輪作休耕——土地休養(yǎng)與高效利用的智慧

木子耕夫

農(nóng)業(yè)輪作，顧名思義就是在同一田塊上有順序地輪換種植不同的作物，可以在一年內(nèi)不同的季節(jié)間輪換，也可以在年度間輪換。比如在北方作物生長(zhǎng)季很短，一年只長(zhǎng)一熟作物，今年種小麥，明年長(zhǎng)玉米，后年長(zhǎng)大豆，這就是“小麥—玉米—大豆”三年輪作模式。南方溫暖，生長(zhǎng)季長(zhǎng)，可以一年長(zhǎng)兩三熟，比如稻—麥輪作、稻—油輪作，或麥—稻—稻、油—稻—稻，可以跨年度安排作物種植模式，比如第一年麥—稻，第二年油—稻，第三年肥—稻，三年一個(gè)輪回一個(gè)周期，形成一個(gè)相對(duì)固定的種植制度。這就是輪作在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。為什么要輪作呢？輪作的概念與連作是相對(duì)的，相反的。連作就是在同一塊地里，連續(xù)耕種同一種作物，比如連年種水稻，連年種蔬菜，而且是專業(yè)種植同一類型的作物，按理說專業(yè)種植同一種作物，你就會(huì)成為名副其實(shí)的專業(yè)種植專家，就可以向市場(chǎng)持續(xù)不斷穩(wěn)定地供應(yīng)同一種產(chǎn)品，就會(huì)極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。可是地力不允許，在同一塊地上連續(xù)種植同一種作物，幾年以后你會(huì)發(fā)現(xiàn)非如人愿，作物產(chǎn)量會(huì)逐年下降，作物病害會(huì)逐年加重，比如草莓連作2年，死苗率會(huì)達(dá)到20—30%，到最后甚至無法持續(xù)下去，逼著我們不得不改種其他作物，這就是我們常聽說的連作障礙。在同一塊地上長(zhǎng)期種植同一種作物為什么會(huì)出現(xiàn)連作障礙呢？這有多重原因：單一作物長(zhǎng)期連作，會(huì)選擇性吸收特定養(yǎng)分，導(dǎo)致土壤中某種元素嚴(yán)重缺乏，而其他元素可能過剩，根據(jù)土壤肥力水桶定律，這種養(yǎng)分失衡會(huì)嚴(yán)重影響該作物的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。而輪作不同的作物，有的喜歡這種元素，有的喜歡那種元素，有的根系深，有的根系淺，可以均衡地利用農(nóng)田里的養(yǎng)分，避免土壤養(yǎng)分失衡狀況的發(fā)生。長(zhǎng)期連作單一作物，客觀上還會(huì)為某些土傳病原菌和害蟲提供穩(wěn)定的宿主環(huán)境，導(dǎo)致這些病原菌和害蟲會(huì)呈指數(shù)級(jí)增加，而某些有益菌或益蟲也會(huì)因缺乏多樣性而不斷減少。這就是多年連作同一種作物，病蟲害會(huì)不斷加重的原因。其實(shí)健康的土壤依賴多種細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物的協(xié)同作用維持功能。而連作這種單一的生態(tài)結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致土壤微生物的生態(tài)失衡，從而影響作物的生長(zhǎng)。更有意思的植物本身還有一種不可想象的自毒現(xiàn)象。要理解植物根系的自毒現(xiàn)象，首先要從植物根系分泌的化學(xué)物質(zhì)說起。植物根系為什么能在土壤中不斷長(zhǎng)大，吸取養(yǎng)分？其秘密武器就是它能分泌一些酸類、酚類、糖類等化學(xué)物質(zhì)，一些固態(tài)的養(yǎng)分只有通過強(qiáng)酸的溶解，才能被作物的根系“咬”下來吃進(jìn)去。除了溶解養(yǎng)分外，植物根系分泌的化學(xué)物質(zhì)還有自我保護(hù)的作用，會(huì)殺死土壤中的有害真菌、害蟲，保護(hù)脆弱的幼根免受傷害。植物根系分泌物還會(huì)像膠水一樣把土粒膠合成多孔穩(wěn)固的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，為植物根系在土壤中安營(yíng)扎寨打下穩(wěn)固的根基。植物根系分泌化學(xué)物質(zhì)還有警示驅(qū)趕其他植物的作用，抑制其他植物種子萌發(fā)和根系生長(zhǎng)，為其自身生長(zhǎng)爭(zhēng)取更多的陽(yáng)光、水分和養(yǎng)分，這種抑制作用也會(huì)傷害到自身后代的生長(zhǎng)繁衍，也就是傷敵一千自損八百。這就是我們要說的植物自毒現(xiàn)象。按理說，植物在進(jìn)化過程中會(huì)進(jìn)化出有利于植物自身繁衍的機(jī)制才對(duì)，植物怎么還會(huì)自毒？怎么會(huì)對(duì)自己的后代下手？這不是與生物進(jìn)化規(guī)律相矛盾嗎？其實(shí)這不難理解，自毒效應(yīng)實(shí)際上是在告訴后代：“這里已經(jīng)被我占領(lǐng)，資源快耗盡了，而且環(huán)境很‘卷’，你們不要擠在這里內(nèi)耗了，想辦法（借助風(fēng)、動(dòng)物）去更遠(yuǎn)的地方開辟新王國(guó)吧！”由此可見，植物自毒現(xiàn)象雖然在微觀上限制了個(gè)體的發(fā)展，但在宏觀上促進(jìn)了物種的擴(kuò)散。植物連作障礙還有一種特殊的情況，比如大棚設(shè)施連作蔬菜，長(zhǎng)期得不到雨水的滋潤(rùn)和淋洗，地下水會(huì)不斷通過土壤毛細(xì)管上升到地表蒸發(fā)掉，由于地下水含有大量的鹽分，這些鹽分會(huì)不斷積累到地表，造成土壤返鹽，成為新的鹽堿地（地表常見白色鹽霜），這樣的土壤板結(jié)，作物根系無法正常伸展，蔬菜產(chǎn)量大幅下降，這就是我們常見的大棚蔬菜連作障礙。即使變換不同的蔬菜花色品種，這種現(xiàn)象也不會(huì)改變。對(duì)于出現(xiàn)連作障礙的蔬菜大棚，要及時(shí)揭棚淋雨，水洗鹽分，同時(shí)要增施有機(jī)肥，以恢復(fù)地力。當(dāng)然最好還是輪作，拆除大棚，種植水稻，以水洗鹽，實(shí)行水旱輪作，徹底改變土壤的鹽堿狀況。既然作物連作有很多的弊端，那作物輪作就有許多好處。首先就是能有效防治病蟲草害。作物的許多病害如煙草的黑脛病、蠶豆根腐病、甜菜褐斑病、西瓜枯萎病等都通過土壤侵染。如將感病的寄主作物與非寄主作物實(shí)行輪作，便可消滅或減少這種病菌在土壤中的數(shù)量，減輕病害。對(duì)為害作物根部的線蟲，輪種不感蟲的作物后，可使土壤中的蟲卵大大減少，從而減輕對(duì)下茬的危害。合理的輪作也是綜合防除雜草的重要途徑，因不同作物栽培過程中所運(yùn)用的不同農(nóng)業(yè)措施，對(duì)田間雜草有不同的抑制和防除作用。如密植的谷類作物，封壟后對(duì)一些雜草有抑制作用；玉米、棉花等中耕作物，中耕時(shí)有滅草作用。水稻插秧前撈取水面上的飄浮物可大量清除田間草籽。一些伴生或寄生性雜草如小麥田間的燕麥草、豆科作物田間的菟絲子，輪作后由于失去了伴生作物或寄主，能被消滅或抑制為害。水旱輪作可在旱種的情況下抑制水生雜草，并在淹水情況下使一些旱生型雜草喪失發(fā)芽能力。合理輪作可均衡利用土壤養(yǎng)分。各種作物從土壤中吸收各種養(yǎng)分的數(shù)量和比例各不相同。如禾谷類作物對(duì)氮和硅的吸收量較多，而對(duì)鈣的吸收量較少；豆科作物吸收大量的鈣，而吸收硅的數(shù)量極少。因此兩類作物輪換種植，可保證土壤養(yǎng)分的均衡利用，避免其片面消耗。合理輪作可有效調(diào)節(jié)土壤肥力。谷類作物和多年生牧草有龐大根群，可疏松土壤、改善土壤結(jié)構(gòu)；綠肥作物和油料作物，可直接增加土壤有機(jī)質(zhì)來源。另外，輪種根系深淺不同的作物，深根作物可以利用由淺根作物溶脫而向下層移動(dòng)的養(yǎng)分，并把深層土壤的養(yǎng)分吸收轉(zhuǎn)移上來，殘留在根系密集的耕作層。同時(shí)輪作可借根瘤菌的固氮作用，補(bǔ)充土壤氮素，如花生和大豆每畝可固氮6～8千克，多年生豆科牧草固氮的數(shù)量更多。懂得了作物輪作的好處，我們就能合理利用不同作物的特性，進(jìn)行合理輪作。比如有的作物是越冬作物，秋天播種，越冬后經(jīng)過一段時(shí)間的生長(zhǎng)，到了初夏就能成熟，比如小麥、大麥、黑麥、燕麥、油菜、蘿卜、蠶豆、豌豆等。而水稻、玉米、大豆、花生、各種瓜類、茄果類、薯類，春天到夏天都可以播種，到了秋天就都要成熟。利用這個(gè)特點(diǎn)，就可以跨年度進(jìn)行輪作安排，比如稻麥輪作，稻油（油菜）輪作，稻肥（綠肥）輪作，也可麥豆（大豆）輪作，麥?zhǔn)恚ǜ适恚┹喿?，麥瓜（西瓜）輪作，麥棉輪作，形成各種各樣的組合。在選擇不同作物搭配時(shí)，既要選擇有較高收益的作物，又要選擇自已有種植經(jīng)驗(yàn)的作物（因?yàn)椴煌淖魑镉胁煌姆N植要求和技巧，要奪得高產(chǎn)不是一件簡(jiǎn)單的事情，具有較大的風(fēng)險(xiǎn)）。而不同作物的輪作效果往往親緣關(guān)系越遠(yuǎn)越好，栽培方式差距越大越好。比如玉米、高梁、小麥、谷子、水稻同為禾本科作物，南瓜、西瓜、冬瓜、甜瓜、葫蘆等都是葫蘆科的作物，同科作物搭配輪作效果就不好，可選擇不同科的作物進(jìn)行搭配輪作。深根作物（比如山藥）可以搭配淺根作物（大蒜等），可以充分利用不同耕層的營(yíng)養(yǎng)。旱作（比如小麥、蠶豆等）可與水田（比如水稻、水生蔬菜）搭配，實(shí)行水旱輪作，可以徹底改變?cè)鹊纳鷳B(tài)環(huán)境，可大大減輕病蟲草害的發(fā)生。此外，在選擇不同的作物輪作時(shí)，還要兼顧養(yǎng)地，兼顧畜牧業(yè)的發(fā)展。一般豆科作物有根瘤菌固氮的作用，且是優(yōu)質(zhì)的牧草，所以要搭配選擇一些豆科綠肥作物。作物輪作，猶如廚師做菜，是技術(shù)性很強(qiáng)的技術(shù)活。休耕也是農(nóng)業(yè)上的術(shù)語(yǔ)，也就是讓過于緊張、疲憊的耕地“休養(yǎng)生息”，恢復(fù)地力。我們都知道，人為了很好地勞動(dòng)，光吃飯還不夠，還要休息、睡覺，否則會(huì)累出病來。地和人一樣，在長(zhǎng)出糧食的同時(shí)，必然要消耗地力，即使施了大量的肥料也不行，還需要時(shí)間來消化、調(diào)節(jié)，補(bǔ)充養(yǎng)分，恢復(fù)地力。在農(nóng)耕社會(huì)的初期“刀耕火種”的年代，人們找到相對(duì)平坦肥沃的土地，一把火燒光上面的所有植物，然后在上面耕種莊稼，由于很少補(bǔ)充肥料，地力就會(huì)快速下降，最后不得放棄耕種，遷徙他方，尋找新的耕地，重新居住下來。這種周期性的游耕制延續(xù)了好多年?，F(xiàn)在人們知道了肥料的作用，不斷向土壤中補(bǔ)充各種營(yíng)養(yǎng)元素，保持土壤持續(xù)的肥力，人們這才永久定居下來。但是地力恢復(fù)是一個(gè)過程，人光吃飯還不行，必須要休息睡覺。地也一樣，需要養(yǎng)護(hù)，需要休耕。休耕不是拋荒，不是讓耕地荒蕪。在農(nóng)耕社會(huì)初期人少地多，拋荒土地毫不可惜，但是現(xiàn)代社會(huì)人多地少，耕地是很難再生的資源，讓有限的耕地養(yǎng)活大量的人口，自然不能拋荒，而是通過有計(jì)劃的休耕或不耕，讓緊張疲憊的耕地得以喘息，恢復(fù)地力。也可種植綠肥等養(yǎng)地作物，促進(jìn)地力的恢復(fù)。綠肥大多是豆科作物，其根部有根瘤菌固氮，能夠利用空氣中的氮素，促進(jìn)土壤肥力的提升。通過有計(jì)劃的休耕，或種植綠肥作物，加快地力的恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。關(guān)于休耕，可以從歐洲早期實(shí)行的二圃制和三圃制耕作方式得到啟示。歐洲在十世紀(jì)主要通過二圃制的耕作方式種植大麥和黑麥。所謂二圃制，就是將土地分為耕地和休耕地，從而輪流進(jìn)行耕種的方式。比如在耕地上種植大麥或黑麥，則在休耕地上種植牧草用以飼養(yǎng)家畜，家畜的排泄物又可作為肥料來恢復(fù)土壤的肥力。這樣通過兩塊地輪換耕作的方式使耕地得到休整。十一世紀(jì)后，歐洲又流行起三圃制。所謂三圃制，就是將土地分為秋季耕種的秋耕地、春季耕種的春耕地以及不進(jìn)行耕種的休耕地，在秋耕地中種植冬性強(qiáng)的冬小麥或黑麥，在春耕地中種植春性的大麥或大豆、燕麥等作物，而休耕地主要是長(zhǎng)草放牧。三圃制耕作方式，每年按照秋耕地、春耕地和休耕地的順序輪流種植不同的作物，所有的耕地均是每三年休耕一次，借此來獲得恢復(fù)土壤肥力的時(shí)間，以得到更高的生產(chǎn)效率。秋耕地和春耕地中種植的作物收獲時(shí)間互不相同，因此不存在糧食青黃不接的情況。與此同時(shí)，休耕地主要被用作飼養(yǎng)家畜的放牧地，從而能保證穩(wěn)定地獲得畜產(chǎn)品。在實(shí)行二圃制耕作方式時(shí)，未加以利用的土地有一半之多，但三圃制實(shí)行之后，這一數(shù)字減少到了三分之一，所以人們能夠獲得更高的作物產(chǎn)量。我國(guó)人多地少，不可能實(shí)行大規(guī)模的土地休耕，長(zhǎng)期以來實(shí)行的都是精耕細(xì)作，甚至在一年內(nèi)反復(fù)耕種2—3次，也就是不斷提高耕地的復(fù)種指數(shù)，并增施化肥，追求更高的作物產(chǎn)量，使耕地背上沉重的負(fù)擔(dān)，就像一個(gè)飽經(jīng)風(fēng)霜的老農(nóng)被壓彎了腰。更為嚴(yán)重的是種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的分離。過去一畝地一頭豬，好孬有豬糞肥田，現(xiàn)在農(nóng)村豬羊不讓養(yǎng)了，豬糞羊糞等有機(jī)肥沒有了，耕地只能依靠化肥，這樣的過度耕作，使得農(nóng)田越種越瘦，越種越薄，長(zhǎng)出的莊稼也不好吃，難以可持續(xù)發(fā)展。好在隨著科技的進(jìn)步，近來我國(guó)糧食產(chǎn)量穩(wěn)步提升，取得了連續(xù)二十多年連增的好成績(jī)，為我國(guó)億萬人民的糧食安全奠定了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)，這也為試點(diǎn)部分農(nóng)田輪作休耕，讓過度負(fù)重的農(nóng)田得以休養(yǎng)生息贏得了機(jī)會(huì)。從2016年起試點(diǎn)以來，我國(guó)主動(dòng)作為，不斷擴(kuò)大試點(diǎn)規(guī)模，全國(guó)耕地輪作休耕實(shí)施面積由616萬畝增至6900萬畝以上，實(shí)施省份由9個(gè)增至24個(gè)。通過有計(jì)劃實(shí)行休耕輪作制度，采取“養(yǎng)（種植養(yǎng)地綠肥）、退（退耕還田、退耕還草）、休（休耕）、輪（合理輪作）、控（控制化肥農(nóng)藥使用）等綜合對(duì)策，很好地改善了耕地狀況，提升了土壤肥力，降低了重金屬含量。事實(shí)證明，有計(jì)劃地實(shí)行耕地輪作休耕，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證，是實(shí)現(xiàn)“藏糧于地”的英明舉措，各地可結(jié)合自己的實(shí)際情況，創(chuàng)造出多樣性的耕地輪作休耕新模式、新方法，為實(shí)現(xiàn)耕地“永續(xù)利用”譜寫新的篇章。

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輪作休耕——土地休養(yǎng)與高效利用的智慧

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