輪作

輪作（croprotation）指在同一田塊上有順序地在季節間和年度間輪換種植不同作物或復麥后留茬播種玉米種組合的種植方式。如一年一熟的大豆→小麥→玉米三年輪作，這是在年間進行的單一作物的輪作；在一年多熟條件下既有年間的輪作，也有年內的換茬，如南方的綠肥—水稻—水稻→油菜—水稻→小麥—水稻—水稻輪作，這種輪作有不同的複種方式組成，因此，也稱為複種輪作。

輪作的命名決定於該輪作中的主要作物構成，被命名的作物群應占輪作區的1/3以上。常見的有禾穀類輪作、禾豆輪作、糧食和經濟作物輪作，水旱輪作、草田輪作等。

中國

沿革中國早在西漢時就實行休閑輪作。北魏《齊民要術》中有“谷田必須歲易”、“麻欲得良田，不用故墟”、“凡谷田，綠豆、小豆底為上，麻、黍、故麻次之，蕪菁、大豆為下”等記載，已指出了作物輪作的必要性，並記述了當時的輪作順序。

長期以來中國旱地多採用以禾穀類為主或禾穀類作物、經濟作物與豆類作物的輪換，或與綠肥作物的輪換，有的水稻田實行與旱作物輪換種植的水旱輪作。

歐洲

歐洲各國在8世紀以前盛行一年麥類、一年休閑的二圃式輪作。中世紀后發展三圃式輪作,即把地分為3區，每區按照冬穀類-→春穀類-→休閑的順序輪換，3區中每年有1區休閑、2區種冬、春穀類。

由於畜牧業的發展，18世紀開始推行草田輪作。如英國的諾爾福克式輪作制（又稱四圃式輪作）把耕地分為4區,依次輪種紅三葉草、小麥(或黑麥)、飼用蕪菁或甜菜、二棱大麥（或加播紅三葉草）,4年為一個輪作周期。以後多種形式的大田作物和豆科牧草(或豆科與禾本科牧草混播)輪作，逐漸在歐洲、美洲和澳大利亞等地准行。

19世紀,J.von李比希提出植物礦質營養學說，認為需氮作物、需鉀作物和需鈣作物的輪換可均衡地利用土壤養分。

20世紀前期，蘇聯Β.Р.威廉斯認為多年生豆科與禾本科牧草混播，具有恢復土壤團粒結構、提高土壤肥力的作用，因此一年生作物與多年生混播牧草輪換的草田輪作，既可保證作物和牧草產量，又可不斷恢復和提高地力。

作用合理的輪作有很高的生態效益和經濟效益：

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、西瓜蔓割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行輪作，便可消滅或減少這種病菌在土壤中的數量，減輕病害。對為害作物根部的線蟲，輪種不感蟲的作物后，可使其在土壤中的蟲卵減少，減輕危害。

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用的不同農業措施，對田間雜草有不同的抑制和防除作用。如密植的穀類作物，封壟后對一些雜草有抑制作用；玉米、棉花等中耕作物，中耕時有滅草作用。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，輪作後由於失去了伴生作物或寄主，能被消滅或抑製為害。水旱輪作可在旱種的情況下抑制，並在淹水情況下使一些旱生型雜草喪失發芽能力。

均衡利用土壤養分

各種作物從土壤中吸收各種養分的數量和比例各不相同。如禾穀類作物對氮和硅的吸收量較多，而對鈣的吸收量較少；豆科作物吸收大量的鈣，而吸收硅的數量極少。因此兩類作物輪換種植，可保證土壤養分的均衡利用，避免其片面消耗。

調節土壤肥力

穀類作物和多年生牧草有龐大根群，可疏鬆土壤、改善土壤結構；綠肥作物和油料作物，可直接增加土壤有機質來源。

另外，輪種根系伸長深度不同的作物，深根作物可以利用由淺根作物溶脫而向下層移動的養分，並把深層土壤的養分吸收轉移上來，殘留在根系密集的耕作層。同時輪作可借根瘤菌的固氮作用，補充土壤氮素，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量更多。

水旱輪作還可改變土壤的生態環境，增加水田土壤的非毛管孔隙，提高氧化還原電位，有利土壤通氣和有機質分解，消除土壤中的有毒物質，防止土壤次生潛育化過程，並可促進土壤有益微生物的繁殖。

1、菌稻輪作模式

稻菇輪作優質高效生產模式是在種植一季水稻后，再在水稻田上種植食用菌，然後將出完菇的菌棒作為肥料還田種植水稻的一種種植模式。

2、瓜菜輪作模式

上半年種植西瓜，下半年種植豌豆尖、萵筍、白菜、番茄、辣椒等蔬菜。

3、玉米大豆輪作換茬

玉米大豆是最理想的合作作伴，種植禾穀類作物對氮和硅的吸收量較多，而對鈣的吸收量較少；豆科作物吸收大量的鈣，而吸收硅的數量極少。玉米大豆輪作可保證土壤養分的均衡利用，避免其片面消耗。而且種植玉米和種植大豆的效益相當，玉米價格下滑，可以用大豆來彌補損失。

4、水稻藏紅花輪作

藏紅花是一種珍貴的藥材，市場需求大，價格高，是農民種植的一個好項目。種植藏紅花對於土壤要求很高，種在旱地里病菌較多；種過水稻的田地，則病菌較少，能降低病害的發生。而且藏紅花的種植時間是11月底，第二年的5月挖起來，這樣正好適合種植水稻。

5、萵苣養蝦輪作模式

在養殖南美對白蝦的池塘里養殖萵苣或者芹菜、蓮藕等蔬菜。

農業部等十部委聯合出台《探索實行耕地輪作休耕制度試點方案》。《方案》提出，在東北冷涼區、北方農牧交錯區等地推廣輪作500萬畝(其中，內蒙古自治區100萬畝、遼寧省50萬畝、吉林省100萬畝、黑龍江省250萬畝)。

輪作技術路徑：推廣“一主四輔”種植模式。“一主”：實行玉米與大豆輪作，發揮大豆根瘤固氮養地作用，提高土壤肥力，增加優質食用大豆供給。“四輔”：實行玉米與馬鈴薯等薯類輪作，改變重迎茬，減輕土傳病蟲害，改善土壤物理和養分結構；實行籽粒玉米與青貯玉米、苜蓿、草木樨、黑麥草、飼用油菜等飼草作物輪作，以養帶種、以種促養，滿足草食畜牧業發展需要；實行玉米與穀子、高粱、燕麥、紅小豆等耐旱耐瘠薄的雜糧雜豆輪作，減少灌溉用水，滿足多元化消費需求；實行玉米與花生、向日葵、油用牡丹等油料作物輪作，增加食用植物油供給。

儘管我國糧食產量連年增長，但不可否認，我國農業發展方式較為粗放，農業資源過度開發、農業投入品過量使用、地下水超采以及農業內外源污染相互疊加等帶來的一系列問題日益凸顯，基於此，農業可持續發展面臨重大挑戰，加快轉變農業發展方式，推進生態修復治理，促進農業可持續發展成為必然選擇。

耕地的輪作休耕作為我國耕地保護眾多手段中的重要組成部分，當前乃至將來或將發揮重要且積極的作用，至少，從制度本身而言，輪作與休耕是利用種植物本身特點對耕地土壤形成修復，同時兼顧了必要的農業生產需求，相較於土地撂荒乃至採取純粹的土壤治理而言更具可操作性。

此外，通過輪作與休耕規模的不斷擴大，我國提升土壤污染防治能力也將有所增加，可以說，耕地保護與自然資源環境的整體好轉關係密切，隨著一系列措施的推進落實，我國耕地也有望從數量、質量和生態三方面共同向好，繼而實現耕地之於糧食生產的關鍵意義。

對於耕地保護與糧食生產而言，應該說，儘可能增加有效的耕地面積，是推進我國農業現代化、提高我國農業競爭力的基本手段。但應該予以強調的是，這一前提是以存量耕地的農業生產能力經由土壤修復等科學手段得以提升的，同時還必須輔以理順土地管理體制，以及保護耕地與城鎮化之間的關係，與此同時，必要的土地資源預警機制也必不可少，只有如此，才能在確保因地制宜增加耕地規模的同時，提升糧食產量。