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栽培技术

合理轮作是获得稳产高产的有效措施

 

    轮作是在一定年限内,在同一块土地上,按预定的顺序,轮换种植几种不同种类的作物的做法。实行轮作,合理搭配前后茬种植的作物,是一项有效的增产措施。合理轮作的主要作用有以下几方面:

    其一,改善土壤结构和提高土壤的肥力:各种作物根系分布的深浅不同,吸收土壤养分的层次就不同,对土壤养分的吸收种类和数量也不同。如豆类作物有共生根瘤菌吸收氮素较少,又能增加土壤有机质。因此,在同一块地上轮换种植多种作物,不仅可以使土壤中营养元素得以充分利用,还可使土壤肥力得到恢复,是用地养地相结合的有效措施。

    杂交蓖麻与不同作物轮作对改良土壤,增加土壤团粒结构都有一定作用。其中最重要的变化是轮作的土壤容重均小于连作,而孔隙度大于连作,其原因是蓖麻具有较深且发达的根系,在土壤中伸展使之变得更加疏松,导致轮作后土壤容重变小,孔隙度增加。可见,浅根作物与深根作物轮换种植,可以使作物根部起到像手工或机械来完成的松土作用一样的作用。这一点在免耕和少耕实践中更加重要,可以提高水分渗透率,春季播种的小粒谷类作物通常消耗约1.0m深的土壤水,相比之下,蓖麻则是能够利用2.0m以上深度的土壤水的深根作物。因此,合理轮作是获得稳产高产、优质高效的有效措施。

    肥料利用率是经济合理施肥的一个重要参数,旱田土壤氮肥利用率一般在10~30%,磷肥利用率为10~25%,利用率较低,特别是白浆土地区氮、磷肥料利用率更低。从而造成生产成本增加,作物增产不增收,经济效益不高。同一作物轮作或连作对肥料的利用率有所不同,从肥料利用率变化看,连作高于轮作,说明连作作物对肥料中养分的吸收量较多,而轮作倒茬可加快土壤中有效养分的释放,使作物对土壤养分的依存率提高。因此生产上对轮作、连作作物氮、磷肥施用要有侧重,轮作时施肥量可以比连作时少一些,以提高化肥在作物增产方面的作用。

    杂交蓖麻轮作还能够影响土壤酶的活性,土壤酶来源于土壤微生物和植物根系的分泌,是土壤生态系统中物质循环和能量流动过程的重要动力,土壤中进行的一切生物和化学过程都必须有酶的催化作用才能完成。轮作地块土壤中酶活性明显强于土壤,不同轮作作物的影响不同,一般都比连作提高,如与禾本科作物轮作转化酶活性比连作高22.87%。脲酶活性比连作高13.96%,过氧化氢酶活性比连作高25.53%,多酚氧化酶活性为连作的1.93~3.09倍。原因在于一方面作物根系是许多酶类的主要来源,另一方面作物残体(包括茎、叶等)引起土壤有机质数量和微生物区系的变化,土壤酶活性也随之改变。

    轮作对土壤有机质的变化也有一定影响,一般认为杂交蓖麻轮作可以有效地减缓土壤有机质的分解速度,保持土壤较高的有机质含量。土壤有机质是土壤肥力的重要物质基础,它对土壤肥力的作用不仅决定于其数量,也决定于其质量,尤其是和动态有关的质量。氧化稳定性是土壤有机质的一个重要性质,体现了土壤中有机矿质复合体的动态趋势,与有机质抵抗氧化的能力有关,关系到有机质分解的难易,也是土壤肥力演变的一项指标。轮作栽培模式提高了养分的释放速率,有利于后茬作物对土壤养分的吸收,在轮作倒茬过程中利于肥力的持续供给,氧化稳定性有显著的改善。轮作系统有利于有机碳量的增加,能更好的促进土壤有机碳和易氧化有机碳的积累,在培肥地力方面有较大作用。

    其二,抑制病虫害的发生:每种病虫害都有一定的寄主范围或适宜作物,同种病虫害往往危害亲缘关系较近的作物,而对亲缘关系较远的则危害轻或不危害。所以实行轮作,可以减少土壤中病菌的积累,甚至可使病菌或害虫长期失去“寄主”而死亡。蓖麻与不同作物轮作后土壤的微生物结构发生了改变,与连作相比,用不同作物轮作后的土壤细菌和放线菌数量明显升高,真菌数量明显降低,氨化细菌和硝化细菌数量增加。

    其三,减轻杂草和寄生草的危害:轮作增加了作物种类,也就增加了防治杂草的措施。杂草种子库是农田杂草发生危害的根源。有研究表明,合理的作物轮作是一种非常有效的生态控草措施,能有效减少土壤种子库中的杂草种子数量,降低次年杂草危害。种植制度与杂草群落的组成和草害发生程度紧密相关。一方面,不同作物的生长要求有不同的光照、水分条件,需要进行不同的播种、施肥、除草等耕作栽培措施,这在客观上造成了田间特定的光照、水分条件,从而对某些杂草的萌发及生长加以选择。另一方面,杂草的生物学及生态学特性各不相同,对环境条件的适应能力不一致,在特定的环境条件下,其发生危害程度也不同。例如,通过轮流种植小粒谷类作物和中耕作物,可以减少野芥菜的数量。在小粒谷类作物中经常出现的单子叶杂草数量,可以在轮作中耕作物时使用选择性除草剂来控制。

    作物轮作影响蓖麻种子密度和种类组成的机制在于通过种植不同的作物,提供了多种方式的资源竞争、土壤翻耕和杂草管理策略,这些措施形成了一种多样化的环境,限制了某些对单一种植系统有着良好适应性的杂草种类的生长。不同的作物组合及轮作序列可导致种子库中杂草的种类和组成发生变化,从而影响未来田间杂草的发生危害。用杂草综合管理的标准来衡量,不同作物轮作模式的综合控草效果要高于单一连作系统,比化学除草具有更大的生态经济效益,因而值得的杂草管理过程中加以合理应用。

    其四,调节土壤水分的含量:蓖麻耐干旱是因为蓖麻根系强大,扎的深,分布范围广,对深层土壤的水分吸收能力强,连续种植会造成土壤含水量降低,引起土壤水分缺乏,形成土壤干层。通过和浅根系作物的轮作,经过一年的时间,在0~3.0m的土壤剖面水分整体可以得到恢复。根据对不同轮作方式的耗水量和水分利用效率的研究评价,结果发现,在当前生产水平下,各种作物收获后0~2.0m土层内都还存有一定数量的有效水分。蓖麻与小麦轮作较蓖麻连作具有较强的调节土壤水分的能力,对水的利用效率较高。只要安排合理轮作,在干旱、半干旱的山区发展以蓖麻为主的油粮轮作制是完全可行的。

    蓖麻地水分恢复的空间分布也因气候条件、土壤类型和降雨格局变化而不同。降水在土壤中的入渗速度很快,这与种植蓖麻种子后土壤结构良好有关,土壤渗透性好。有利于保持秋季降水,使土壤水分在冬季能够保持基本稳定,达到恢复土壤水分的作用。

    利用轮作调节土壤水分对于干旱、半干旱地区以及山坡地提高蓖麻和粮食产量具有重要的意义,相对而言,对于水浇地的影响相对较弱。

    其五,消除土壤有毒物质:任何一种作物,长期固定生长在同一个地方,必然会产生很多对自身生长发育有毒、有害的物质,从而产生所谓的“自毒现象”,这对作物的生存和发展是极为不利的。

    轮作对于消除农田土壤中各种有毒、有害物质的积累是非常有效的。其原因主要有两个方面,一是当农田实行轮作,改种另一种作物后,对原作物有毒、有害物质,可能会成为改种作物的无毒、无害物质,甚至变成其营养物质而被吸收利用。二是由于改种另一种作物,使原有的农田土壤生态环境自然地发生了改变,包括通气性、透光性和耕作栽培措施等,这就使得原有的有毒、有害物质会在新的条件下发生转化或分解,如大分子物质降解为多个小分子物质,从而使物质的性质发生了根本改变,有毒、有害物质变成了无毒、无害物质,甚至成为有益物质或营养物质。

    其六,提高蓖麻种子作物产量:轮作能提高作物产量,这早已为国内外所公认,轮作被认为是“不花钱”的增产技术。在我国广泛流传的“年花年稻,眉开眼笑”、“谷后谷,坐着哭;豆后谷,享大福”等谚语,就足以说明轮作的增产作用和连作带来的不利影响。一般认为,合理的作物轮作,可使作物至少增产5~8%,有的甚至可高达20%左右。

    蓖麻田实行轮作,使土壤生态环境得到不断改善,光、热、水、气、土各种营养元素得到充分协调和利用,对于丰富土壤生物多样性起到了良好作用。土壤生物种类和数量的增多,又反过来促进土壤生态条件的进一步改善,从而又进一步有利于作物的生长和发育,有利于蓖麻的高产稳产和持续增产。

    对于因条件限制而无法进行轮作的土地,应采取相应的措施克服或缓解连作障碍。首先,选用高产抗病品种,如淄博市农业科学研究院“淄蓖麻5号”、“淄蓖麻9号”等,提高蓖麻自身的抗病抗逆能力。其次,进行深翻晒垡,深度达到30cm,打破犁底层,加深耕作层,降低虫口密度和病原菌基数,为蓖麻高产创造一个良好的土壤环境。第三,增施优质有机肥和磷、钾肥。同时,可以使用微生物肥料,促进作物根际有益微生物群落大量繁殖,抑制有害菌生长,减少病菌积累,调节营养失衡,酸碱失调,提高根系活力,增强蓖麻种子抗性。第四,使用土壤消毒药剂和促根剂,可以在一定程度上消除或减弱土壤连作带来的病虫危害。