杜守宇研究员宁夏农业技术推广总站
2017年12月18日
一、合理轮作的作用
轮作是指在同一地块上，在不同的年际之间有顺序的轮换种植的不同作物或种植模式的种植方式。
合理轮作是通过合理的安排作物种植的年际间的种植顺序，起到蓄水保墒，充分而合理的利用全年自然降水和土壤中储存的水分，均衡地利用土壤养分，改善土壤理化性状，调节土壤肥力，防治和减轻病虫危害，防除和减轻田间杂草的作用，达到合理利用农业资源，提高经济效益的目的。
二、连作造成马铃薯减产的原因
马铃薯最忌连作、迎茬。马铃薯也不直接和其他茄科作物如烟草，茄子、辣子、西红柿等换茬，甜菜等块根作物也不与马铃薯轮作。据报道，马铃薯连作三年或与茄科作物轮作，不论施肥与否，都减产2/3以上。迎茬种植即种一年隔一年，减产15.3%。又据固原农技站调查，连作一年减产5—10%，连作两年减产10—15%，连作三年减产20%以上。同时导致淀粉含量、商品率和品质降低。
1、农田肥力下降，养分失衡。马铃薯是喜肥作物，尤其对钾吸收比例高，数量大，同时对氮和钙的消耗量也较大，年年种植马铃薯，必然造成土壤中这些元素的严重匮乏，使土壤中的养分比例严重失调，作物生长发育受阻，产量下降。据报道种一年马铃薯，隔一年再种马铃薯则比三年以上轮作土壤0—20cm的速效钾含量减少36.8%。
2、土壤蓄水保墒能力下降。
马铃薯根系发达，分布较深，是需水较多的作物，蒸腾系数达400—600，即形成1公斤干物质消耗400-600公斤水，马铃薯产量相对较高，其生物产量比麦类作物高2.5—3倍，单位面积的耗水总量大大超过了麦类作物。马铃薯块茎含水量又高达75—80%，地上部分的含水量达70—90%，保持自身正常生理活动所需水分比谷类作物多，同时收获时从土壤中带走的水分比禾谷类作物多。如666.7㎡产块茎按1000公斤计算其生物产量为2000公斤，其中，块茎干物质重为200公斤，植株干物质重约200公斤，合计干物质中400公斤，水分为1600公斤。相当于生育期集中降水300mm，这一需水量还不包括地面蒸发，仅地上部分和块茎每亩就要从土壤中带走水分1600公斤。从以上推算可以断定，在同一降雨条件下与谷类作物比较，马铃薯茬的土壤水分是较低的。因此连作会造成土壤水分难以得到恢复，遇到旱年更为严重，致使减产。
3、马铃薯的病虫害加重。
连作能使危害马铃薯的病菌在土壤中的潜藏量越来越多，通过土壤和残株传播的病虫害加重。马铃薯环腐病、黑茎病、青枯病、早疫病等会大量发生；一些专食性或寡食性的害虫，如线虫也会发生；一些伴生性和寄生性杂草危害加重，如狗尾草，菟丝子、固子蔓等与马铃薯争夺养分、水分、争夺空间、恶化生长环境。因此，连作产量锐减、品质下降，连作年限越长减产速度越快。实施马铃薯与其他作物轮作，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害的正常生长和繁衍，从而达到减轻马铃薯病虫害和提高产量的目的。据资料介绍，连作八年的马铃薯其疮痂病的发病率为96%。接种一茬萝卜再种马铃薯是则疮痂病发病率显著降低，只有28%。又据研究，某些障碍性病、虫、草害，特别是病害，即使应用最新型的农药也无济于事，唯有轮作才能有效的控制这类病害。
4、马铃薯根系有毒物质累计增加。
在马铃薯生长过程中，根系不仅从环境中摄取养分和水分，同时也向生长介质中分泌质子，释放无机离子，溢泌或分泌大量的有机物。这些物质和根组织脱落物一起统称为马铃薯根分泌物，马铃薯的根分泌物主要为含氮和不含氮的有机化合物，根分泌物组成和含量的变化是植物响应环境胁迫最直接、最明显的反应。由于连作使环境胁迫下土壤微生物种群、土壤酶活性发生变化、酶的活动性下降，根细胞内氧自由基大量积累并产生毒害作物，细胞的活性增强；细胞膜脂产生过氧化作用，膜结构遭受破坏，透性增强；连作也使还原性有毒物质积累加强，这些有毒物质对马铃薯根系生长有明显的作用。马铃薯属茄科作物，因此不能直接和其他茄科作物如烟草、茄子、辣子、西红柿等换茬。因茄科类作物在土壤中吸收营养物质种类与马铃薯大致相同，并有互相感染的共同病虫害。甜菜等块茎作物不与马铃薯轮作，因与马铃薯同属喜钾作物，轮作后常导致土壤钾肥不足,同时还有共同的病虫害如疮痂病、线虫病。马铃薯与禾谷类作物、油料、豆类可以轮作，因为这些作物病虫害及杂草的危害，营养类型也不同。而且马铃薯是中耕作物，经多次中耕，地疏松又少杂草，是禾谷类作物、油料作物的良好前茬。如把收后的茎叶压入田间做绿肥，则对后作增产更有利。
三、合理轮作的类型与方式
根据马铃薯忌连作、迎茬的要求及宁夏生态气候类型多样的特点，目前轮作的类型与方式如下：
1、干旱区、半干旱偏旱区的类型与方式
{C}（1）{C}休闲轮作制：利用休闲蓄纳雨水，熟化土壤，恢复地力，歇地比糜子、荞麦地土壤含水量平均高30%，种马铃薯出苗率提高40%，杂草少6.6—11倍，增产80%至1倍。
其轮作方式：歇地→地膜西瓜→马铃薯→糜、谷；
歇地→马铃薯→地膜玉米→向日葵（一膜两年用）
{C}（2）{C}半休闲轮作制，利用扁豆、豌豆代替歇地轮作方式
豆类→马玲薯→地膜玉米→向日葵（一膜两年用）
豆类→小麦→马铃薯→糜、谷
2、半干旱区类型与方式：
{C}（1）{C}换茬轮作：马铃薯与豆类，禾谷类作物轮作为好，既有较好土壤水分、养分条件，又能减轻病虫害的防治。
其轮作方式：豆类→小麦→小麦→马铃薯；
豆类→马铃薯→小麦→胡麻；
豆类→小麦→小麦→玉米→马铃薯。
上述轮作制的优点：一是豆类是典型的豆科作物。它能恢复提高土壤的肥力和蓄水能力。据测定，豆茬比连作麦茬有机质增加2.3g/kg，含氮增加0.12g/kg，速效氮增加12.5mg/kg，速效磷增加1.77mg/kg；增加了土壤蓄水保墒能力，提高了水分有效利用率，春播前测定，0-200cm土层内土壤贮水量比麦茬地多12.6mm，比胡麻茬多28.68mm，为马铃薯的生长发育制造了良好的土壤条件。二是小麦茬被安排为马铃薯的前作，因小麦收获早，能伏耕晒垈蓄水，加速土壤养分的转化，据测定连作二年的麦茬地，土壤有机质含量仅比豆茬地低2.9g/kg，比胡麻茬高3.6g/kg，速效氮仅比豆茬低4.18mg/kg，比胡麻茬多20.5mg/kg，速效磷比豆茬低8mg/kg，比胡麻茬多5.29mg/kg；土壤含水量比糜茬地高30%。同时杂草少、病虫害轻，因而使马铃薯增产30%。三是玉米被安排为马铃薯的前作，玉米施肥量充足又是地膜栽培，留膜留茬过冬，早春清理残膜后，整地种植马铃薯，土壤含水量高，比秋耕地土壤含水量高2.9个百分点，而且杂草少，病虫害轻，同时也适应了玉米面积扩大的现实。
（2）粮草轮作：将草木栖，苜蓿纳入轮作恢复提高地力，把草木栖纳入轮作，土壤有机质可增加1.4-2.12倍，土壤全氮增加46%，磷增加11-23.6%，水介氮增加19.8-36%，土壤水稳定性团粒增加42%，容重低0.28g/cm³，孔隙度增加34%，抗旱保墒能力提高，增产幅度达41.6-164%。二年生的苜蓿地有机质和全氮分别增加10.2g/kg和0.58g/kg，三年生的苜蓿地有机质全氮增加10.71g/kg和0.648g/kg，增产幅度50%至一倍。
其轮作方式：
草木栖（1-2年）→春小麦→马铃薯→
苜蓿（4-5年）→糜子→马铃薯
3、阴湿区：换茬轮作，指与马铃薯与豆科、禾本科作物轮作。
其轮作方式：小麦→小麦→小麦→马铃薯
豆类→小麦→小麦→马铃薯
4、引黄灌区：小麦×玉米→小麦×玉米→小麦×玉米→马铃薯
玉米→玉米→玉米→马铃薯
瓜类→马铃薯→玉米→玉米