轮作为何能减缓土壤肥力衰竭?

点击次数:   更新时间:2020-12-19 09:39     来源:聚宝盆计划软件

  轮作:在同一田地上在不同季节或年际间有顺序地轮换种植不同种类作物(单作轮作)或者复种组合(复种轮作)的种植方式。

  定区轮作:在时间上的轮换一块地上逐年轮换种植不同作物;在空间上同一作物每年在不同的田块上种植,时间轮换和空间的轮换顺序是一致的,如下图。

  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。

  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。

  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。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。

  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。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。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。

  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,既有利于充分利用土地和光、热、水等自然资源,又有利于合理均衡地使用机具、肥料、农药、灌溉用水以及资金等社会资源;还能错开农忙季节,均衡投放劳畜力,做到不误农时和精细耕作。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。

  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”。

  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。

  如在北魏贾思勰《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。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。

  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。

  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

  刘巽浩, 牟正国. 中国耕作制度[M]. 北京: 农业出版社, 1988.

  耕作方式主要有三种:免耕、休耕、轮作。外国一般都是将三种耕作方式结合来进行耕作。但在我国由于可耕地面积逐年减少,但是人口却急剧增加,入不敷出,因此土地耕作基本都是轮作,没用免耕与休耕,导致的结果就是以前的黑土地现在不黑了,以前的黄土地现在板结了,土地质量大不如以前。虽然国家提出了18亿亩红线,但是上有政策,下有对策,我占一片平原肥沃土地,还你一片山地上的地,总数是没变,但是土地质量不一样了。

  言归正传,合理轮作确实能调节土壤肥力,如谷类作物和多年生牧草有庞大根群,可疏松土壤、改善土壤结构;绿肥作物和油料作物,可直接增加土壤有机质来源。

  另外,轮种根系伸长深度不同的作物,深根作物可以利用由浅根作物溶脱而向下层移动的养分,并把深层土壤的养分吸收转移上来,残留在根系密集的耕作层。同时轮作可借根瘤菌的固氮作用,补充土壤氮素,如花生和大豆每亩可固氮6~8千克,多年生豆科牧草固氮的数量更多。

  水旱轮作还可改变土壤的生态环境,增加水田土壤的非毛管孔隙,提高氧化还原电位,有利土壤通气和有机质分解,消除土壤中的有毒物质,防止土壤次生潜育化过程,并可促进土壤有益微生物的繁殖。

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