪作。中世紀后發(fā)展三圃式輪作,即把地分為3區(qū)，每區(qū)按照冬谷類-→春谷類-→休閑的順序輪換，3 區(qū)中每年有1區(qū)休閑、2區(qū)種冬、春谷類。

由于畜牧業(yè)的發(fā)展，18世紀開始推行草田輪作。如英國的諾爾?？耸捷喿髦?又稱四圃式輪作)把耕地分為4區(qū),依次輪種紅三葉草、小麥(或黑麥)、飼用蕪菁或甜菜、二棱大麥(或加播紅三葉草),4年為一個輪作周期。以后多種形式的大田作物和豆科牧草(或豆科與禾本科牧草混播)輪作，逐漸在歐洲、美洲和澳大利亞等地準行。

19世紀,J.von李比希提出植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說，認為需氮作物、需鉀作物和需鈣作物的輪換可均衡地利用土壤養(yǎng)分。

20世紀前期，蘇聯(lián)Β.Р.威廉斯認為多年生豆科與禾本科牧草混播，具有恢復(fù)土壤團粒結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力的作用，因此一年生作物與多年生混播牧草輪換的草田輪作，既可保證作物和牧草產(chǎn)量，又可不斷恢復(fù)和提高地力。

作用防治病、蟲、草害作物的許多病害如煙草的黑脛病、蠶豆根腐病、甜菜褐斑病、西瓜蔓割病等都通過土壤侵染。如將感病的寄主作物與非寄主作物實行輪作，便可消滅或減少這種病菌在土壤中的數(shù)量，減輕病害。對為害作物根部的線蟲，輪種不感蟲的作物后，可使其在土壤中的蟲卵減少，減輕危害。

合理的輪作也是綜合防除雜草的重要途徑，因不同作物栽培過程中所運用的不同農(nóng)業(yè)措施，對田間雜草有不同的抑制和防除作用。如密植的谷類作物，封壟后對一些雜草有抑制作用;玉米、棉花等中耕作物，中耕時有滅草作用。一些伴生或寄生性雜草如小麥田間的燕麥草、豆科作物田間的菟絲子，輪作后由于失去了伴生作物或寄主，能被消滅或抑制為害。水旱輪作可在旱種的情況下抑制，并在淹水情況下使一些旱生型雜草喪失發(fā)芽能力。

均衡利用土壤養(yǎng)分各種作物從土壤中吸收各種養(yǎng)分的數(shù)量和比例各不相同。如禾谷類作物對氮和硅的吸收量較多，而對鈣的吸收量較少;豆科作物吸收大量的鈣，而吸收硅的數(shù)量極少。因此兩類作物輪換種植，可保證土壤養(yǎng)分的均衡利用，避免其片面消耗。

調(diào)節(jié)土壤肥力谷類作物和多年生牧草有龐大根群，可疏松土壤、改善土壤結(jié)構(gòu);綠肥作物和油料作物，可直接增加土壤有機質(zhì)來源。

另外，輪種根系伸長深度不同的作物，深根作物可以利用由淺根作物溶脫而向下層移動的養(yǎng)分，并把深層土壤的養(yǎng)分吸收轉(zhuǎn)移上來，殘留在根系密集的耕作層。同時輪作可借根瘤菌的固氮作用，補充土壤氮素，如花生和大豆每畝可固氮6~8千克，多年生豆科牧草固氮的數(shù)量更多。

水旱輪作還可改變土壤的生態(tài)環(huán)境，增加水田土壤的非毛管孔隙，提高氧化還原電位，有利土壤通氣和有機質(zhì)分解，消除土壤中的有毒物質(zhì)，防止土壤次生潛育化過程，并可促進土壤有益微生物的繁殖。

原則肥茬與瘦茬輪作麥類、谷類、玉米等糧食作物以及棉、麻、煙等經(jīng)濟作物吸收的養(yǎng)分較多, 地力消耗大, 種植這些作物的地塊叫做瘦茬或白茬; 各種豆類和綠肥作物, 既能固定空氣中氮素, 又能吸收利用土壤中的難溶性磷素和鉀素, 種植這類作物的地塊叫做肥茬或油茬。肥茬與瘦茬輪作, 可以實現(xiàn)用地與養(yǎng)地結(jié)合1。

冷茬與熱茬輪作種植紅薯、甜菜、水稻和瓜類作物的地塊, 由于植株蔭蔽, 土壤冷涼, 叫做冷茬; 種植麥類、谷類、土豆、煙草、大麻等作物的地塊,土壤溫暖發(fā)暄, 叫做熱茬。冷茬與熱茬輪作, 有利于提高作物產(chǎn)量。

硬茬與軟茬輪作種植高粱、谷子、向日葵等作物的地塊, 土口緊、板結(jié), 耕種時起硬堡塊, 叫做硬茬; 種植豆類、麥類、土豆等作物的地塊, 土口松,易耕作, 叫做軟茬。硬茬與軟茬輪作, 可以改善土壤結(jié)構(gòu), 活化土壤, 防止土壤板結(jié)。

分類輪作因采用方式的不同，分為定區(qū)輪作與非定區(qū)輪作(即換茬輪作)。

定區(qū)輪作:通常規(guī)定輪作田區(qū)的數(shù)目與輪作周期的年數(shù)相等，有較嚴格的作物輪作順序,定時循環(huán),同時進行時間和空間上(田地)的輪換。

非定區(qū)輪作:在中國多采用不定區(qū)的或換茬式輪作，即輪作中的作物組成、比例、輪換順序、輪作周期年數(shù)、輪作田區(qū)數(shù)和面積大小均有一定的靈活性。

常見的輪作有:禾谷類輪作、禾豆輪作、糧食和經(jīng)濟作物輪作、水旱輪作、草田(或田草)輪作等。

效益經(jīng)濟效益1.節(jié)本，節(jié)省生產(chǎn)成本,減少化肥、農(nóng)藥等物質(zhì)投入。

2增收，增加產(chǎn)量,增加產(chǎn)值。

生態(tài)效益1.節(jié)能能，節(jié)約能源資源,包括充分利用自然資源、節(jié) 省能源資源投入和提高能量轉(zhuǎn)化利用效率等。

2.促長，促進作物生長發(fā)育,為實現(xiàn)作物高產(chǎn)高效打下堅實基礎(chǔ)。

3.改土，改善土壤理、化性狀和生物學(xué)性狀,培肥地力。

4.減害，減少病、蟲、雜草危害,消除“毒”害(即土壤 中有毒物質(zhì)的危害),從而可大大減少農(nóng)藥、除草劑等化學(xué)藥品的使用量,不僅保護了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,還有利于 生產(chǎn)“健康食品”(生產(chǎn)無公害食品、綠色食品和有機食品)2。

5.農(nóng)牧結(jié)合,良性循環(huán)，有利于發(fā)展“循環(huán)農(nóng)業(yè)”,實 現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

社會效益1.增產(chǎn)，維護“糧食安全”,確保社會穩(wěn)定。

2.改善品質(zhì)，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)(如通過輪作可增加稻米蛋白質(zhì)含量),尤其是有利于生產(chǎn)“健康食品”,有利 于提高人民生活質(zhì)量和營養(yǎng)保健水平。

3.豐富種類，通過輪作,增加農(nóng)產(chǎn)品的“花色”和品種,有利于改善膳食結(jié)構(gòu),提高健康水平。

折疊

試點方案農(nóng)業(yè)部等十部委聯(lián)合出臺《探索實行耕地輪作休耕制度試點方案》。《方案》提出，在東北冷涼區(qū)、北方農(nóng)牧交錯區(qū)等地推廣輪作500萬畝(其中，內(nèi)蒙古自治區(qū)100萬畝、遼寧省50萬畝、吉林省100萬畝、黑龍江省250萬畝)。

輪作技術(shù)路徑:推廣"一主四輔"種植模式。"一主":實行玉米與大豆輪作，發(fā)揮大豆根瘤固氮養(yǎng)地作用，提高土壤肥力，增加優(yōu)質(zhì)食用大豆供給。"四輔":實行玉米與馬鈴薯等薯類輪作，改變重迎茬，減輕土傳病蟲害，改善土壤物理和養(yǎng)分結(jié)構(gòu);實行籽粒玉米與青貯玉米、苜蓿、草木樨、黑麥草、飼用油菜等飼草作物輪作，以養(yǎng)帶種、以種促養(yǎng)，滿足草食畜牧業(yè)發(fā)展需要;實行玉米與谷子、高粱、燕麥、紅小豆等耐旱耐瘠薄的雜糧雜豆輪作，減少灌溉用水，滿足多元化消費需求;實行玉米與花生、向日葵、油用牡丹等油料作物輪作，增加食用植物油供給3。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

郝慶菊 - 副教授 - 西南大學(xué)