第8章 作物的茬口特性与合理轮作（1/1）

一、茬口特性形成的影响因素

1.时间因素

一般规律是，前茬收获早时，其茬地有一定的休闲期，有充分的时间进行施肥整地，土壤熟化好，养分丰富，对后茬的影响好，反之则差。茬口的早晚主要决定于作物种类及其品种的生育期长短、当地气候土壤条件以及播种收获的季节。作物茬口季节特性对后茬影响的时间较短，一般只影响季后 茬。

2.生物因素

(1)作物本身生物学特性对茬口特性的影响

作物引起的土壤矿物营养及有机质变化:不同作物收获后，茬地土壤中有机质和各种营养元素含量不同，因而表现出不同的茬口肥力特性。作物对土壤矿质营养氮磷钾及微量元素和土壤有机质的收支情况是造成作物茬口特性差异的一个重要原因。

②作物的覆盖度和根系:作物的覆盖度与土壤松紧度和保持水土的能力有很大的关系，因为覆盖度会影响土壤湿度、温度及雨水拍击、冲刷等对土壤的物理作用程度。

③作物根系:作物根系与土壤之间的关系比地上部与土壤之间的关系更为直接、密切和复杂。作物根系的形态、分布与数量以及根系的物质组成对土壤有机物的补给和对土壤理化性状的影响极大。此外，作物根系大小、留茬高低、根系分布的深度和广度对土壤耕性和结构状况也有直接的影响。因此研究作物根系在土壤中的发育和功能对于了解作物的茬口特性十分重要。

(2)土壤微生物对茬口特性的影响

不同作物微生物区系、种类和数量不同，这些微生物对于后茬有的表现为有益，有的表现为有害。不同茬口的土壤微生物状况，对土壤肥力的影响有明显的区别，有的具有明显的正相关。作物根系常分泌许多可溶性化合物，不仅对土壤肥力产生作用，还会影响土壤微生物状况，而土壤微生物群落结构和功能的变化又会对土壤性状和肥力产生影响，并因此影响后茬的生长。

(3)病虫杂草对茬口特性的影响

种植不同作物的农田往往会有不同的生物群落组成。作物的枯枝落叶和残茬也会成为病虫害的寄居场所和食物来源。因此前茬可能会影响后茬的病虫草害情况。前茬病虫草害严重时，对同科、同属的后茬就是不良的茬口。

(4)栽培措施对茬口特性的影响

不同作物生产过程中采用的耕作栽培措施不同，也会使用不同的肥料、农药等化学投入品，因而对茬口特性的形成将产生深刻的影响。土壤耕作的方式(例如起垄、翻耕、少免耕等)以及耕作的深度对土壤的理化性状和杂草发生的影响显著。前茬对土壤环境产生影响，进而影响后茬，最终体现在后茬的生长发育和产量上。

总之，影响茬口特性的因素很多，在某种情况下，这种因素的影响是主要的，而在另一种情况下，别的因素的影响则可能变成主要的。因此分析茬口特性时一定要全面考虑，并且判断茬口好坏也不能离开具体条件和对象，只有这样，才能正确地评价茬口，正确地为轮作或连作选择茬口，以利于前茬与后茬相互衔接，扬长避短，趋利避害。

二、作物茬口特性评价

1、富氮类作物与富碳耗氮类作物

从作物与土壤养分关系的角度来看，各类作物对于沉淀性元素(磷、钾、钙等)都是消耗的，但对于氮和碳却有消耗和增加之分。

(1)富氮类作物: 富氮类作物主要是豆科作物，包括食用豆类作物与豆科饲料、绿肥等。富氮作用显著的是多年生豆科牧草，是欧美各国实行农牧结合培肥地力的重要手段。生物固氮可提供豆类作物一生所需总氮量的50%~75%，前期施足有机肥，就可完全满足豆类作物一生对氮的需求。豆类作物根茬和脱落物较多，土质疏松，土壤含氮量高。 富氮类作物以其对土壤增氮和平衡土壤氮素的作用，成为麦类，玉米、水稻及各种经济作物的良好前茬，表现不同程度的增产作用。

(2)富碳耗氮类作物

富碳耗氮类作物主要指禾本科作物，消耗土壤或肥料中较多的氮素。富碳耗氮作物由于病害较轻，是易感病作物的良好前茬。该类作物耗氮较多，其前茬以豆类作物、豆科绿肥为好。禾豆轮作换茬，相互取长补短，有利于土壤碳氮平衡。

2、抗病作物与易感病类作物

禾本科作物对土壤传播的病虫害的抵抗力较强，比较耐连作。茄科、豆科、十字花科、葫芦科等的作物易感染土壤传播的病虫害，不宜连作。在轮作中，要坚持易感病作物和抗病作物相轮换的原则。同科、同属或类型相似的作物往往感染相同的病害，要尽量避免它们之间的连续种植。

在一定范围内，把几个抗病性不同的品种搭配和轮换种植。可以避免优势致病生理小种的形成。并造成作物群体在遗传上的异质性或多样性，能对病害流行起缓冲作用，不至于因病害而造成全面减产。

3、密植作物与中耕作物

密植作物，由于密度大，枝叶茂密，使覆盖面积大，覆盖时间长，覆盖强度大，能缓冲雨滴特别是暴雨对地面的拍击，保持水土和改善土壤结构作用较好。而中耕作物，行株距较大，植株对地面的覆盖度较小，经常中耕松土，连年种植常促使土壤结构破坏，导致径流量和冲刷量的加大，从而引起土壤侵蚀，造成土壤水分和养分的损失。

在丘陵、山区的坡地农田，应尽可能避免抗侵蚀能力差的中耕作物长期连作。如果限于条件非连作不可，最好与密植作物间作或混作，并采用等高种植法，在可能条件下，最好把防侵蚀作用强的牧草和一年生作物结合起来，实行草田轮作，保持水土效果更好。

三、作物轮作类型和合理轮作

（一）作物轮作类型

1、养地作物

养地作物是保持并提高土壤肥力的一类作物，例如豆科作物、绿肥作物等。此类作物都可以通过提高土壤肥力来提高下茬的产量。

2、耗地作物

耗地作物是生物产量高，但大部分都随产品或副产品移出田间，生长发育过程中需从土壤中吸收大量氮、磷、钾等养分，而所留残茬难以自然恢复土壤肥力的一类作物。耗地作物对土壤肥力消耗较多，收获后遗留的残茬较少，连作时，必须增施复合肥和有机肥;为提高生产效益，宜与养地作物或兼养作物轮作。

3、兼养作物

这类作物主要包括棉花、油菜、芝麻、胡麻等。它们虽不能固氮，但在物质循环系统中归还农田的物质较多，因而可在某种程度上减少对氮、磷、钾等养分的消耗，且可以增加土壤有机碳。

（二）轮作作物组成和顺序安排

轮作中茬口顺序安排的一般原则是:瞻前顾后，统筹安排，前茬为后茬，茬茬为全年，今年为明年。

1、把重要作物安排在最好的茬口上

把好茬口优先安排优质粮食作物、经济作物上，以取得较好的经济效益和社会效益。对其他作物也要全面考虑，以利于全面增产增收。

2、考虑前后茬作物的病虫草害以及对耕地的用养关系

前茬要尽量为后茬创造良好的土壤环境条件，在轮作中应尽量避开相互间有障碍的作物，尤其是要避开相互传播病虫草害的作物。

3、严格把握茬口的时间衔接关系

及时安排好茬口衔接尤为重要。合理选择搭配作物及其品种，采取育苗移栽、套作、地膜覆盖、化学催熟等，这些措施均可促使作物早熟，以利于及时接茬。根据各地经验，对于那些经过长期实践，结合当地特点的、相对稳定的作物轮换顺序是不宜轻易打乱的，否则将降低整个轮作周期的生产效益。

（三）适宜轮作年限

轮作年限受到作物种类、轮作顺序以及区域气候和其他环境因子等多种因素影响，实际生产中应因地制宜选择适宜的轮作年限。轮作周期显著影响轮作产量效应，但轮作强度和轮作持续性对轮作产量效应影响不明显。

(四)适宜的耕作方式和肥料施用

轮作在常规耕作下更容易发挥效应，保护性耕作模式下轮作的增产效应波动较大。通常在肥料施用量较低或土壤肥力较低的情况下，轮作能发挥较大的作用;如果养分供应充足，轮作的增产效应有限。

(五)轮作制度设计基本原则

同类(科)作物不能重茬，深根作物后茬应为浅根作物，反之亦然。耗地作物后茬应为养地作物，轮作中应当纳入绿肥，特别是豆科作物。轮作中应当纳入饲草作物，感病作物后茬应为抗病作物，草害严重作物的后茬应为净作或多次收割作物(饲草)和其他不同类作物。轮作中应当纳入劳动力、水分和肥料需求峰值不同的替代作物。轮作制度应当足够灵活，以便农户根据自身经济状况和市场需求及价格调整作物选择。

四、合理轮作制度的构建

(一) 全程机械化轮作模式构建

农业的根本出路在于机械化。创建全程机械化轮作模式是未来持续提升我国粮食生产和优势特色产业现代化水平的重要抓手，是强化现代农业发展技术和装备支撑的重要举措。首先要坚持因地制宜，围绕我国主要和特色粮食生产区域，根据不同区域的自然生态条件、耕作制度和经济基础，采取适宜的机械化轮作模式和技术路线，兼顾社会效益和经济效益，注重生态效益，促进农业可持续发展和农民持续增收。其次是坚持突出重点，全面推进。选择重点区域，抓住薄弱环节，集中优势资源，把握主推技术。按照全程机械化的要求，兼顾先进性、实用性和前瞻性，制定机械化作业工艺规范，突出关键技术、主推机具，实现结构优化、先进适用、运行高效的目标。

（二）种养结合资源高效轮作模式

种养结合是一种结合种植业和养殖业的生态农业模式，是以地区的农业生产资源禀赋条件为依托，充分发挥其比较优势，引导农民适应市场需求合理地调整农业生产结构，增加农民收入，促进农村经济的持续稳定增长、建设社会主义新农村的重要途径。通过构建种养结合资源高效轮作模式，可以有效解决畜禽养殖带来的污染问题，做到资源化利用。同时，也有助于农业经营模式的转变，即由单一的经营模式向多元化经营模式转变，增加农民收入。并且，种植业、养殖业的有机结合，实行农、林、水、草的合理农田布局，增加有机肥的投入量，实行有机与无机相结合，减少无机肥及农药的施用量，提高农村经济综合实力，形成种养加一体化的生态农业综合经营体，大大提高农业生态系统的综合生产力水平。实行种植业和养殖业相结合并不断加强与完善，将不断提高农业生态系统的自我调节能力，最终达到经济效益、生态效益和社会效益的高度统，有利于农业持续、稳定地发展。

(三)生态高效豆禾轮作模式构建

从作物种类、品种筛选及前茬和后茬对养分需求的差异互补性等方面筛选不同的作物，构建豆科作物与禾本科作物轮作模式。以作物产量、地力培肥效应、温室气体排放、生物多样件，养分资源消耗，病虫草害防控，硝酸盐淋溶等多个指标对轮作茬口进行综合评价。由于不同作物有分需求的差别，尤其是专业化、规模化的生产，前茬和后茬不同作物管理方面的，是合对后栽造成影响。