【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 層的水，使后作玉米可能缺水。　　連作玉米并非全農(nóng)場(chǎng)種玉米，而是玉米可能種在更適合的地塊而將飼草作物種在其他地上。比如，一座農(nóng)場(chǎng)有平地和坡地，這位農(nóng)場(chǎng)主的玉米種植需求和土壤的耕種需要?jiǎng)t可通過平地種玉米和坡地種草來解決?！　∮糜?jì)算來比較輪作和連作玉米的收益。種植者能接受連作玉米在一定程度上產(chǎn)量較低，但經(jīng)濟(jì)上更賺錢。 　　一茬作物對(duì)下茬可能有不良影響，無論是同一種還是不同種作物。有些證據(jù)表明，根釋放的物質(zhì)或殘茬分解形成的物質(zhì)有毒。比較連作玉米與玉米大豆輪作即為一例。苜蓿后種苜蓿通常不理想，原因不明。異株克生現(xiàn)象是用來描述一種植物對(duì)其他作物的拮抗作用的術(shù)語。更多有關(guān)雜草競(jìng)爭(zhēng)的這種毒素抑制現(xiàn)象參見第二章。　　一、病、草、蟲的防治　　單一種植可能導(dǎo)致某些病、草、蟲害難于防治。在大多數(shù)情況下，引種無關(guān)的或不易受影響的作物或采用其他耕種措施將有助于控制這類問題。為控制小麥和其他谷物的根腐病，將合理種植順序、抗病品種、無病原種子、田間消毒等措施結(jié)合起來是必要的。關(guān)于氯化物對(duì)小麥及其他谷物旱地根腐和全蝕根腐的限制作用的新資料可參考第三章。豆科植物、其他雙子葉植物、甚至燕麥、大麥或玉米等谷物通常在小麥發(fā)生全蝕病時(shí)都適合作替代作物。然而在一些情況下，甚至在苜蓿、大豆和牧草后種小麥這種病仍很嚴(yán)重。　　谷物根腐病以外的大量病害可通過輪作控制，尤其同時(shí)采取種子處理、合理栽培和田間消毒等措施。輪作減輕玉米根腐病，輪作結(jié)合田間衛(wèi)生還減輕幾種幼苗病的嚴(yán)重程度。同一塊地上易感染的作物應(yīng)每隔3~4年種一次。　　作物倒茬是防治以一年生作物根為食的線蟲的重要手段。美國(guó)南部常在輪作中用牧草作物控制根結(jié)線蟲。亞利桑那州種植2年以上抗根結(jié)病苜蓿后種植棉花獲得可喜產(chǎn)量。二年無草休閑也有效控制根結(jié)病，很少能通過作物輪作防治細(xì)菌病或病毒病?！　?一)雜草　　作物輪作控制雜草的作用取決于特定的雜草和所用方法對(duì)它的控制能力。如果農(nóng)民想種的任何作物中全部雜草都能方便地被控制，作物輪作就不會(huì)是防治雜草計(jì)劃中的重要組成部分。但在有些情況下，對(duì)有防治困難的雜草，輪作是必需的?！　?二)害蟲　　輪作曾是害蟲管理的常用措施，但隨著1950年代價(jià)格便宜且效果好的有機(jī)殺蟲劑的發(fā)展，輪作的應(yīng)用減少了。現(xiàn)在人們又重新對(duì)輪作產(chǎn)生興趣，因害蟲對(duì)化學(xué)藥品產(chǎn)生抗性且投入成本不斷提高。對(duì)一年中只有很少幾代或發(fā)育一代需一季以上的害蟲輪作十分奏效。主要作物蟲害嚴(yán)重問題最突出的例子是北方玉米長(zhǎng)角根葉甲。在美國(guó)伊利諾斯州和衣阿華州，大豆、玉米輪作已取代了需自動(dòng)使用土壤殺蟲劑以持續(xù)控制這一害蟲。阿肯色州以大豆代替胡枝子與水稻輪作，最初解決了葡萄肖葉甲（grape colaspis）的問題。輪作只能部分成功地控制棉鈴蟲。適時(shí)播種高粱為棉花防治棉鈴蟲，而棉鈴蟲很少傷害高粱?！　《?、土壤耕性的影響　　一般認(rèn)為，用今天的土壤管理措施維護(hù)大多數(shù)土壤的物理性質(zhì)就不再需要作物輪作了?，F(xiàn)今的作物生產(chǎn)措施為土壤提供了良好的植物覆蓋并歸還大量作物殘?bào)w。另外，耕作減少，由此而來的壓實(shí)的有害影響及破壞土壤結(jié)構(gòu)也減少。重要的問題不是單一種植對(duì)比輪作，而是涉及兩個(gè)因素：還田殘?bào)w量和輪作中所需土壤耕作的性質(zhì)。　　輪作能極大改善許多中等和細(xì)質(zhì)地土壤的結(jié)構(gòu)和耕性。草地禾本科和輪作中豆科對(duì)土壤明顯產(chǎn)生有益影響。先前為生草地的土壤，翻耕時(shí)易于破碎并剪切為理想的松軟種床。當(dāng)輪作中種植少耕作物時(shí)通常降低細(xì)質(zhì)地土壤上的耕翻牽引力。內(nèi)排水的改善減少了積水和土壤排掉多余水的時(shí)間?！　我环N植的玉米很獨(dú)特，因其在許多土壤上能合理保持令人滿意的土壤物理狀況。補(bǔ)償因素為玉米單收籽粒時(shí)有數(shù)噸殘?bào)w還田，且其很適合少耕并減少土壤上機(jī)械作業(yè)往來造成的破壞?！　∩行韪嘤嘘P(guān)輪作中需要深根豆科植物的土壤條件的資料，亦需知道更多關(guān)于高施肥行播作物（如玉米）連續(xù)生產(chǎn)數(shù)年增產(chǎn)的土壤條件。在這競(jìng)爭(zhēng)的年代，只維持產(chǎn)量是不夠的?！　?fù)種，如小粒谷物大豆或小粒谷物玉米，在生長(zhǎng)季較長(zhǎng)且有可能灌溉的地區(qū)三作甚或四作水稻，正在更大程度上予以考慮。這須最大限度地利用土壤、陽光和水資源。如果肥力充足、病蟲防治得好并對(duì)品種進(jìn)行改良，土壤生產(chǎn)力會(huì)逐漸提高。因此，要把更多的注意力導(dǎo)向測(cè)量每年單位面積的產(chǎn)量?！　∪煞N耕作制度的優(yōu)點(diǎn)　　(一)輪作　　(a)深根豆科植物可在所有地塊上循環(huán)性種植； 　　(b)具有連續(xù)的植被覆蓋減輕侵蝕和水分流失；　　(c)土壤耕性極佳；　　(d)作物根系營(yíng)養(yǎng)范圍和養(yǎng)分需要不同，如深根與淺根、吸肥強(qiáng)與吸肥弱的、固氮的與非豆科的根系；　　(e)有利防草防蟲，盡管化學(xué)藥劑正變得更有效；　　(f)有利防病，改變作物殘?bào)w助長(zhǎng)土壤生物間競(jìng)爭(zhēng)，有助于減少病原體；　　(g)拓寬勞力分配且使收入多樣化?！　?二)連作或單一種植　　(a)利潤(rùn)可能增加；　　(b)土壤可能特別適合一種作物，如玉米、水稻或牧草；　　(c)氣候可能對(duì)一種作物合適，如美國(guó)玉米帶中玉米比燕麥更適應(yīng)，小麥在大平原地區(qū)更好；　　(d)機(jī)械和建筑費(fèi)用可能較低；　　(e)種植者可能更偏愛某一種作物并成為專家，很少有人對(duì)種植多種作物又飼養(yǎng)牲畜樣樣在行，單一種植更需要技能，包括防治害蟲，控制侵蝕和施肥；　　(f)種植者可能不想把時(shí)間一年到頭花在農(nóng)作上?！　〉诹?jié) 耕作制度的其他肥力效應(yīng)　　一、對(duì)地表養(yǎng)分濃度的影響　　各種作物植株中主要、次要和微量養(yǎng)分含量變化甚大。另外，作物會(huì)從不同土壤區(qū)域吸收養(yǎng)分，因此選擇種植順序?qū)ψ魑餇I(yíng)養(yǎng)很重要。深根作物從底土吸收某些養(yǎng)分，當(dāng)其殘?bào)w在表土中分解，淺根作物會(huì)從殘留養(yǎng)分中受益。 　　在土壤中某種特定微量養(yǎng)分接近其邊緣含量時(shí)，前茬作物很可能極大影響這種元素對(duì)后作的供應(yīng)?！　?，（表148）。這表明隨著黑麥和巢菜殘?bào)w在表土中分解，比單種黑麥有更多的鉬變得更有效?？赡苓@是一種種植制度或輪作最重要的有益效應(yīng)，對(duì)那些未含在肥料中的元素尤其如此?！　釒Ъ皝啛釒У貐^(qū)的森林是作物將養(yǎng)分運(yùn)輸?shù)降乇淼臉O好例子?？葜?、落葉和莖分解后留下養(yǎng)分形成輪墾的基礎(chǔ)，居民清理樹木并焚燒，然后種2~5年。此后表土中養(yǎng)分幾乎耗盡，再令土地生長(zhǎng)樹木恢復(fù)元?dú)??！　《?duì)土壤磷和鉀的影響　　耕作措施對(duì)磷和鉀水平的凈效應(yīng)取決于作物收獲部分取走的養(yǎng)分、土壤提供的養(yǎng)分和補(bǔ)充施肥。我們已在第十三章討論過作物養(yǎng)分含量的變化以及輪作施肥所引起的變化。這可以烤煙為例來加以說明（表149）。(表：表148 某些作物植株微量養(yǎng)分組成 )作物植株 微量元素含量(ppm) 硼 鉬 銅 錳 鋅 鈷 種在Sassafras壤土上 菜豆地上部 50 20 50 112 胡蘿卜地上部 30 18 120 163 黑麥 15 12 48 93 黑麥和巢菜 90 17 90 263 黑麥草 15 19 80 123 種在Collington壤土上 菜豆地上部 75 19 40 551 胡蘿卜地上部 56 18 160 460 黑麥 30 15 32 456 黑麥和巢菜 100 16 80 465 黑麥草 30 20 80 175 注釋：資料來源：Bear. SSSA Proc., 13: 380 (1948). (表：表149 施肥和作物(煙草)養(yǎng)分消耗對(duì)土壤養(yǎng)分水平的影響 )養(yǎng)分收支 數(shù)量 (公斤/畝) 土壤養(yǎng)分水平(公斤/畝) N P2O5 K2O 施51015肥 施13044肥 15 0 煙葉取走 225 凈獲得量 　　與此相反，花生很少施或不施肥，長(zhǎng)得好的花生（每畝133公斤花生仁果和167公斤干莖葉）取走的營(yíng)養(yǎng)元素約為18公斤N/畝、3公斤P2O5/?？梢韵胂?，種煙草和種花生的土壤具有很大差別。但這些差異不斷趨于減小，因?yàn)榕c煙草輪作的作物只需施少量肥，而與花生輪作的作物重施肥?！　《ㄆ谕寥阑?yàn)?zāi)芸闯龇柿λ降淖兓私馊∽吆吞砑拥酿B(yǎng)分能幫助解釋變化趨勢(shì)?？上У氖侵挥胁坏?0%的田地可能被化驗(yàn)。但前面章節(jié)中指出的，土壤化驗(yàn)總結(jié)在揭示耕作制度對(duì)土壤肥力狀況的影響時(shí)也有效。在研究和推廣項(xiàng)目中，利用這些總結(jié)在制定全面解決與肥力需要及維持有關(guān)的耕作制度問題時(shí)會(huì)有幫助?！　〉谄吖?jié) 輪作對(duì)土壤和水分流失的影響　　單位面積土壤流失（A）［噸/畝/年］是降雨（R）、坡長(zhǎng)（L）、坡度（S）、土壤侵蝕性（K）、耕作及管理（C）和保持措施（P）各因子的乘積，用方程表示為：　　A = 　　這里要討論的主要是耕作及管理，土壤肥力是其重要組成部分。作物產(chǎn)量越高，徑流越少；水分進(jìn)入土壤的比例越大、徑流越小?！　∏治g是結(jié)果，而不是土壤破壞的主要原因。主要原因是缺肥（尤其是氮）和植物群體不足?！　∨c土壤流失有關(guān)的耕作制度或肥力管理的若干特點(diǎn)如下：　　(a)覆蓋和植物冠層的濃密度。這可防止雨滴沖擊和蒸發(fā)。蒸騰水分（這樣就為更多的水騰出空間）的數(shù)量為又一影響因素。殘茬和莖稈降低水流速度和蒸發(fā)量。殘茬翻入土中使土壤更滲水。研究揭示了雨滴像炸彈爆炸一樣沖擊土壤時(shí)的巨大動(dòng)能，這有助于更好地理解植物覆蓋對(duì)攔截這種力量的極端重要性。 　　(b)土壤上栽培作物的生長(zhǎng)時(shí)間對(duì)密植作物，如小粒谷物或飼草作物生長(zhǎng)時(shí)間的比例。　　(c)與降雨分布和強(qiáng)度有關(guān)的作物生長(zhǎng)時(shí)間。5~9月間最脆弱?！　?d)根系類型和數(shù)量?！　?e)還田殘茬量。(d)、(e)兩條影響土壤結(jié)構(gòu)?！　SDA的研究人員Wischmeir和Smith確定了作物產(chǎn)量水平對(duì)土壤流失的影響。他們研制了一系列曲線表示覆蓋和植物冠層對(duì)遭受雨滴沖擊的土壤流失的減緩效果?！　∶绹?guó)密蘇里州的研究表明，對(duì)小粒谷物施肥可減輕侵蝕（表1410）。(表：表1410 對(duì)小粒谷物施肥可減輕侵蝕 )作物 肥料 土壤流失(噸/畝) 大豆茬小麥 無肥 01817 玉米茬燕麥 無肥 01817 　　這些效應(yīng)主要是施肥使生長(zhǎng)的作物覆蓋更茂密、根系更發(fā)達(dá)的結(jié)果。　　美國(guó)俄亥俄州東部山地小流域在玉米小麥牧草牧草輪作中，實(shí)行改進(jìn)的措施包括約施3倍的化肥和糞肥量、其效應(yīng)見于表1411，約增產(chǎn)50%，徑流和侵蝕大大降低。管理措施未造成土壤特性間的強(qiáng)烈差異。對(duì)徑流和侵蝕的效果，部分是因通過春季覆蓋迅速更好地保護(hù)土表、整個(gè)生長(zhǎng)季中濃密覆蓋和所種作物根系分布更為廣泛。采用等高種植而不是垂直坡度的直壟豎行。(表：表1411 管理水平對(duì)作物產(chǎn)量、徑流和侵蝕的影響(19451968) )現(xiàn)行措施 改進(jìn)措施 玉米產(chǎn)量(公斤/畝) 340 487 小麥產(chǎn)量(公斤/畝) 100 153 干草產(chǎn)量(公斤/畝) 287 520 生長(zhǎng)季中徑流(厘米) 高峰徑流量(厘米/小時(shí)) 玉米地侵蝕量(噸/畝/年) 注釋：資料來源：Edwards等. SSSA Proc. 37: 927 (1973). 　　第八節(jié) 冬季復(fù)被作物　　冬季復(fù)被作物秋種春壓，可為非豆科、豆科或二者結(jié)合。最后一種組合方式有若干優(yōu)點(diǎn)，可產(chǎn)生大量的有機(jī)質(zhì)，非豆科植物從固氮受益，因非豆科一般更易成活，至少能保證一種作物成苗?！　∫?、增加氮　　利用綠肥豆科作物的重要原因之一是能提供充足的氮。供氮量取決于根和翻壓的地上部分的數(shù)量。因此植物生長(zhǎng)量愈大愈理想?！　》N植非豆科作物時(shí)，只有來自土壤的氮和所施肥料氮還田。雖然某些特殊情況下（如煙草種植前）需要非豆科作物，但更常見是選種豆科作物，以其提供的氮對(duì)這種措施更有保證?！　≡诿绹?guó)新澤西州研究了不同氮水平的巢菜和黑麥復(fù)被作物對(duì)青貯玉米生產(chǎn)的影響。未施肥的巢菜茬青貯玉米產(chǎn)量略低，為4噸/畝，卻獲得了單位面積最高的凈收入和每噸最低的生產(chǎn)成本?！　《?、增加有機(jī)質(zhì)　　冬季種植復(fù)被作物的好外之一是為土壤提供有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)當(dāng)然是影響極細(xì)砂壤和細(xì)質(zhì)地土壤耕性的因素。綠肥有助于維持，有時(shí)甚至提高土壤有機(jī)質(zhì)。在美國(guó)北卡羅來納州含有機(jī)質(zhì)低的土壤上，結(jié)合種植巢菜為復(fù)被作物和對(duì)玉米施高氮增加了有機(jī)質(zhì)，在有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤上維持了有機(jī)質(zhì)水平，改善了水分入滲?！　?duì)于作物殘?bào)w還田量較少的輪作，維持土壤生產(chǎn)力特別困難。延長(zhǎng)輪作期使之包括充足施肥的小粒谷物、玉米和綠肥作物會(huì)有好處。研究發(fā)現(xiàn)，這在蔬菜種植地區(qū)是必要的。一些地區(qū)青貯玉米和高粱面積正不斷擴(kuò)大。這使土壤表面幾乎不遺留殘茬。收獲后立即播種燕麥和黑麥或收前飛播將有助于保護(hù)土壤。　　三、供應(yīng)養(yǎng)分　　綠肥中的磷甚至比磷肥更有效，這可能是因其在分解中逐漸釋放、局限于施肥的位置、存在有機(jī)酸保持其有效性和形成某些復(fù)合離子?！　∶绹?guó)新澤西州的Seabrook農(nóng)業(yè)公司實(shí)施了一項(xiàng)有意思的綠肥計(jì)劃。這家企業(yè)種植大量蔬菜，發(fā)現(xiàn)有必要從復(fù)被作物獲取大量有機(jī)質(zhì)以取得蔬菜最高產(chǎn)量。大多數(shù)蔬菜只有少量植物殘?bào)w還田。因此，小粒谷物如大麥或小粒谷物加絳三葉草被有效利用。復(fù)被作物及時(shí)播種，~。由于前茬蔬菜作物殘留極高的肥分，復(fù)被作物生長(zhǎng)良好，產(chǎn)生大量有機(jī)質(zhì)，、。　　翻壓時(shí)施氮以保證有機(jī)質(zhì)迅速分解，更多的肥料直接施于蔬菜作物，但更大份額的養(yǎng)分來自有機(jī)質(zhì)分解。這意味著蔬菜作物只需較少施肥，受化肥損害的機(jī)會(huì)就少。另外，養(yǎng)分在整個(gè)耕層分布?！　∷?、防止土壤侵蝕　　一般認(rèn)為，防止侵蝕是種植冬季復(fù)被作物最重要的作用之一，但其效益與年降雨分布