耕作学第四章作物轮作与连作

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作物轮作与连作

调查日期层次（厘米） 0-10 26/3 10-20 20-30 茬口
小麦
20.25 21.95 25.05
马铃薯
19.30 20.50 17.95
谷子
15.40 13.60 20.95
玉米
22.50 21.80 21.85
大豆
27.1 31.7 33.1
甜菜
16.90 16.90 18.25
作物类别禾谷类籽用豆类纤维类油料类块根块茎氮 2.22 磷 1 钾 2.89 1.19 2.77 0.89 3.66 举例小麦、水稻、玉米、谷子、多穗高粱大豆、花生棉花、大麻油菜天才、马铃薯
4.26(1.42) 1 3.22 1.50 3.00 1 1 1

不同作物需水数量、时期和吸收能力也不相同。将水分适应

玉米－玉米－→水稻－水稻－→玉米－玉米（一年两熟，两年一轮）
第一节轮作倒茬的作用及其作物的病原菌一般都为专性寄生菌类，害虫也有一定的专食性
和寡食性，有些杂草也有其相应的伴生者和寄生者；如果连续种
植同种作物，通过土壤传播的病害必然会大量发生。
面看一下国外的情况：
轮作与肥力关系
含氮量（磅/英亩）轮作方式
1915
玉米→燕麦→苜蓿三年玉米→小麦→红三叶草玉米→玉米→玉米→小麦→红三叶草玉米→燕麦→甜菜→草木樨→玉米→小麦→红三叶草 2325 2325 2325 2325
1936
2708 2893 2304 2552
1915-1936

在水土流失地区，有多年生牧草作物参加轮作，可增加土壤团粒结构，有效地保持水土；在盐碱地区可降低土壤盐分含量。
茬口对耕层土壤养分含量的影响

耕作学复习重点

耕作学复习重点一、名词解释熟制：一年内同一块田地上收获作物的季数。

单作：同一块田地上种植同一种作物的种植方式。

也称为清种、纯种、净种、平作等。

混作：同一块田地上混合种植两种或两种以上生长季节相近作物的种植方式，也称混种。

间作：同一田地上分行或分带种植两种或两种以上生长季节（生育期）相近作物的种植方式。

轮作：指在同一块地上，在一定年限内，有顺序地轮换种植不同作物的种植方式。

为撂荒。

套作：同一块田地上在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式。

也称套种、串种。

换茬：指前后作物茬口的调换，又称为倒茬。

连作：指在同一块地上连年种植相同作物的种植方式。

连茬：指在同一块地上同一种作物接连种植。

也叫重茬。

连茬仅指同一作物前后重复种植，而连作则强调同一作物在一定年限内的连续种植。

复种：指在一年内同一块田地上接连种植一茬以上生长季节不同（二季或二季以上）作物的种植方式。

休闲：指农田在可种作物的季节只耕不种或不耕不种以息养地力的方式。

休闲并非撒手不管，主要是通过一系列措施（如翻耕、耙耱等）来恢复地力。

撂荒：指耕地较长时期弃而不种，待地力恢复后再行开垦种植的一种土地利用方式。

生产实践中，当休闲年限在两年以上并占到整个轮作周期的2/3以上时，称少耕：指在常规耕作基础上尽量减少土壤耕作次数或在全田间隔耕种，减少耕作面积的一类耕作方法。

免耕：又称零耕、直接播种，指作物播前既不用犁、耙耕整土地，直接在茬地上播种，又不在作物生育期间进行任何农具的土壤管理，只在播种前后喷洒化学药剂、除草剂、除虫剂，以及液体肥料的一类耕作方法。

宜耕期：土壤适于耕作的含水量范围叫做土壤宜耕期。

耕作学：即农作学，是研究建立合理耕作制度的技术与管理体系及其理论的一门综合性应用学科，是农学的一个分支。

水分的适应性；作物对地貌的适应性；作物对土壤的适应性。

生态位：生物在完成其正常生活周期时所表现的对环境的综合适应特性。

不仅包括生物在群落中占有的物理空间（空间生态位），而且还指生物在群落中的功能与如何生活（营养生态位）以及活动的时间（时间生态位）等。

作物轮作

长期以来中国旱地多采用以禾谷类为主或禾谷类作物、经济作物与豆类作物的轮换，或与绿肥作物的轮换，有的水稻田实行与旱作物轮换种植的水旱轮作。
欧洲各国在 8世纪以前盛行一年麦类、一年休闲的二圃式轮作。中世纪后发展三圃式轮作,即把地分为3区，每区按照冬谷类-→春谷类-→休闲的顺序轮换，3区中每年有1区休闲、2区种冬、春谷类。
19世纪,J.von李比希提出植物矿质营养学说，认为需氮作物、需钾作物和需钙作物的轮换可均衡地利用土壤养分。
20世纪前期，苏联Β.Р.威廉斯认为多年生豆科与禾本科牧草混播，具有恢复土壤团粒结构、提高土壤肥力的作用，因此一年生作物与多年生混播牧草轮换的草田轮作，既可保证作物和牧草产量，又可不断恢复和提高地力。
作物轮作
出自《齐民要术》
01 简介
03 原则 05 效益
目录
02 作用 04 分类 06 试点方案
在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或复种组合的一种种植方式。轮作是用地养地相结合的一种生物学措施，中国早在西汉时就实行休闲轮作。
简介
中国
欧洲
中国早在西汉时就实行休闲轮作。北魏《齐民要术》中有"谷田必须岁易"、"麻欲得良田，不用故墟"、"凡谷田，绿豆、小豆底为上，麻、黍、故麻次之，芜菁、大豆为下"等记载，已指出了作物轮作的必要性，并记述了当时的轮作顺序。
作用
均衡利用土壤养分
防治病、虫、草害
调节土壤肥力
作物的许多病害如烟草的黑胫病、蚕豆根腐病、甜菜褐斑病、西瓜蔓割病等都通过土壤侵染。如将感病的寄主作物与非寄主作物实行轮作，便可消灭或减少这种病菌在土壤中的数量，减轻病害。对为害作物根部的线虫，轮种不感虫的作物后，可使其在土壤中的虫卵减少，减轻危害。

第四节轮作与连作

耐短期连作作物
豆科绿肥、薯类作物如甘薯、紫云英、苕子等作物有一些反应，可连作2-3年
耐连作作物
• 水稻、棉花、麦类、玉米等 • 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
（二）轮作的类型
轮作包括大田农作物轮作、粮菜轮作和粮饲轮作。 1、一年一熟轮作一般种几年粮食作物，种一茬豆科作物或休闲恢复地力，在豆科作物或休闲之后种植主要粮食作物。 2、粮经作物复种轮作在生长期较长、劳畜力充裕、水肥条件较好的地区，实行两年三熟或一年两熟等多种形式。在日照、温度不足的地区，多采用套作复种，并有间、套互补型经济作物或饲料以恢复地力等方法。 3、水旱轮作水利条件较好的水稻产区，一般是水稻连作3-5年后，换种几年旱作作物，有的是年内一旱一水的一年两熟制。 4、绿肥轮作采用短期绿肥与粮经作物轮作。
（二）连作即连年在同一田地上
种植同一种作物或同一复种方式。这是一种落后的种植制度，容易造成地力消减，病虫杂草滋生，产量降低，品质变劣。
二、轮作的作用与类型
（一）轮作的作用 1、减轻农作物病虫为害作物的病原菌一般都有一定的寄主，害虫也有一定的专食性或寡食性，有些杂草也有其相应的伴生者或寄生者，它们是农田生态系统的组成部分，在土壤中都有一定的生活年限。如果连续种植同种作物，通过土壤而传播的病害，如小麦全蚀病、棉花黄枯萎病、烟草黑胚病、甘薯黑斑病必然会大量发生。实行抗病作物与感病作物轮作，更换其寄主，改变其生态环境和食物链组成，使之不利于某些病虫的正常生长和繁衍，从而达到减轻农作物病害和提高产量的目的。

轮作与连作名词解释

轮作与连作名词解释
轮作是指一种农业种植方式，即在同一块土地上轮换不同的农作物进行种植。

这是为了避免连续种植同一种作物导致土壤疲劳和病虫害的发生，同时可以有效提高土壤肥力、减少农药使用量和增加农作物产量。

轮作通常按照一定的顺序和时间安排，利用不同作物的生长特点、养分需求和病虫害抑制作用，以促进土壤养分的平衡和循环利用。

连作是指连续在同一块土地上种植相同的农作物的种植方式。

这种种植方式一般是为了追求单一作物的高产和稳定产量。

然而，连作容易导致土壤疾病、虫害和营养元素失衡，对土壤肥力和作物生长产生负面影响。

连作种植还可能增加农药使用量，使土壤质量下降，进而降低作物产量和品质。

因此，采取适当的轮作方式可以有效改善连作所带来的问题。

耕作学Chapter 4

生物产量 (kg/亩) 1302 1957 2565.1 2691.8 2914
光能利用率（%） 0.73 1.08 1.48 1.50 1.71
大麦-玉米-晚稻 (矮早3) (掖单4) (V64)
耕作学
第四章
复
种
D长不一定一定能增产
不同熟制下L-D与产量的关系
熟制一熟作物组合春玉米小麦二熟夏玉米合计小麦二熟套春玉米合计小麦二熟套春玉米合计 D 120 170 84 254 170 96 266 170 109 279 0.29 0.53 0.75 0.76 LAI 1.62 0.82 1.54 LAI-D 194.4 139.4 133.6 273.0 126.6 173.4 300.0 49.4 57.8 107.2 产量(kg/亩) 752.6 544.7 561.3 1106.0 529.7 698.7 1228.4 196.0 250.0 446.0 E（%） 0.44 0.43 0.33 0.76 0.42 0.41 0.83 0.15 0.15 0.30
复
种
2、复种指数
全年作物总收获面积耕地复种指数= -------------------- × 100% 耕地面积一个地区、单位内总收获面积，含各类作物
套作，为复种，计入复种，增加复种指数间作、混作，不计入复种，不增加复种指数复种指数反映复种程度的高低国际上通用的种植指数（Cropping Index）的含义与复种指数相同。
耕作学 2.积温
• 熟制
第四章
复
种
≥10℃积温
<3600 3600-5000
≥0 ℃积温
<4000 4000-5800

耕作学考试复习资料

基本原理，第一节，第四节作物布局，设计，原理复种方式间种增产原理轮作与连作茬口相关理论土壤耕作全部(40%)风蚀水蚀耕作学：研究和建立合理耕作制度的理论及其技术体系的科学耕作制度：也称农作制，是指一个地区或生产单位的农作物种植制度以及与之相适应的养地制度的综合技术体系，即包括种植制度与养地制度两部分养地制度:指与种植制度相适应的，以提高土地资源这一主要要素生产力为内容的一系列技术措施。

包括土地培肥，土壤耕作，水土保持，农田防护，农田基本建设等种地制度:指一个地区或生产单位的作物组成（构成），配置，熟制与种植方式的综合作物布局:指一个地区或农业生产单位对作物的结构与配置的总称间作：在同一块田地上同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式套作：在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式轮作：在同一田地上有顺序的轮换种植不同作物的种植方式连作：在同一田地上连年种植相同作物的种植方式复种：指在同一块土地上一年内接连种植二季或二季以上作物的种植方式土壤耕作：通过农机具的机械力量作用于土壤调整，耕作层和地面状况以调节土壤水分、空气、温度和养分的关系，为作物播种、出苗和生长发育提供适宜的土壤环境的农业技术措施土壤耕性：土壤在耕作时反映出来的特性，它是土壤物理性与物理机械性等的综合表现土地生产潜力：土地在资源存在于人为影响可能范围内应实现的生产能力风蚀:土壤颗粒被风吹失、移动、降落，破坏土壤的过程水蚀:土壤微粒在水的作用下可产生垂直或沿地表的横向运动酥脆阶段：当土壤水分逐渐增加，土粒四周形成水膜，但膜不厚，土粒不易滑动，胶结物质因遇水胶结力减弱，这时土壤酥脆易散，塑性很小，不会因耕作将土挤紧，耕地时犁易入地，结持力小，所以耕作阻力小，土壤易散碎，为耕地适期。

这时土壤含水量约为田间持水量的40-60%，感观表现为地表干湿相宜，松软，脚踢表土易碎，抓一把5-10cm处的土，能手握成团，但不出水，手无湿印，落地即散一、建立合理的耕作制度的目的1 通过合理的配比光、温、水、土、生物等自然资源以及人力、物力、财力、信息等社会因素，提高单位土壤资源利用率，增加农业产量，满足社会需求2 调整农业结构，发展农村经济，增加农民收入3 科学利用资源，保护改善环境，实现农业的可持续发展二、农业生产的特点1 强烈的地域性——光温水汽等造成有地带性和非地带性两方面因素造成——光温水等的差异2 明显的季节性——定性和定量农业自然资源——热量、光照、水分等呈现明显的季节变化农业生产依照季节变化，使作物生产与季节相适应，通过配置不同类型的植物种群，不失时机的合理搭配以充分利用全年的光照、水分条件，提高土地利用率3 生产的连续性高需求人类对农产品的需求是连续的种子的生命力（寿命）要求农产品本身的要求农业生产要瞻前顾后统观全局4 资源的分散性5 经营的综合性三、农业生存的三个车间（农业主产体系及其形成）1 植物生产（1）贮藏能量和物质的基本生产车间（2）第一车间的结构、规模及其生产力，决定后续部门的结构与功能（3）植物生产包括森林培育，草地经营以及农作物和饲料生产等三方面2 动物生产（1）动物将植物产品转化为人类的食物效能约2-18%（2）动物转化吸收的营养物质仅占采食饲料、饲草的16-29%。

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茬”

连作：在同一田地上连续种植同种作物的种植方式。
单作轮作

小麦―→大豆―→玉米―→小麦（一年一熟，三年一轮）
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）
性不同的作物轮作能充分而合理地利用全年自然降水和土壤中贮存的水分，对农田高效用水有重要作用。

各种作物根系深度和发育程度不同，根系浅的主要吸收利用土壤上层的养分和水分；根系深的可从深层土壤吸收养分和
水分。将不同根系特性的作物轮换，可全面地分层利用土壤
养分和水分。
茬口对耕层土壤水分含量的影响（%）

作物轮作换茬还具有改善耕层理化性状的作用。密植作物的根系细密，
数量较多，分布均匀，土壤疏松结构良好；
深根性作物和多年生豆科牧草的根系对下层土壤有明显的疏松作用；水旱轮作还有利于减轻土壤容重，增加土壤孔隙和通透性，促进氧化
反应，防止稻田土壤次生潜育化过程，消除土壤中有毒还原性物质的
积累，对改善稻田土壤理化性状有显著效果。
二、轮作在农业生产中的地位
1、在低投入传统农业阶段，轮作的主要作用
集中体现在地力培养上。

首先在养分供应上，传统农业施肥少，依靠轮作培养地力。依靠
禾豆轮作中豆科作物的生物固氮维持土壤氮素平衡；依靠谷类作物和绿肥牧草残留的茎叶、根茬及施用有机肥等维持土壤中有机质的平衡。“倒茬如上粪”、“要想庄稼好，三年两头倒”。
玉米→玉米→玉米→小麦→红三叶草玉米→燕麦→甜菜→草木樨→玉米→小麦→红三叶草
玉米→燕麦→草木樨→玉米→小麦→草木樨大豆干草和休闲玉米连作
苏联在生草灰化土开垦 50 年后，有机质变化中发现，在该类土壤上，不施有机肥栽培大田作物，即使在有三叶草轮作的情况下，50年来腐殖质也发生了损失。在包括中耕作物，三叶草和全年休闲的轮作中，如果不采取施肥措施就不能保证土壤有机质的平衡，50年后下降了24%。
3、在现代持续农业体系中，轮作作用重新受到重视

轮作在替代农用化学品方面的作用独特，效果显著。由于现代农业中农用化学品在高能耗、高成本、高污染等方面的负效应逐步引起重视，轮作被认为是可持续农作技术中的重要内容。

轮作在病虫草害控制上仍确实有着化学农药无法替代的作用，特
别某些障碍性病虫草害，如大豆紫斑病、花生褐斑病及棉花枯黄
在合理轮作的基础上，结合施肥措施，就可以减少土壤中氮素和腐殖质的损失，达到平衡甚至不断提高肥力水平。
施肥对轮作和土壤肥力的影响施肥量
试验年代
轮作方式
含氮量增减化肥（磅/ 厩肥（吨/英亩）（磅/英亩）英亩） 200 6 568
1915-1935
玉米→小麦→红三叶草
1935-1950
玉米→小麦→红三叶草
大豆连作与轮作得孢囊线虫和根瘤密度
前作孢囊线虫密度 (个/株) 根瘤数 (个/株) 单株干重（g/株）大豆高粱玉米谷子草木樨向日葵
16.2 1.4
1.0
0.63 0.4
5.4 88.4
39.6 87.3 124.4 83.6 76.5
2.93 5.72 7.21
5.53 5.76

轮作地位下降，基本被连作所替代，成为过时的作物生产技术。

大久保隆弘（《作物轮作技术与理论》）指出： “由于化肥工业
与农药生产的发展，造成对轮作的忽视，更加助长了对轮作体系
的破坏，其结果使土壤有机质含量下降，地力减退，作物产量低而不稳”，因而要“探讨和认识轮作在现代农业中的地位，用新
的观点肯定轮作”。
调查日期
层次（厘米） 0-10 26/3 10-20 20-30 平均 0-10 16/4 10-20 20-30 平均茬小麦 20.25 21.95 25.05 22.42 19.10 17.20 19.80 19.70 马铃薯 19.30 20.50 17.95 19.25 18.80 19.25 19.70 19.25 谷子 15.40 13.60 20.95 16.65 19.85 19.10 18.80 19.25 口玉米 22.50 21.80 21.85 22.07 21.05 22.15 24.35 22.52 大豆 27.1 31.7 33.1 30.6 19.85 20.65 26.10 22.20 甜菜 16.90 16.90 18.25 17.63 15.55 16.55 19.60 17.10
萎病等，即使应用最新型的农药也无济于事，但轮作效果明显
三、轮作的主要类型与方式
1、轮作类型

撩荒轮作：是原始轮作形式，采用耕种与撩荒相轮换，利用自然植被恢复地力。在原始农业阶段和现在落后地区采用。

休闲轮作：在轮作中有一定比例的全年休闲，利用休闲蓄纳雨水，
熟化土壤，恢复地力，是一种生产水平较低的轮作制度。
东区（休闲）
道路
领主牧场森林割草地
小河
南区（春谷物）
2、在高投入的现代农业阶段，轮作的上述作用受到了削弱，生产中的地位下降

随着化肥的大量使用，改变了传统的培肥土壤肥力方式
杀菌剂、杀虫剂和除草剂等各种农药对付连作导致的病虫草害，

而且日益成为现代作物生产的主要手段

灌溉发展使农田水分调控变得容易

水旱轮作：水稻（水田）与旱作物（旱田）交替种植的轮作类型。复种轮作：二年三熟轮作、一年二熟轮作和一年三熟轮作。

2、轮作周期

轮作实施一周所需要的年数，称为轮作周期。轮作周期2～5年为短周期轮作，轮作周期6年以上为长周期轮作

轮作的制订
一、确定轮作的种类、数目和轮作面积；
二、确定每一轮作中适宜的作物和面积；三、确定轮作周期的年限；

其次在水分供应上，旱地农业通过轮作协调土壤水分平衡使用。连续种植高耗水作物，土壤水分供应不够而减产，需要进行换茬或休闲恢复地力。

第三在病虫草害控制上，由于缺乏化学农药，需要依靠轮作的茬口替换减轻病虫草危害。
欧洲三圃制：冬谷物（小麦、黑麦）→春谷物（春小麦、燕麦）─→休闲
西区（冬谷类）
羊圈房屋房屋领主公共牧场收场
0.2092 0.1935
三年平均资料
茬口对土壤微生物的影响
茬口收获时的土壤微生物（千万/克干土）氨化细菌根瘤菌
油菜
大麦谷子
171.60
2.11 14.73
0.3277
0.3385 1.7562
4、有利于合理利用农业资源，提高经济效益

根据作物的生理生态特性，在轮作中前后作物搭配，茬口衔接紧密，
生长和繁衍，从而达到减轻农作物病虫害目的。

水旱轮作生态条件改变相当显著，防治病虫草害的效果尤为突出。在水田阶段能使旱田病虫草害消失或减少，转为旱田栽培时，可减轻水田病虫草害。

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，大豆的菟丝子，稻田的稗草
第一节轮作倒茬的作用及其应用
一、轮作倒茬的作用
1、有效减轻农作物的病虫草害

农作物的病原菌一般都为专性寄生菌类，害虫也有一定的专食性
和寡食性，有些杂草也有其相应的伴生者和寄生者；如果连续种
植同种作物，通过土壤传播的病害必然会大量发生。

通过实行作物轮作，更换病虫草害寄主，改变其生
态环境和食物链组成，使之不利于某些病虫的正常

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
3、改善土壤理化性状，调节和提高土壤肥力
作物的秸秆、残茬、根系和落叶是补充土壤有机质和养分的重要来源。禾本科作物秸秆量大、有机碳含量多，豆科作物、油菜等落叶量大，含氮量高。进行禾、豆轮作，可利用豆科作物的生物固氮维持土壤的氮素平衡，利用谷类作物和绿肥牧草残留的茎叶、根茬维持和提高土壤有机质平衡，增进土壤肥力。
秸秆处理方式对轮作和肥力关系的影响
施肥量轮作方式化肥玉米→小麦→苜蓿 150 厩肥 0 秸杆处理含氮量（磅/英亩） 1955 2798 1956 2809 增加 11
四、确定作物中作物轮换顺序。
轮作和换茬是保持和提高耕层土壤肥力的措
施之一，但是究竟轮作与肥力的关系如何？是否一
切轮作本身都能够保持和提高耕层土壤肥力？这是不一定的，决定于轮作周期中的作物组成，以及相伴随的农业技术措施。关于轮作与肥力的关系，在我国还没有长期的系统的试验资料，下面看一下国外的情况：

换茬轮作：也叫倒茬，将不同作物进行轮换种植，包括禾谷类作物之间的轮换，也包括禾谷类作物与豆科作物之间的轮换。

草田轮作：将多年生牧草作物与大田作物进行轮换种植，恢复和提
高土壤肥力。在人少地多和畜牧业比重大的地区适用。

禾豆轮作：一年生豆科作物与禾谷类作物轮换种植。在我国旱作地区运用的历史长、范围广。
150
0
-280
在化肥工业高度发达的今天，也应重视轮作。如美国的玉米带长期的玉米轮作，加之耕作管理不当，土壤侵蚀加重、病害严重，产量下降，迫于这些原因，农场主不得不缩短玉米连作年限，实行如玉米→玉米→燕麦或小麦→三叶草四年轮作或玉米和大豆轮作。很多的长期实验表明轮作较连作增产，即使大量施化肥轮作也有增产作用。