1、 耕作学Chapter 6轮作与连作轮作与连作Crop rotation and continuous cropping轮作轮作（crop rotationcrop rotation）在同一块田地上，有序地轮换种植不同作物在同一块田地上，有序地轮换种植不同作物或不同复种方式的种植方式。前者为作物轮作，后者为复种轮作。或不同复种方式的种植方式。前者为作物轮作，后者为复种轮作。作物轮作：作物轮作：小麦小麦大豆大豆玉米（三年一轮）玉米（三年一轮）玉米玉米棉花棉花大豆大豆花生花生复种轮作：复种轮作：小麦小麦水稻水稻油菜油菜水稻水稻绿肥绿肥水稻（三年一轮）水稻（三年一轮）小麦小麦玉米玉米小麦小麦甘薯甘薯
2、大豆大豆粟粟Section 1 轮作的概念和作用轮作的概念和作用耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作1.1 1.1 轮作与连作概念轮作与连作概念轮作方式轮作方式定区式轮作：定区式轮作：又叫分区轮作，又叫分区轮作，将地块分作若干个轮作田区，每个轮作田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完成一个轮作周期所需要的年限与轮作田区数目相等，每一种作物（复种，每一种作物（复种方式）方式）同时在年度之间和田区之间轮换，轮作有
3、规律，生产稳定。同时在年度之间和田区之间轮换，轮作有规律，生产稳定。换茬式轮作：换茬式轮作：根据生产需求安排轮换种植，作物组成、轮换顺序、年限根据生产需求安排轮换种植，作物组成、轮换顺序、年限等都比较灵活。等都比较灵活。年限年限田区田区第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年第第5年年IABCDEIIBCDEAIIICDEABIVDEABCVEABCD耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作轮换顺序：轮换顺序：ABC D E 连作连作（Continuous croppingContinuous cropping）在同一块田地上，连年种植相在同一块田地上，连年种植相同作物或相同复种方式的
4、种植方式。同作物或相同复种方式的种植方式。如水稻如水稻水稻水稻水稻；玉米水稻；玉米玉米玉米玉米。玉米。小麦小麦水稻水稻小麦小麦水稻水稻小麦小麦水稻；水稻；小麦小麦棉花棉花小麦小麦棉花棉花小麦小麦棉花。棉花。耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作 换茬换茬 在同一块田地上，一种作物收获以后换种另一种作物的在同一块田地上，一种作物收获以后换种另一种作物的种植方式。种植方式。重茬重茬 在同一块田地上，在同一块田地上，一种作物收获后接连种植同一种作一种作物收获后接连种植同一种作物的种植方式。物的种植方式。减轻病害减轻病害 由病原物寄生（侵染）所致；由病原物寄生（侵染）所致；具有专一性，如水稻
5、稻瘟病，棉花的枯、黄萎病；具有专一性，如水稻稻瘟病，棉花的枯、黄萎病；通过土壤传播，在土壤和残茬中越夏、夏冬、繁殖；通过土壤传播，在土壤和残茬中越夏、夏冬、繁殖；连作导致病原物增加；连作导致病原物增加；轮作因缺少寄主植物和改变生态环境而减少病原物，从而减轻病轮作因缺少寄主植物和改变生态环境而减少病原物，从而减轻病害。害。水旱轮作效果最好水旱轮作效果最好.耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作1.2 1.2 轮作换茬的作用轮作换茬的作用1 1、减轻病虫草害、减轻病虫草害“庄稼要想好，三年两头倒庄稼要想好，三年两头倒”，“倒茬如上粪倒茬如上粪”。大豆连作与轮作的孢囊线虫和根瘤密度大豆连作
6、与轮作的孢囊线虫和根瘤密度前作前作大豆大豆高粱高粱玉米玉米谷子谷子草木樨草木樨向日葵向日葵孢囊线虫密度孢囊线虫密度(个个/株株)根瘤数根瘤数(个个/株株)单株干重单株干重（g/g/株）株）16.216.239.639.62.932.931.41.487.387.35.725.721.01.0124.4124.47.217.210.630.6383.683.65.535.530.40.476.576.55.765.765.45.488.488.46.256.25耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作 减轻虫害减轻虫害 由害虫所致；由害虫所
7、致；具有寡食性，如玉米螟、棉铃虫；具有寡食性，如玉米螟、棉铃虫；虫卵、虫蛹在土壤和残茬中越夏、夏冬、繁殖；虫卵、虫蛹在土壤和残茬中越夏、夏冬、繁殖；连作导致害虫数量增加；连作导致害虫数量增加；轮作因缺少寄主植物和改变生态环境而减少病原物，从而减轻虫害；轮作因缺少寄主植物和改变生态环境而减少病原物，从而减轻虫害；水旱轮作效果最佳。水旱轮作效果最佳。减轻草害减轻草害 杂草争夺光温水肥等环境因子所致；杂草争夺光温水肥等环境因子所致；具有伴生性，如看麦娘、稗草；具有伴生性，如看麦娘、稗草；草籽、根茎等营养繁殖器官在土壤中越夏、夏冬、繁殖；草籽、根茎等营养繁殖器官在土壤中越夏、夏冬、繁殖；连作导致草害加
8、重；连作导致草害加重；轮作因改变生态环境而减草害；轮作因改变生态环境而减草害；水旱轮作效果最佳。水旱轮作效果最佳。均衡利用土壤养分和水分均衡利用土壤养分和水分 不同作物的根系入土深浅和分布范围不同；不同作物的根系入土深浅和分布范围不同；不同作物的需肥需水特性不同（需肥的数量、种类和比例、利用难溶性不同作物的需肥需水特性不同（需肥的数量、种类和比例、利用难溶性养分的能力等）；养分的能力等）；耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作2 2、调节土壤肥力、调节土壤肥力作作物物每生产每生产100kg籽实所需籽实所需N(kg)所吸所吸N的来源的来源(kg)每生产每生产100kg籽籽实自然实自然N
9、量量每生产每生产100kg籽实籽实从土壤中移走从土壤中移走N量量籽实籽实茎叶茎叶合计合计来自来自固氮固氮来自来自土壤土壤kgkg归还率归还率kgkg占产品占产品中总氮中总氮%大豆大豆5.85.81.2-1.31.2-1.37.007.004.704.702.302.300.500.5040.0040.001.801.8025.7125.71花生花生4.44.42.922.927.327.324.884.882.442.440.430.4315.0015.002.002.0028.5628.56豌豆豌豆4.54.51.04-1.401.04-1.406.716.714.444.442.232.2
10、30.780.7835.0035.001.451.4521.6921.69小麦小麦2-2.52-2.51.48-0.501.48-0.502.522.52-2.522.520.250.2510.0010.002.272.2790.0890.08水稻水稻1.2-1.41.2-1.40.51-0.630.51-0.631.871.87-1.871.870.190.1910.0010.001.601.6089.8289.82玉米玉米1.8-2.01.8-2.00.57-0.690.57-0.692.532.53-2.532.530.250.2510.0010.002.282.2890.1290.12
11、不同禾豆作物对土壤氮素的吸收与归还数量（不同禾豆作物对土壤氮素的吸收与归还数量（农业化学手册农业化学手册，19821982）耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作 改善土壤的理化性质改善土壤的理化性质 自然归还物的数量和质量不同；自然归还物的数量和质量不同；栽培技术措施不同（起垄做埂、中耕除草、水旱轮作等）。栽培技术措施不同（起垄做埂、中耕除草、水旱轮作等）。早稻移栽早稻移栽后天数后天数d d管水管水状态状态活性还原物质总量活性还原物质总量(mg/100g(mg/100g土土)FeFe2+2+含量含量(mg/kg)(mg/kg)25-35cm深处深处Eh(mV)双季稻双季稻连作连作植
12、棉植棉一年后一年后双季稻双季稻连作连作植棉植棉一年后一年后双季稻双季稻连作连作植棉植棉一年后一年后1010浅水浅水4.344.343.343.342161216116801680晚稻晚稻收后收后207-243207-243棉花棉花收后收后464-502464-5021515浅水浅水6.16.13.583.5830813081175917592020浅水浅水6.886.883.853.8534773477190719072525晒田晒田5.305.303.743.7426242624192419243030晒田晒田3.813.813.293.2918821882152515253535浅水浅水3
13、.153.152.492.4913511351100710074040浅水浅水4.144.142.982.981850185013271327稻棉轮作对土壤稻棉轮作对土壤EhEh及还原有毒物质的影响（李世俊等，及还原有毒物质的影响（李世俊等，19851985）轮作在现代农业中的地位轮作在现代农业中的地位 化肥、农药可部分解除连作的障碍，但不能完全代替轮作；化肥、农药可部分解除连作的障碍，但不能完全代替轮作；轮作是解除连作的障碍最经济、有效的方式；轮作是解除连作的障碍最经济、有效的方式；轮作有良好生态效益，无环境负作。轮作有良好生态效益，无环境负作。耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连
14、作向日葵茬向日葵茬玉米茬玉米茬大豆茬大豆茬单位单位向日葵向日葵玉米玉米大豆大豆向日葵向日葵向日葵向日葵土壤细菌数土壤细菌数11.6911.69196.45196.45777.44777.442151.862151.86257.51257.5110105 5/g/g干土干土自身固氮菌数自身固氮菌数214.58214.58265.60265.60817.64817.64182.67182.67205.95205.95真菌数真菌数25.6525.6515.8115.818.008.008.578.578.768.7610105 5/g/g干土干土放线菌数放线菌数179.25179.25153.181
15、53.18117.35117.35107.47107.47181.95181.95不同前、后作土壤微生物数量的差异不同前、后作土壤微生物数量的差异 （王德生等，（王德生等，19851985）1 1、作物茬口特性的概念、作物茬口特性的概念茬口是指在连续种植过程中，前后作物的相互衔接和互相影响的关系。茬口是指在连续种植过程中，前后作物的相互衔接和互相影响的关系。茬口特性是指作物对前作的要求和对后作影响好坏的特性。茬口特性是指作物对前作的要求和对后作影响好坏的特性。作物的茬口特性是作物的生物学特性在一定的气候、土壤和栽培条件形作物的茬口特性是作物的生物学特性在一定的气候、土壤和栽培条件形成的，是作物
16、轮作的依据。成的，是作物轮作的依据。耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作Section 2 作物的茬口特性作物的茬口特性2.1 2.1 作物茬口特性的形成作物茬口特性的形成 耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作2 2 作物茬口特性的内容作物茬口特性的内容作物的茬特性主要包括三方面的内容作物的茬特性主要包括三方面的内容季节特性（时间特性）：季节特性（时间特性）：前作收获早迟对后作播种时间的影响前作收获早迟对后作播种时间的影响；土壤肥力特性：土壤肥力特性：包括前作收后土壤的养分、结构、理化性状等状况及其对后作的影响；包括前作收后土壤的养分、结构、理化性状等状况及其对后作的影
17、响；生物特性：生物特性：前作收后土壤中各种微生物、小动物与昆虫、植物等的残留情况及其前作收后土壤中各种微生物、小动物与昆虫、植物等的残留情况及其对后作的影响。（下图）对后作的影响。（下图）前作土壤微生物区系对后作的影响（东北农业大学，前作土壤微生物区系对后作的影响（东北农业大学，1952）玉米玉米向日葵向日葵大豆大豆草木樨草木樨谷子谷子高粱高粱玉米玉米*+*向日葵向日葵*+*大豆大豆*+*草木樨草木樨*+*耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作注：注：-表示有害，表示有害，+表示有益；表示有益；*表示表示5%5%水平显著，水平显著，*表示表示1%1%水平显著水平显著1 1 用地与养地
18、作物用地与养地作物 养地作物养地作物u豆类作物：豆类作物：固氮、增加有机质、活化土壤养分；固氮、增加有机质、活化土壤养分；u绿肥：绿肥：多为豆科植物；多为豆科植物；用地作物用地作物u禾谷类作物：禾谷类作物：产量高、归还物少且质量差、耗地多；产量高、归还物少且质量差、耗地多；u块根块茎类：块根块茎类：同上；同上；兼养作物兼养作物u棉花与油料作物：归还物多；棉花与油料作物：归还物多；u饲料与蔬菜作物：归还物多，管理水平高。饲料与蔬菜作物：归还物多，管理水平高。2.2 2.2 各类作物的茬口特性各类作物的茬口特性 耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作2 2 抗病与易感病作物抗病与易感病作
19、物 抗病作物抗病作物 禾本科作物对土壤传播病虫害的抵抗能力较强，较耐连作；禾本科作物对土壤传播病虫害的抵抗能力较强，较耐连作；易感病作物易感病作物 茄科、豆科、十字花科、葫芦科等作物易感病，不耐连作；茄科、豆科、十字花科、葫芦科等作物易感病，不耐连作；同科作物常有共传病害，不宜互为前后作；同科作物常有共传病害，不宜互为前后作；耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作3 3 密植与中耕作物密植与中耕作物 小麦、谷子、大豆等为密植作物，玉米、棉花等稀植中耕作物；小麦、谷子、大豆等为密植作物，玉米、棉花等稀植中耕作物；两类作物由于地面覆盖度和栽管措施不同，茬口特性、防侵蚀能两类作物由于地面覆
20、盖度和栽管措施不同，茬口特性、防侵蚀能力有差异；力有差异；4 4 休闲在轮作中的作用休闲在轮作中的作用 分全年与季节、夏休与冬休、冬炕与冬泡；分全年与季节、夏休与冬休、冬炕与冬泡；恢复地力，但浪费资源。恢复地力，但浪费资源。1 1 依据依据 基本依据作物的茬口特性基本依据作物的茬口特性2 2 原则原则p统筹安排，分区进行，同一轮作区尽可能集中连片；统筹安排，分区进行，同一轮作区尽可能集中连片；p季节衔接是前提，通过作物和品种来调节；先安排年内复种，再安排年季节衔接是前提，通过作物和品种来调节；先安排年内复种，再安排年间顺序；间顺序；p用养结合原则；用养结合原则；p病虫草害的防除是重点；病虫草害
21、的防除是重点；p将重要作物安排在最好的茬口上；将重要作物安排在最好的茬口上；耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作2.3 2.3 茬口顺序与安排茬口顺序与安排 Section 3 连作的运用连作的运用耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作3.1 3.1 连作物的障碍与消除连作物的障碍与消除 1 1 连作的危害连作的危害化学因素化学因素 营养偏好、水分消耗（甜菜、向日葵，耗水厉害）营养偏好、水分消耗（甜菜、向日葵，耗水厉害）有毒物质积累（如水稻连作有毒物质积累（如水稻连作Fe,Mn,HFe,Mn,H2 2S S升高）升高）物理因素物理因素 双季稻田，孔少，土重，不通气，次生潜
22、育化双季稻田，孔少，土重，不通气，次生潜育化生物因素生物因素 害虫增加，地老虎，大豆孢囊线虫，害虫增加，地老虎，大豆孢囊线虫，病害加重，棉花、西瓜枯萎病，病害加重，棉花、西瓜枯萎病，杂草危害，麦稻连作看麦娘杂草危害，麦稻连作看麦娘 化学技术化学技术 杀虫剂、杀菌剂、除草剂等；杀虫剂、杀菌剂、除草剂等；品种更新品种更新 抗病品种轮换；抗病品种轮换；合理施肥合理施肥 平衡施肥平衡施肥 加强管理加强管理 中耕、除草等。中耕、除草等。耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作2 2 连作障碍的消除连作障碍的消除耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作3.2 3.2 不同作物对连作的反应不
23、同作物对连作的反应 1 1 忌连作作物忌连作作物亚麻、西瓜、甜菜等、马铃薯等；适宜间隔亚麻、西瓜、甜菜等、马铃薯等；适宜间隔5 5年以上。年以上。2 2 不耐连作作物不耐连作作物烟草、大麻、甜瓜及部分豆科作物等；适宜间隔烟草、大麻、甜瓜及部分豆科作物等；适宜间隔3-43-4年。年。3 3 耐短期连作作物耐短期连作作物油菜、甘蔗、甘薯、芝麻等；适宜间隔油菜、甘蔗、甘薯、芝麻等；适宜间隔2-32-3年。年。4 4 耐连作作物耐连作作物水稻、小麦、玉米等。水稻、小麦、玉米等。1 1 连作的必要性连作的必要性耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作3.3 3.3 连作的应用连作的应用 社会需求
24、社会需求 需求量大，轮不过来，如稻、麦、棉；需求量大，轮不过来，如稻、麦、棉；资源限制资源限制 区域资源优势；区域资源优势；效益决定效益决定 专业化、规模化；专业化、规模化；不同作物和品种连作的障碍和反应不同不同作物和品种连作的障碍和反应不同采用现代技术克服连作障碍采用现代技术克服连作障碍化学技术化学技术 合理使用农药、化肥；合理使用农药、化肥；物理技术物理技术 烧田熏土、激光处理、高频电磁波辐射等；烧田熏土、激光处理、高频电磁波辐射等；农业技术农业技术 更换品种、组成复种、年内水旱交替、土壤耕作等。更换品种、组成复种、年内水旱交替、土壤耕作等。耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作
25、2 2 连作的可能性及技术连作的可能性及技术时期（年）时期（年）不施肥区不施肥区有机肥区有机肥区化肥区化肥区1-107712611-207215416221-306516718231-404712914041-505717217351-605517617461-704915816971-8041122123小麦长期连作对产量的影响（英国洛桑试验站，小麦长期连作对产量的影响（英国洛桑试验站，1852-19311852-1931）可显著改善土壤的理化性状和有效防除病虫草害。可显著改善土壤的理化性状和有效防除病虫草害。常见的有稻与玉、蔗等作物轮作。常见的有稻与玉、蔗等作物轮作。通常变换小春（冬季）作
26、物进行复种轮作。通常变换小春（冬季）作物进行复种轮作。耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作Section 4 部分轮作类型和模式部分轮作类型和模式1 南方稻田水旱轮作南方稻田水旱轮作(paddy-upland rotation)2 欧美草田轮作欧美草田轮作(grassland rotation)多年生牧草与大田作物轮换种植。多年生牧草与大田作物轮换种植。具有显著增加土壤有机质和改善土壤结构的作用。具有显著增加土壤有机质和改善土壤结构的作用。欧美应用普遍。欧美应用普遍。常见的有小麦常见的有小麦玉米玉米 小麦小麦大豆大豆 小麦小麦棉花等种植模式。棉花等种植模式。耕作学耕作学 第六章第六
27、章 轮作与连作轮作与连作3 华北旱地作物轮作华北旱地作物轮作4 4 藏区的休闲轮作藏区的休闲轮作实行耕三（年）休一或耕二休一制。农田休耕的一年中，深翻二次，以实行耕三（年）休一或耕二休一制。农田休耕的一年中，深翻二次，以消灭杂草，疏松土壤，利于吸纳水分和提高地温，促进土壤养分释放。消灭杂草，疏松土壤，利于吸纳水分和提高地温，促进土壤养分释放。典型的例子：典型的例子：青稞青稞马铃薯马铃薯油菜、燕麦油菜、燕麦休闲。休闲。5 南方丘陵旱地多熟分带轮作南方丘陵旱地多熟分带轮作耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作1 1 技术要点技术要点2 2 特点特点同时具有间套作的优点，也具有轮作的作用同时具有间套作的优点，也具有轮作的作用耕作学耕作学 第六章第六章 轮作与连作轮作与连作3 3 作用作用 显著的增产增收效益显著的增产增收效益 各作物处于最佳季节和土壤茬口，还可解决小各作物处于最佳季节和土壤茬口，还可解决小麦迟播甘薯早收问题；麦迟播甘薯早收问题；利于实现用养结合，促进农业生产的发展；利于实现用养结合，促进农业生产的发展；调节茬口，缓和劳畜力矛盾调节茬口，缓和劳畜力矛盾4 4 问题问题操作管理不方便！操作管理不方便！
