第四章作物轮作与连作

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第四章作物种植制度

二、复种的条件
1.热量条件
是能否复种的首要条件。在安排复种时，根据多年的热量条件，计算各季作物从种(栽)到收的积温值，并统计其保证率，参照上下茬作物组合对积温的要求，再加上下茬作物收种期间的农耗积温100～150℃，便可判断当地是否具备复种的热量条件。
热量指标
一般情况下≥10℃积温小于3000℃为一年一熟，如山西北部；≥10℃积温3000～3600℃时，为一年一熟或二年三熟，部分平川地区可麦后复种短日期的小杂粮、小杂豆，如山西省中部；≥10℃积温为 3600～5000℃可实行两熟，如我省的晋南盆地等地区。
第四章作物种植制度
第一节种植制度与作物布局
一、作物种植制度 1、概念
一个地区或生产单位的作物组成、配置、熟制和种植方式的总称。它包括作物布局，复种休闲，间混套作，轮作连作等。
一个地区或生产单位种植制度的制定，必须符合该地区农业生态系统的整体特征和优势。从单个作物的栽培到一个地区种植制度的制定，再到一个区域农业生态系统的整体优化，是一个从微观到宏观的发展和知识集成过程。
也可根据年均气温来判断某地的熟制：8℃以下为一年一熟区，8～12℃为两年三熟或套作二熟区， 12～16℃可以一年两熟，16～18℃以上可一年三熟。
2 水分条件
小于600mm为一熟区，600～800mm为一熟或兼两熟区，800～1000mm为两熟区，大于1000mm 可以实现多种作物的一年两熟或三熟。
降雨的季节性分布也有影响，降雨过分集中，旱季时间过长，不利于复种。
在热量资源丰富的地区，搞好农田基本建设，发展水利灌溉，是扩大复种的重要保证。
集约化：使成为集约经营。
集约经营：泛指依靠科技进步和现代化管理，提

《农作物生产技术(北方本)(第二版)》第1章电子教案-课

课程名称：农作物生产技术课程类型:专业课教学进程：绪论学时:2使用教材:《(农作物生产技术(第二版)》马新民郭国侠主编高等教育出版社◆教学内容一、农作物（一)农作物的概念1、狭义概念：指具有经济价值被人们种植在大田中的植物,即农田作物，也叫大田农作物，俗称“庄稼”2、广义概念：指凡是具有经济价值而被人们栽培的植物。

(二）农作物的分类通常最主要的分类法是按农作物的用途和植物学系统相结合来分类。

按照这一方法可将作物分成４大部分：1、粮食作物包括禾谷类作物、豆类作物和薯类作物等３个类别。

2、经济作物包括纤维作物、油料作物、糖料作物、嗜好性作物和其它作物。

３、饲料和绿肥作物包括豆科绿肥作物，禾本科饲料、绿肥作物，水生型饲料、绿肥作物。

4、药用作物。

按农作物生长环境和栽培条件不同分类：1、根据农作物对温度条件的要求，可把农作物分为喜温作物和喜凉作物。

２、根据农作物对光周期的反应,可把农作物分为长日照作物、短日照作物、中性作物和定日照作物。

3、根据农作物对CO２同化途径的不同，可把农作物分为碳三（Ｃ3）作物和碳四(Ｃ4）作物。

4、根据农作物播种期不同,可把农作物分为春播作物、夏播作物和秋播作物及南方的冬播作物。

5、按种植密度和田间管理方式不同，可把农作物分为密植作物和中耕作物。

二、农作物生产技术(一）农作物生产技术的概念农作物生产技术是指根据农作物生长发育规律及农产品食用安全规范，为获得高产、优质的农产品，满足市场的需要而采取的各种人工措施。

(二)农作物生产的特点（ 1 )农作物生产的对象是活的生物体，故农作物生产具有不确定性。

（ 2 ）农作物生产是关于初级农产品的生产技术。

( 3 ）农作物生产的空间与场所大多是露天的农田,其所涉及的环境在很大程度上受自然环境的影响，人类不易控制。

( 4 ）农作物生产技术是一门直接服务于农作物生产的综合性应用技术。

（三)农作物生产的重要性( 1 )农作物生产是国民经济的基础。

第四章作物栽培基本技术

• 2.种子处理使播种后发芽迅速整齐、出苗率高、苗全苗壮。
晒种播前翻晒1-2天，可以增进种子酶的活性，提高胚的生活力，晒种还能起到一定的杀菌作用。
消毒石灰水浸种、药剂浸种、拌种
1%的石灰水浸种是利用石灰水膜将空气和水中的种子隔离，是种子上附着的病菌得不到空气而闷死。
浸种催芽 • 种子发芽除种子本身需有发芽力外，还需一定的温度、水分和空气。 • 浸种是播种前用清水浸泡种子，让种子吸足水分。 • 催芽是人为创造一个适宜温、湿度，使种子发芽。 • 种子吸水不足，则发芽率低，但吸水过度却会使养分外溢，播后易烂钟。 • 浸种时间和催芽温度，随作物种类和季节而异。
(1) 窄行条播行距一般15-20cm
(2)宽幅条播在播幅内撒播，幅间为空行，有利于提高播种密度，便于田间管理。
（3）宽行条播凡植株高大、营养面积大、需要中耕的作物，如玉米、高粱等多采用之，行距一般为45-75cm。
（4）宽窄行条播又称“大小垄”或“对垄”。
窄行可以增加植株密度，宽行便于田间管理，并有利于作物生长后期通风透光，高产田常利用这种播种方式。
催芽时间（天）
2—4 6—7 5—6 1.5 1.5 1.5 1.5 2—3 2—3 5—7
— — — — — — 2—3 2—3 6—8 2—3 6—8 4—5 4—5 1—2
种子包衣采用机械或人工的方法，按一定的种、药比例把种衣剂包在种子表面并迅速固化成一层药膜。
（二）播种期一定地区的每种作物都有其适宜的播种期。适宜播种的作用： 1.保证发芽所需的各种条件； 2.使作物各个生育时期处于最佳的生育环境，避开低高温、阴雨干旱、霜冻和病虫等不利因素，实现高产优质； 3.为后茬作物适时播种创造条件，达到全年增产。

轮作与连作

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） 200 150 6 0 568 -280
1915-1935 1935-1950
玉米→小麦→红三叶草玉米→小麦→红三叶草
第四章
轮作与连作
轮作的含义与作用
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
施肥情况不施肥不施肥
前作大豆玉米
产量 1845 2305.5
% 80.1 100.0
基肥25.5吨，追施硫铵79.5公斤
大豆
2902.5
120.1
第四章
轮作与连作
连作的应用
表4-18 各种作物施肥与不施肥对其产量的影响
作物施肥与产量的关系
无肥区籽实施肥区无肥区施肥区 44.5 65.9 61.7 85.7 41.6 64.2 38.0 38.9 45.5 39.2 7.8 48.1 97.6 78.3 86.8 61.4 24.2 25.7 33 56 大麦 31.4 黍 78.0 荞麦 44.0 油菜籽 15.0 大豆 94.5 小豆 43.3 马铃薯
玉米均属年内连作。
在一年一熟地区，连年在同一块地上种植玉
米、小麦、高梁或棉花者，则属于年间连作。
第四章
轮作与连作
连作的应用
二、连作与作物种类按作物对连作的反应，可以分为三类：
第一类：为不宜连作的作物，如茄科、豆科、葫芦科和菊科作物、以及亚麻，大麻、甜菜等。
第四章
轮作与连作
连作的应用
同科的作物对连作的反应也不完全一样，

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。

[药用植物栽培学]第4章药用植物种植制度

41
（二）轮作倒茬的作用 1、减轻农作物病虫草害
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，在土壤都有一定的生活年限。
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。
12
2、水分条件水分是复种可行性中的关键条件。降水量、降水分配规律、地上地下水资源、蒸腾量、农田基本建设等都影响着复种。 3、地力与肥料条件在光、热、水条件具备的情况下，地力条件往往成为复种产量高低的主要矛盾，而且需要增施肥料才能保证多种多收。地力不足，肥料少，往往出现两季不如一季的现象。
39
2、套作类型以棉为主的套作区，可用红花、芥子、王不留行等代替小麦。以玉米为主的套作，有玉米套郁金、川乌套种玉米。
40
五轮作与连作
（一）轮作与连作概念轮作是在同一田地上有顺序地轮换种植不同植物的栽培方式。例如一年一熟条件下的白术→小麦→玉米三年轮作，这是在年间单一作物的轮作。也有年内换茬，例如南方的绿肥-莲子-泽泻→油菜-水稻-泽泻→小麦-莲子-水稻轮作，这种轮作由不同的复种方式组成，因此，也称为复种轮作。连作，在同一田地上连年种植相同作物的种植方式。而在同一田地上采用同一种复种方式称为复种连作。
生态适应是植物布局的基础。应根据栽培植物的特性，因地因时种植，以充分利用自然资源，发掘生产潜力，提高农产品的数量和质量。
5
3、高效可行原则在作物布局中，必须根据当地自然、社会条件和市场需求的实际情况，合理安排和有效搭配各种植物，生产适销对路，高产优质的产品，达到生产上可行，经济上高效的目的。

农作物轮作与间作的优势及操作要点

农作物轮作与间作的优势及操作要点《农作物轮作与间作的优势及操作要点》一、农作物轮作的优势（一）土壤肥力的改善轮作能够让土壤中的养分得到合理的利用和补充。

不同的农作物对土壤中养分的需求不同。

例如，豆科植物可以与根瘤菌共生固氮，在其生长过程中会将空气中的氮气转化为植物可吸收的含氮化合物。

当豆科植物轮作到一块土地上时，就会增加土壤中的氮素含量。

而像小麦、玉米等禾本科作物对氮、磷、钾等大量元素需求较多。

如果长期在一块土地上只种植禾本科作物，土壤中的氮素等养分就会被大量消耗，土壤肥力会逐渐下降。

通过轮作，如豆科作物与禾本科作物轮作，就能维持土壤中养分的平衡，减少化肥的使用量。

（二）病虫害防治很多病虫害具有寄主专一性。

长期在同一块土地上种植同一种农作物，会使得专门侵害这种农作物的病虫害大量滋生繁殖。

例如，棉花容易受到棉铃虫的侵害，如果连续多年种植棉花，棉铃虫的虫口密度会越来越大，防治起来也更加困难。

而进行轮作后，改变了农作物的种类，使得病虫害的生存环境发生了改变。

原来在棉花上繁殖的棉铃虫，在轮作种植大豆等作物后，由于缺乏合适的寄主，其种群数量就会大大减少。

这样既减少了农药的使用量，又降低了农产品的农药残留风险，对环境和人类健康都有益处。

（三）杂草控制不同的农作物对杂草的竞争力不同。

一些农作物生长迅速，枝叶茂密，能够有效地抑制杂草的生长。

轮作可以利用不同农作物的这种特性来控制杂草。

例如，玉米植株高大，叶片宽大，在生长过程中会遮蔽地面，减少杂草的光照，从而抑制杂草生长。

当玉米轮作到一块杂草较多的土地上时，经过一茬玉米的种植，杂草的数量会明显减少。

然后再轮作其他农作物时，杂草的危害就会降低很多。

二、农作物间作的优势（一）提高土地利用率间作是在同一块土地上同时种植两种或多种农作物。

例如，在果园里间作豆科植物或者蔬菜。

果树的行距和株距较大，在其行间的土地空间如果闲置是一种浪费。

间作豆科植物或者蔬菜，就可以充分利用这些土地空间，在不影响果树生长的情况下，额外收获豆科作物或者蔬菜，提高了土地的整体利用率。

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20-30 平均
19.80 19.70
19.70 19.25
18.80 19.25
24.35 22.52
26.10 22.20
甜菜 16.90 16.90 18.25 17.63 15.55 16.55 19.60 17.10
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
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。
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。
调查日期 26/3 16/4
茬口对耕层土壤水分含量的影响（%）
层次（厘米）
小麦
马铃薯
茬谷子
口玉米
大豆
0-10
20.25 19.30 15.40 22.50 27.1
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。
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、协调和均衡地利用土壤养分和水分
各种作物的生物学特性不同，从土壤中吸收养分的种类、数量、时期和利用率也不相同。将营养生态位不同而又具有互补作用的作物轮作，可以协调前、后茬作物养分供应和均衡利用土壤养分
禾谷类：氮多豆科：氮多、磷多
油料：磷多
纤维类：氮多
块根块茎类：氮多，钾多
不同作物养分吸收比例
第四章作物轮作与连作
Crop Rotation and Continuous Cropping
轮作倒茬的作用及其地位作物茬口特性及其应用连作及其应用
相关概念
轮作：在同一田地上在不同年际之间有顺序地轮换种植不同种
类作物的种植方式。
倒茬：生产上把轮作中前茬作物与后茬作物的轮换，也称“换
10-20
21.95 20.50 13.60 21.80 31.7
20-30 平均
25.05 17.95 20.95 21.85 33.1 22.42 19.25 16.65 22.07 30.6
0-10
19.10 18.80 19.85 21.05 19.85
10-20
17.20 19.25 19.10 22.15 20.65
由于轮作具有培肥地力和减轻农作物病虫草害的作用，无须肥料、农药、劳力等资源的过多投资，只需作物合理的轮换就可获得与连作在高投入条件下相当的产量，降低了生产投资成本，提高了经济效益。
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”。
第
一年
小麦
玉米
第
二
玉米
年
大豆
第
三
大豆
年
小麦ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
定区式轮作
大豆小麦玉米
时间上的轮换：就是一块地上逐年轮换种植不同作物；
空间上的轮换：就是同一作物每年在不同的田块上种植。
两者紧密结合，时间轮换和空间的轮换顺序是一致的。
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生长和繁衍，从而达到减轻农作物病虫害目的。
东区（休闲）
羊圈
房屋
房屋
领主
公共
牧场
收场
道路
森林
领主牧场
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。
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
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：
轮作与肥力关系
轮作方式
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
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。
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。
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；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？
作物类别氮
磷钾举例
禾谷类 2.22
1
籽用豆类 4.26(1.42) 1
2.89 小麦、水稻、玉米、谷子、多穗高粱
1.19 大豆、花生
纤维类 3.22
1 2.77 棉花、大麻
油料类 1.50
1 0.89 油菜
块根块茎 3.00
1 3.66 天才、马铃薯
不同作物需水数量、时期和吸收能力也不相同。将水分适应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。
秸秆处理方式对轮作和肥力关系的影响
轮作方式
玉米→小麦→苜蓿玉米→小麦→苜蓿
施肥量
化肥
厩肥
150
0
150
0
秸杆处理
取走还田
含氮量（磅/英亩）
1955
1956
增加
2798 2809
11
2552 2673
121
第二节作物茬口特性及其应用
一、作物的茬口及茬口特性
茬口是作物在轮连作中给予后作物以种种影响的前茬作物及其茬地的泛称，它是作物轮作换茬的基本依据。
茬口特性是指栽培某一作物后的土壤生产性能，是在一定的气候、土壤条件下栽培作物本身的生物学特性及其措施对土壤共同作用的结果。根据不同作物的茬口特性，选择作物并组成适宜的轮作顺序，形成特定的轮作方式。
二、作物茬口特性的形成和评价
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）
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”。
3、在现代持续农业体系中，轮作作用重新受到重视
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
茬口
小麦大豆马铃薯玉米谷子
全氮含量（%） 0.1907 0.1809 0.1933 0.1732 0.1649
全磷含量（%）
0.2758
备注
0.1854
568
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。
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