耕作学轮作与连作课件.ppt
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- 耕作 轮作 连作 课件
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1、耕作学第五章 轮作与连作(CROP ROTATION)一、轮作换茬的作用The role of crop rotation 二、连作Continuous cropping 三、作物茬口与茬口特性Chakou(previous crop with its stubble field)and the characteristics of Chakou内 容耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作51 轮作换茬的作用与应用耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作1、轮作的定义2、轮作的作用3、轮作的发展4、轮作的运用1、轮作 Crop rotation:在同一块田地上有顺序地轮换种植不同作物的种植方式。
2、在生产上把轮作中前茬作物与后茬作物的轮换,通称“换茬”或“倒茬”。轮作形式:(1)单一作物的年间轮作:一年一熟区:大豆小麦玉米三年轮作;(2)复种轮作:冬油菜谷玉米马铃薯冬小麦/玉米玉米大豆冬小麦一、概 念耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作(3)换茬式(不定区)轮作:作物组成、轮换顺序、年限等都比较灵活。换茬的时限比较严格,但没有地块的轮换。(4)定区轮作: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,即完成一个轮作周期所需要的年限与轮作田区数目相等。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作豆类十字花科块根块茎类块根块茎类豆类十字花科十字花
3、科块根块茎类豆类123第一年第二年第三年标准轮作时空动态示意图耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作2.换茬:在同一块田地上一种作物收获以后换种另一种作物。3.重茬:一种作物收获后接连种植同一种作物。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作二、轮作的发展状况(1)战国(吕氏春秋)“今兹美禾(谷子),来兹美麦”。(2)谚语“倒茬如上粪”说明轮作的重要性,然而在现代农业中,在水肥条件的改善方面,农药在防除病虫害和农田杂草的作用上已取得了很大的成就,轮作的作用还有多大,连作行不行。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作(3)世界轮作发展状况美国曾利用农业机械化、化肥、农药等发达条件在肥沃的土壤中多年连
4、作玉米,结果导致土壤有机质匮乏,肥力降低,土壤侵蚀、病虫害严重,直至减产。英美日等国家经过长期实验证明,许多作物在轮作中较连作增产,而且同时使用氮、磷、钾化肥增产的效应,轮作也优于连作。日本国内曾经旱作物连作盛行,轻视轮作,导致产量不稳。我国农业部提出“轮作是旱田的水”。云南烤烟田轮作耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作三、轮作的作用“倒茬如上粪”。“庄稼要想好,三年两头倒”。不同的生产技术水平、农业发展阶段,轮作的主要目的不同。合理轮作有助于抑制杂草及病虫害,也有利于改善植物养分的供给,防止土壤流失,降低水资源的污染,因此,作物轮作是可持续农作制度的一项核心内容。耕作学第五章第五章轮作与连
5、作轮作与连作1轮作能均衡地利用土壤养分和水分(1)不同作物要求养分的种类和数量不同禾谷类需氮肥、豆科需磷钙肥、薯类烤烟需要钾肥、油菜荞麦能利用土壤中的难溶性磷。(2)吸收水分和营养元素的能力也不同这是和根系深度、根量和根系吸收能力相关的,一般玉米、高粱、向日葵等根系较深,马铃薯、水稻、谷子、豌豆等相对较浅。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作2轮作能调养地力,改善土壤物理化学状况,减少水土流失(1)作物的茎秆、残茬、根系、落叶能补充土壤有机质和养分。如:麦稻返还多,豆类返还少;但能固氮养地,且返还的叶子多;增加生物多样性,创造良好的根际和土壤微生物环境,改善土壤肥力化学性状。在有豆科作物轮作
6、系统中,由于生物固氮作用,秸秆还田后氮的归还率提高。除去从土壤中吸收的氮素,稻稻紫云英轮作中生物固氮量占两季稻需氮量的26,花生油菜轮作中占油菜需氮量的150。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作红壤区不同轮作系统中作物的养分积累量(红壤区不同轮作系统中作物的养分积累量(kg/hakg/ha)轮作组合作物NPK稻稻油菜全部195.043.7212.9秸秆66.010.0183.0稻稻大麦全部187.538.0217.9秸秆61.56.5166.8稻稻紫云英早晚稻433.576.0288.8紫云英163.517.7102.1花生油菜花生97.59.834.9油菜39.013.136.1耕作学第
7、五章第五章轮作与连作轮作与连作(2)水旱轮作对改善稻田的土壤物理状况意义重大长期水稻连作,土壤发僵,容重增大,空隙度降低。水旱轮作后土壤可以利用旱期得以脱水,经过干湿交替和冻融交替,土壤变得酥松,改善了土壤的通气状况,好气性土壤微生物增加,有机质积累与矿化得到协调,速效养分增多,促使有机质腐殖化。同时土壤团粒增多,可塑性增加,容重与凝集力减小,土壤物理性状得到改善,从而易于耕作,作物根系良性发育。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作(3)减少水土流失南方丘陵地特别是云贵高原的山地水土流失很严重,采取多种作物一年多熟分带轮作,地面周年有作物生长,形成根不离土、土不离根的生物覆盖层,大大减少了水
8、土流失。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作3轮作能调节作物茬口季节茬口季节特性指前作收获季节和后作栽培季节的早晚。在宜连作地区(特别是一年一熟地区),连作作物常会造成争季节的矛盾和劳力、机械的紧张。而在一年多熟地区,每种作物要求适时早播早栽,这是复种高产的关键。轮作生育期不同、茬口季节早晚不同的作物,有利于缓和作物间或品种间争季节的矛盾和劳力、机械的紧张度。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作4.轮作能减轻病虫草害(1)防治病虫害(主要是土传病害,无污染、低成本)换种非寄主作物,使土壤中的病原逐渐减少和消亡。合理轮作换茬,可以使那些寄生性强、寄主植物种类单一及迁移能力小的病虫因食物条件恶
9、化和寄主的减少而大量死亡。腐生性不强的病原物如马铃薯晚疫病菌等由于没有寄主植物而不能继续繁殖。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作作物生理生态特性不同,轮作中前后作物搭配,既有利于充分利用土地、降水和光、热等自然资源,又有利于合理使用机具、肥料、农药、灌溉用水与资金等社会资源,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害的作用,无须肥料、农药等资源过多的投资,降低了生产投资成本,提高了经济效益。5 5、轮作有利于合理利用农业资源,提高经济效益、轮作有利于合理利用农业资源,提高经济效益利用前作的根际微生物和根系分泌物抑制后作病害的发生,如甜菜
10、、胡萝卜、洋葱、大蒜等根系分泌物可抑制马铃薯晚疫病发生。通过前后茬作物管理措施和田间环境条件(养分、水分、通气状况)的剧烈变化而达到抑制和消灭病原的效果。还可以改变环境和食物链组成,抑制病虫害的正常繁衍生长,最终减轻农作病害,提高作物产量。轮作可以促进土壤中对病原物有拮抗作用的微生物的活动,从而抑制病原物的滋生。大豆连作与轮作得孢囊线虫和根瘤密度前作大豆高粱玉米谷子草木樨向日葵孢囊线虫密度(个/株)根瘤数(个/株)单株干重(g/株)16.239.62.931.487.35.721.0124.47.210.6383.65.530.476.55.765.488.46.25耕作学第五章第五章轮作与连
11、作轮作与连作通过换种非寄主作物,使寄生性杂草(如大豆菟丝子)种子发芽后找不到寄主而死亡;利用前作的根系分泌物抑制后作杂草的发生,如小麦根系的分泌物可以抑制茅草的生长。换种不同类型的作物,使生态适应性或形态与作物相似的伴生性杂草(如麦田野燕麦、毒麦,稻田的稗草,谷子地的狗尾草等等)容易结合土壤耕作等田间管理措施而得以防除;通过水旱轮作,使前后茬作物田间环境条件发生剧烈变化,从而达到抑制和消灭杂草的效果。这一措施对防除多年生恶性杂草效果非常好。(2)防除农田杂草:耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作不同种植方式下杂草种子库的变化(魏守辉等,2005)水稻-小麦玉米-小麦2年后大豆-小麦2年后杂草
12、种子库密度CK-27.16%-44.44%种子库中主要杂草陌 上 菜、异 型 莎草、菵草、水苋 菜、千 金 子等马唐、碎米莎草、飘拂草的相对优势度显著上升,鸭舌草、水苋菜、菵草的相对优势度显著下降通泉草、马唐、鳢肠、飘拂草的相对优势度显著上升.玉米-小麦轮作种子库的物种多样性指数高于大豆-小麦轮作和水稻-小麦轮作,玉米-小麦与大豆-小麦轮作种子库的物种组成相似性较高耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作四、轮作的运用1、生产水平差异(1)低产田:倒茬,维持土壤氮素平衡、有机质平衡、土壤结构改良、控制杂草、养地效果(2)高产田:高投入,连作,在防治病害方面有时仍需轮作换茬2、水旱轮作(改善土壤理
13、化性状)双季稻玉米水稻(1)通气性,三相比,氧化还原电位提高,促进土壤微生物(2)防止病虫草害,十分有效(3)小麦水稻小麦/玉米水稻耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作3、草田轮作?草田轮作的突出作用是显著增加土壤有机质和氮素营养。?在水土流失严重的地区,多年生牧草可以有效地保持水土,在盐碱地区还可以降低土壤盐分含量。?有利于农牧结合,增产增收,提高经济效益。?欧美:四年生苜蓿每亩地残茬有机物 840公斤,草木樨 500公斤、豌豆45公斤;?固原试验,草木樨两年后压青,土壤水稳性团粒含量增加42%,容重降低0.28g/cm3,孔隙度增加34%耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作不同作物对连
14、作的反应Responses of different crops to continuous cropping 连作的危害与消除途径Harms of continuous cropping and coping strategies 连作的应用Application of continuous cropping 52 连作Continuous Cropping耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作一、概念一、概念连作(continuouscropping)同一田块连年种植相同的种植方式。1、单作连作小麦小麦小麦(一年一熟,连作)2、复种连作:在同一田地上采用同一种复种方式的连作称复种连作。小麦
15、水稻小麦水稻(一年两熟,连作)小麦/棉花小麦/棉花(一年两熟,连作)小麦/玉米水稻小麦/玉米水稻(一年三熟,连作)耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作二、不同作物对连作的反应忌连作的作物、不耐连作的作物、耐短期连作的作物、耐连作的作物日本研究:番茄、黄瓜、陆稻、豌豆、大豆、西瓜、白菜等65种作物连作有害;水稻、洋葱、甘薯、玉米、小麦、大麦、胡萝卜等 连作无害耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作作物对连作的反应作物对连作的反应1、忌连作的作物Flax,water melon,kenaf,cotton,etc.耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作(1)这类作物连作会引起严重土壤病虫害(特殊病
16、害和根系分泌物的影响),作物生长严重受阻,植株矮小,减产严重,或绝收。种植一年后,宜间隔五年后再种。(2)包括茄科的马铃薯、烟草、番茄、西红柿;葫芦科的西瓜、亚麻、甜菜等为典型代表。(3)忌连作的原因:根际微生物发生变化,病害多;根分泌物对作物生长造成危害。如:甜菜的根结线虫病;西瓜根系的分泌物(水杨酸)等;耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作作物对连作的反应作物对连作的反应2、不耐连作的作物(间隔4年):耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作作物类型:以陆稻、豌豆、大豆、蚕豆、大麻、黄麻、向日葵、辣椒为代表。为害的表现:生长发育受抑制,造成较大幅度减产。为害的原因:多为病虫害所致。为害的事
17、例:陆稻的轮线虫及镰刀菌。间隔3-4年种植一次。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作作物对连作的反应作物对连作的反应3、耐短期连作的作物(连作年后间隔年):Mungbean,soybean(in multi-cropping systems),fababean,peanut,sweet potato,potato,sesame,canola/rape,sugarcane,sunflower,pumpkin,onion,garlic,hemp,etc.马铃薯连作会引起严重病虫害,宜实行合理轮作。耐短期连作型:这类作物可连作2 年后,停种23 年再种,连作时间过长,减产。作物种类:该类作物对连作
18、的反应为中等类型。以甘薯、紫云英、萝卜等为代表。耕作学第五章第五章轮作与连作轮作与连作作物对连作的反应作物对连作的反应4、耐连作的作物Paddy rice,wheats,maize,paddy field green manures,cotton,etc.玉米褐斑病玉米褐斑病重病田应和其他作物轮作2-3年。耐连作型:这类作物耐连作的程度高,一般土传病虫害较轻,在精管足肥时,可连作3年以上(有的多达10年),无明显减产。例如,英国试验结果,小麦连作80年,产量依然较稳定。作物类型:如水稻,棉花,甘蔗,玉米,麦类作物,只要农业技术措施合理,可进行多年连作。水稻、麦类、玉米、水田绿肥等。耕作学第五章
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