于臺澤，賈 偉，安曉慧，金書秦，魏 雪,5，李 穎，張 丹,6

（1大自然保護協(xié)會TNC，北京 100600；2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量監(jiān)測保護中心，北京 100125；3華頌種業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古赤峰 025150；4農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)村經(jīng)濟研究中心，北京 100810；5明尼蘇達大學，美國明尼阿波利斯 55455；6南京農(nóng)業(yè)大學，南京 210095）

0 引言

連續(xù)多年種植相同物種或密切相關的物種會導致土壤生態(tài)失調(diào)，對作物產(chǎn)量與品質(zhì)造成很大的影響，不僅會造成土壤養(yǎng)分流失的問題，還會使得病蟲害加重等問題頻發(fā)[1]。為解決此類問題，許多專家學者提出了輪作的種植方式，即在每個生長/播種周期和季節(jié)，在同一土地上種植不同的作物[2]。美國伊利諾伊大學Bullock[3]認為，輪作所帶來的經(jīng)濟效益十分可觀，沒有任何肥料或農(nóng)藥可以達到輪作所能帶來的產(chǎn)量提升效果。大自然保護協(xié)會(TNC)Michael Doane[4]指出，多樣化的作物輪作有助于土壤積累養(yǎng)分，減少土壤侵蝕并增加土壤碳固存。輪作在中國有悠久的歷史，早在戰(zhàn)國時期的《氾勝之書》就已經(jīng)提出樸素的輪作模式，即禾谷類作物與豆科作物的輪作有利于提高谷物產(chǎn)量。現(xiàn)代輪作制度理念與中國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的理念高度一致，在保證農(nóng)民收入的同時，有利于緩解中國耕地質(zhì)量退化、地力退化、土壤污染等生態(tài)危機[5]?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃綱要》提出要繼續(xù)通過不斷擴大試點范圍、加大資金投入的方法普及輪作制度，擴大作物輪作和休耕制度的試驗范圍，同時開展成體系的保護成效監(jiān)測，探索符合中國國情的輪作制度[6]。另外，隨著集約化生產(chǎn)造成農(nóng)業(yè)問題的加劇，近些年國內(nèi)的一些農(nóng)業(yè)企業(yè)與機構(gòu)也開始進行輪作試驗，深入探索輪作技術(shù)，尋求高效益的輪作模式[7]。

本研究通過將輪作與連作的效益進行對比，從生態(tài)和經(jīng)濟兩方面具體討論輪作的優(yōu)勢以及國內(nèi)外相關研究進展，其中經(jīng)濟效益包括輪作對于作物品質(zhì)、產(chǎn)量、連作障礙以及雜草管理的影響，生態(tài)效益包括輪作對于土壤理化性狀、土壤酶活性以及碳排放的影響，并且闡述輪作在中國發(fā)展戰(zhàn)略當中的重要地位；另一方面，通過文獻資料的收集，將國內(nèi)外輪作政策進行對比，為中國輪作技術(shù)的發(fā)展模式、政策實施、宣傳推廣和監(jiān)測評估提出建議。

1 輪作的經(jīng)濟效益

輪作，可以在保證土壤健康的情況下提高農(nóng)民的收益。一方面，輪作能夠有效提高作物產(chǎn)量，使農(nóng)民獲得更多收入，另一方面，輪作可以有效減輕連作障礙、降低病蟲害發(fā)生率、平衡養(yǎng)分吸收、降低作物施肥量，從而減少用于購買農(nóng)藥、化肥等產(chǎn)品的成本投入，實現(xiàn)節(jié)本增效，取得更高的凈收益[8]。

1.1 輪作能夠有效提高作物品質(zhì)及產(chǎn)量

中國人口眾多，土地資源稀缺，因此糧食安全一直是治國理政的頭等大事。在當前構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國際國內(nèi)雙循環(huán)為特征的互相促進新發(fā)展格局的背景下，中國的糧食安全問題一再被強調(diào)。可是除了小麥、水稻、玉米等主糧作物自給率較高，部分作物仍依賴進口。

合理輪作能夠有效地改善土壤健康狀況，減少病蟲害的發(fā)生，同時提高土壤供水、供肥的能力，最終實現(xiàn)品質(zhì)提升和產(chǎn)量收益增加。Dayegamiye等[9]在加拿大魁北克省，2008—2011年間的馬鈴薯輪作試驗表明，將馬鈴薯與玉米、小麥、燕麥等多種作物進行輪作，馬鈴薯的產(chǎn)量與連作相比均有所提升，其中馬鈴薯-燕麥的輪作組合產(chǎn)量提升幅度最大，為12.8%；Kelley等[10]通過10年的長期輪作研究證明，冬小麥與大豆輪作后產(chǎn)量提升幅度最高，為24.4%。輪作不僅可以提升糧食作物的產(chǎn)量，對于果蔬類作物的生產(chǎn)也有明顯的提升效果。陳少燦等[11]研究發(fā)現(xiàn)，將分蘗洋蔥與大白菜進行輪作處理后，大白菜單株平均產(chǎn)量提升明顯，與之前的產(chǎn)量相比，增加了約53.1%。可見，輪作對提高作物產(chǎn)量具有明顯的促進作用。另外，輪作能夠改善農(nóng)田土壤肥力狀況、水分狀況，從而有利于作物從農(nóng)田當中汲取更多的養(yǎng)分和水分，免受病蟲害的威脅，并減少化肥、農(nóng)藥等產(chǎn)品的使用，通過降低成本提高單位面積經(jīng)濟收益與產(chǎn)值。晉艷等[12]對油菜-烤煙輪作與烤煙連作的對比研究發(fā)現(xiàn)，連作煙株的產(chǎn)值較低，僅為輪作產(chǎn)值的29.93%，輪作后，中上等煙所占比例提升了約兩倍，平均價格大大降低?？梢?，通過輪作，作物的產(chǎn)量和品質(zhì)得到有效提高，使農(nóng)民取得了更高水平的經(jīng)濟回報率。

1.2 輪作能有效減輕連作障礙和病蟲害問題

長期連作會影響土壤微生物區(qū)系的發(fā)展，并且導致生物多樣性失調(diào)，即有益微生物在土壤中的比例減少，同時病原微生物的比例增加，進而引發(fā)由種植等活動造成的植物病蟲害[13]，導致連作障礙頻發(fā)，另外，研究顯示，隨著連作年限的增加，病蟲害的問題也會隨之加重，加劇對生態(tài)環(huán)境的破壞[14]。而輪作能夠通過提高土壤中微生物群落數(shù)量、微生物豐度、土壤細菌/真菌比以及微生物碳氮的含量來減少土傳病害的發(fā)生。輪作后，土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)如碳源、氮源和其他能量流增加，有助于微生物的繁殖，另外，致病真菌數(shù)量的減少降低了其與細菌形成的營養(yǎng)競爭，從而促進細菌產(chǎn)生抗生素和胞外酶，使土壤微生態(tài)系統(tǒng)恢復平衡，減輕連作障礙對作物生產(chǎn)的影響[15]。劉星等[16]通過變性梯度凝膠電泳的技術(shù)進行試驗，比較了馬鈴薯連作和馬鈴薯-玉米輪作這兩種種植模式，分析其土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的情況，結(jié)果表明，與輪作相比，馬鈴薯連作增加了導致馬鈴薯土傳病害的某個鐮孢菌(Fusariumsp)、腐皮鐮孢菌(Fusarium solani)以及黃萎病菌(Verticillium dahliae)的種群或個體數(shù)量；Zhao等[17]通過高通量測序(High-throughput Sequencing)的方法探究了馬鈴薯連作和輪作對土壤細菌群落的影響，發(fā)現(xiàn)輪作土壤中的硝基癒瘡木膠類節(jié)桿菌(Paenarthrobacter nitroguajacolicus)、乙酸鈣不動桿菌(Acinetobacter calcoaceticus)和根瘤菌(Rhizobium etli)等有益菌的豐度要高于連作土壤。輪作通過提高土壤中微生物的豐度和微生物群落數(shù)量，控制有害的病原菌數(shù)量，加強了作物抵御土傳病害的能力，從而使得作物受到土傳病害影響的幾率大大減少，為作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提升提供保障。顏志波等[18]在湘西水稻兩熟制地區(qū)進行了試驗，探究了冬種黑麥草對于稻瘟病發(fā)生的影響，發(fā)現(xiàn)黑麥草與水稻輪作可以控制稻瘟病越冬菌絲的存活力，從而降低其數(shù)量，在試驗中，將冬種黑麥草田和同時期的冬閑田對比，發(fā)現(xiàn)前者的病葉（穗）率低約53%，病情指數(shù)低約67%；Adhikari等[19]在尼泊爾奇旺(Chitwan)的作物輪作田間試驗發(fā)現(xiàn)，番茄與玉米、羊角豆、豇豆或者抗病番茄輪作后，細菌性青枯病(bacterial wilt)的發(fā)病延遲了1～3周，并且嚴重程度降低了20%～26%?？梢?，輪作可以有效減輕連作所帶來的危害，解決病蟲害發(fā)生率過高的問題，在實現(xiàn)提高作物品質(zhì)的同時，改善土壤健康與生態(tài)環(huán)境，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者成本，助力農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

1.3 輪作能夠有效控制雜草

在作物生產(chǎn)中，雜草的生長往往會引發(fā)許多問題，例如雜草會與作物進行競爭，導致作物生長所需的空間、光照、養(yǎng)分、水分等資源不足，產(chǎn)量及質(zhì)量下降[20]。因此，在生產(chǎn)中，農(nóng)民通常使用除草劑來進行化學除草與雜草控制，而大多數(shù)除草劑會危害土壤健康，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞。輪作能夠?qū)﹄s草群落與土壤種子庫產(chǎn)生影響，從而降低雜草的密度以及土壤種子庫中雜草種子數(shù)量[21]。許艷麗等[22]通過定位試驗，比較了小麥連作、小麥-大豆-小麥迎茬、以及玉米-大豆-小麥輪作條件下土地雜草群落變化，結(jié)果顯示，與小麥連作12年相比，麥豆麥迎茬輪作組和玉米豆麥輪作組的雜草數(shù)量較小麥連作分別下降73.33%與79.12%。輪作可以豐富雜草種類的多樣性，在一定程度上減少每種雜草的優(yōu)勢度，從而防止單一雜草成為優(yōu)勢種，豐富的物種多樣性有助于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的良好運行[22]。高菊生等[23]對湖南長期稻-稻-紫云英輪作田間雜草多樣性的研究發(fā)現(xiàn)，輪作能夠有效降低雜草密度，減少早稻期間的雜草種類，但是，輪作并沒有減少晚稻期間雜草的種類，這保障了雜草品種的多樣性。通過對于雜草密度的控制以及雜草多樣性的豐富，輪作可以幫助農(nóng)民更高效地進行雜草管理，并且規(guī)避了因使用除草劑所造成的環(huán)境污染問題。

2 輪作的生態(tài)效益

為了追求糧食高產(chǎn)，農(nóng)民更傾向選擇高收益的作物進行連作，并且通過投入大量的化肥農(nóng)藥來保證較高的產(chǎn)量，這很大程度地破壞了土壤健康，損害了生態(tài)效益。2014年發(fā)布的《全國土壤污染綜合調(diào)查報告》[24]表明全國土壤總超標率為16.1%，其中耕地土壤點位超標率為19.4%，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴；另外，每年土壤的流失約占中國土地面積的1/6，受農(nóng)藥嚴重影響的耕地面積超過1333萬hm2[25]?？梢?，在保證國家糧食安全的基礎上，農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的改善將成為未來中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重中之重。2015年通過的《關于加快推進生態(tài)文明建設的意見》中也提到，要充分了解“尊重自然、順應自然、保護自然”的理念，堅持“綠水青山就是金山銀山”[26]。輪作具有較高的生態(tài)效益，符合中國環(huán)境發(fā)展戰(zhàn)略的理念，不但可以增加作物產(chǎn)量，還能改善土壤健康狀況，增強土壤的容納能力，有效凈化污染物，減少溫室氣體排放。因此，輪作可以保障生產(chǎn)過程中的清潔發(fā)展，同時提供人畜健康所需的生態(tài)環(huán)境，降低政府所需處理溫室氣體的成本，在一定程度上解決中國土壤退化、資源利用率低和環(huán)境惡化等嚴重問題，從而實現(xiàn)提質(zhì)增產(chǎn)、資源高效、環(huán)境安全、經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)民增收等目標[27]。許多研究表明，輪作通過有效增加碳固存，減少溫室氣體的排放，也可以降低溫室效應所帶來危害，如高溫、干旱等造成的作物減產(chǎn)和可耕地減少[28]。

2.1 輪作能有效改善土壤理化性狀

輪作對于改良土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤中氮、磷、鉀等元素的有效性有明顯的促進作用。Wright等[29]在新西蘭奧克蘭的研究中發(fā)現(xiàn)馬鈴薯與洋蔥輪作后，土壤有機質(zhì)和土壤氮含量相比于連作分別提升12%和11%；Dayegamiye[9]在加拿大魁北克省馬鈴薯輪作的田間試驗中發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯與燕麥輪作后，土壤有機質(zhì)與氮含量相比連作分別提升9.5%和12.5%；另外Goff[30]在美國愛荷華州的研究發(fā)現(xiàn)，與連作相比，將紫花苜蓿與玉米進行輪作，可以使土壤碳含量提高25%，土壤團粒的穩(wěn)定性增加35%。于寒等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，大豆輪作使得土壤中速效磷和速效鉀含量顯著高于連作。此外，輪作也能夠有效加強土壤抗沖性及土壤抗蝕性，減少在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中惡性土壤侵蝕帶來的嚴重危害，減輕水土流失所造成的農(nóng)業(yè)面源污染[32]。張瑜等[33]在吉林省進行了保護性耕作對玉米耕地水土流失防治效應影響的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比于連作，輪作使得耕地徑流量減少29.9%，年產(chǎn)生泥沙量減少95.5%，水土流失情況得到了有效改善，減少了水旱災害發(fā)生的概率，同時有效防止農(nóng)田土壤中的污染物流失到水體當中，減輕了農(nóng)業(yè)面源污染，保護了生態(tài)環(huán)境。

2.2 輪作能有效增加土壤酶活性

土壤酶活性可以衡量生物化學反應的程度，從而表征土壤肥力的水平，較高的土壤酶活性可說明土壤肥力較高，土壤健康狀況良好[34]。輪作能夠有效增加土壤酶活性，提高土壤肥力。周勃等[35]在水稻水旱輪作的試驗中發(fā)現(xiàn)，土壤的過氧化氫酶、磷酸酶以及蔗糖酶的活性相比棉花連作平均提高約8.67%、55.80%和36.17%。萬年鑫等[36]研究發(fā)現(xiàn)，玉薯輪作與薯玉輪作中的土壤脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶活性較播種前分別升高了5.71%、2.19%、4.85%和52.07%、32.23%、11.62%，且遠高于馬鈴薯連作的土壤酶活性。在果蔬作物方面，洪潔等[37]研究發(fā)現(xiàn)生菜-菠菜輪作比生菜連作的過氧化氫酶活性提高了12.81%，且土壤中細菌的豐富度和多樣性有所增加；蘋果與蔥輪作后的土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和磷酸酶活性分別提高了23.4%、5.1%、29.8%和12.8%[38]?？梢姡喿髂軌蛴行岣吒黝愖魑锓N植體系中的土壤酶活性，提升土壤肥力，保障土壤健康。

2.3 輪作能夠減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)溫室氣體排放

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會產(chǎn)生大量溫室氣體，主要包括CO2、CH4、N2O等，受種植模式、化肥施用、機械作業(yè)、灌溉等多種因素的影響[39]，輪作能夠有效降低農(nóng)田溫室氣體排放。輪作的增產(chǎn)效應利于提高氮肥的使用效率、減少休耕過程的碳損失，提升土壤碳固存效率，從而降低碳排放并且增加碳固定[40]。同時輪作生物量的增加提高了作物殘茬還田量，增加了土壤的碳輸入，對減緩氣候變化做出貢獻[41]。已有的研究表明，馬鈴薯輪作比連作減少了約50%的CH4排放量[42]，另外輪作處理的馬鈴薯N2O排放量僅為連作處理的34.4%～52.4%[43]；研究顯示雙季稻連作經(jīng)過紫云英-早稻-甘薯/大豆的輪作處理后，其周年全球增溫潛勢及排放強度分別較雙季稻連作下降了1.87%和6.35%[44]；Behnke等[45]在美國伊利諾斯州的試驗發(fā)現(xiàn)，玉米大豆輪作相比于玉米連作，N2O排放量減少了35%?？梢?，輪作對減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中溫室氣體排放的作用顯著，能夠有效減緩溫室氣體增加帶來的海平面上升、水旱災害加劇等風險[46]，具有可觀的生態(tài)效益。

3 國內(nèi)外輪作政策比較

由于體制、國情的不同，中國與其他國家的輪作政策存在著一定的差異。雖然中國已經(jīng)擁有一套較為科學、準確的輪作實施體系，不過由于輪作試點推行不久，在技術(shù)、經(jīng)驗以及思路等方面與其他一些發(fā)達國家仍有差距，因此本研究將對國內(nèi)外的輪作政策進行對比（見表1），以發(fā)現(xiàn)中國目前存在的問題。

表1 中外輪作制度對比

據(jù)對比，在宣傳與推廣機制上，中國目前主要通過鼓勵合作社或規(guī)模化土地使用者來開展輪作，導致目前輪作的規(guī)模不大，許多農(nóng)民對輪作相關優(yōu)勢及制度并不了解，輪作意愿不強，農(nóng)業(yè)技術(shù)無法得到有效的推廣[59]；而其他國家在輪作的推廣當中，除了政府的宣傳推廣以外，通常會有其他機構(gòu)（如民間組織、高校等）對農(nóng)業(yè)推廣進行輔助，這使得政策下達的權(quán)威性以及民間的接受程度都得到了極大的保障。在補貼方式上，中國主要通過中央財政對輪作休耕制度試點地區(qū)給予補貼，未有效融入市場機制，補貼的發(fā)放存在諸多問題，同省或者同市往往補貼標準都是相同的，沒有將天氣、經(jīng)濟、環(huán)境等條件綜合考慮[60]，缺乏靈活性，極大地打擊農(nóng)民輪作的積極性，不利于輪作制度的發(fā)展；而在其他國家，更多的機構(gòu)參與到了輪作補貼當中，市場機制與輪作補貼制度有機結(jié)合，補貼的形式更為多樣，補貼的金額也更加合理和靈活。在輪作監(jiān)管上，中國仍以政府為主導進行監(jiān)管；而在其他國家，監(jiān)管往往基于更加先進的科技，且建立更為完整的數(shù)據(jù)庫以及評價標準，同時具有第三方機構(gòu)進行輔助。

4 結(jié)論和建議

綜上所述，輪作在經(jīng)濟和生態(tài)方面均有很高的效益。在經(jīng)濟效益方面，輪作可以有效減少病蟲害發(fā)生率等連作障礙，降低農(nóng)藥、化肥的投入，促進作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，有效增加農(nóng)民的收入。在生態(tài)效益方面，輪作可以改善土壤健康，提升土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的含量和有效性，提高土壤酶活性和土壤肥力，有效增加土壤碳的固存，減少溫室氣體的排放。

經(jīng)濟效益和生態(tài)效益都很重要，雖然實際生產(chǎn)中二者可能存在此消彼長的關系，但是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應該在發(fā)展與保護中尋找平衡點，找到合適的輪作模式從而實現(xiàn)發(fā)展與保護的雙贏。大自然保護協(xié)會與中國農(nóng)業(yè)科學院、先正達集團中國、雪川農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司進行了3年的馬鈴薯輪作試驗，對輪作的經(jīng)濟、生態(tài)、環(huán)境效益進行了量化分析，發(fā)現(xiàn)了兩年三作的草田輪作是當?shù)厣鷳B(tài)和經(jīng)濟雙贏的輪作方式[7]。

中國自古就有輪作的種植習慣，多種多樣的輪作種植方式倍受重視，并在生產(chǎn)中積累了大量的種植經(jīng)驗。但是，針對不同輪作種植模式中作物上下茬口的搭配、新的作物品種的引入、不同輪作體系的栽培、耕作、管理與養(yǎng)分調(diào)控、經(jīng)濟與生態(tài)效益的評估等方面的研究仍顯不足，缺乏定量化的分析與系統(tǒng)的評價。同時，社會經(jīng)濟的發(fā)展和集約化種植模式的推廣應用，也為傳統(tǒng)的輪作種植模式提出了挑戰(zhàn)，適應新型輪作種植模式的相關技術(shù)研究需要進一步深入研究。此外，中國也存在新型輪作種植模式經(jīng)驗不足、農(nóng)民對新技術(shù)接受水平不高、政策推廣制度不完善、補貼落實不科學等問題，阻礙了新型輪作種植模式的推廣應用進程。針對上述問題，中國應因地制宜完成基礎技術(shù)研發(fā)、技術(shù)推廣、政策落實、大數(shù)據(jù)建立等工作，發(fā)展不同輪作模式，特別是新型輪作模式的效益評估，為科學、準確地評估輪作種植制度提供技術(shù)支撐，為中國鄉(xiāng)村振興事業(yè)的發(fā)展奉獻力量。

4.1 制定科學的輪作制度，發(fā)展適用的輪作技術(shù)模式

中國土地遼闊，資源豐富，不同地區(qū)的氣候、土地狀況、作物種植及人民需求的情況不同，因此當政府制定輪作制度時應多方面綜合考慮，針對各個地區(qū)不同自然條件和社會經(jīng)濟條件來確定經(jīng)濟環(huán)境雙贏的輪作方式，并根據(jù)輪作制度的不同提供相應的輪作耕作、種植、管理的配套技術(shù)。比如《2019年全國耕地質(zhì)量等級情況公報》中顯示，黃土高原區(qū)以及內(nèi)蒙古及長城沿線區(qū)的土地平均等級分別為6.47等和6.28等，植被覆蓋率低，荒漠化嚴重，水資源缺乏[61]，所以此地區(qū)的大部分農(nóng)民選擇種植旱地作物，如馬鈴薯、小麥等。因此，在考慮將輪作應用到這些作物時，更多的應注重土壤的保護以及水資源的利用率，大自然協(xié)會在馬鈴薯輪作的研究中發(fā)現(xiàn)，在6種輪作方式當中，馬鈴薯-黑麥草/燕麥這種兩年三季的輪作模式，由于能夠充分利用冬季的種植時間，具有最高的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益，所以，在干旱半干旱地區(qū)，運用多熟制輪作，同時種植覆蓋作物可以獲得更高的經(jīng)濟效益及生態(tài)效益[7]。而在中國南方，如長江中下游區(qū)、西南區(qū)，氣候適宜，耕地平均等級為4.72等和4.98等[61]，土壤條件優(yōu)越，所以在南方應用輪作制度能夠在保持土壤健康的同時兼顧產(chǎn)量的提升，如在水稻的種植中加入綠肥、豆類、牧草、以及其他高效經(jīng)濟作物，豐富種植作物種類、多樣化輪作方式以及種植模式[62]，這樣可以有效增加輪作的經(jīng)濟效益，幫助農(nóng)民節(jié)本增收，同時增加土壤有機質(zhì)，防止由于種植單一作物所帶來的土壤連作障礙[63]。

另外，在制定科學的輪作制度的同時，輪作相關的配套技術(shù)同樣值得被重視，一是采用保護性耕作措施，保護性耕作是指減少耕作，利用作物的殘茬覆蓋土地，從而幫助土壤保持養(yǎng)分，減少環(huán)境惡化。周少平等[64]在黃土高原西部對玉米-小麥-大豆輪作系統(tǒng)進行了保護性耕作的試驗，結(jié)果顯示，相比于傳統(tǒng)耕作，在傳統(tǒng)耕作+秸稈覆蓋的情況下，玉米產(chǎn)量增長了9.97%，在免耕+秸稈覆蓋的條件下，系統(tǒng)平均貯水量增加7.4 mm，因此保護性耕作大大增加了輪作所帶來的效益。二是選擇更加高效的節(jié)水灌溉方式，秦欣等[65]通過對于華北地區(qū)冬小麥和夏玉米輪作的研究發(fā)現(xiàn)，相比于重度灌溉，節(jié)水灌溉可以使得輪作系統(tǒng)周年產(chǎn)量提高5.19%，周年水分利用率提高18.97%，因此，在輪作原本所能帶來的效益的基礎上，節(jié)水灌溉可以進一步提升作物產(chǎn)量以及水分利用率，并且可以有效利用雨水，對于地下水的依賴大大降低。三是輪作體系中加入覆蓋作物，覆蓋作物可以保護土壤，減少作物養(yǎng)分的流失，起到抑制雜草，降低病蟲害發(fā)生率的作用，同時可以有效固碳，減少溫室氣體的排放，Chu等[66]在田納西大學選擇將小麥、黑麥、燕麥等覆蓋作物加入玉米-大豆輪作生產(chǎn)體系，發(fā)現(xiàn)多物種混合覆蓋后，土壤水分含量從17%增長到21%，土壤無機氮含量從15.8 mg/kg增長到20.5 mg/kg，同時大豆產(chǎn)量為4550 kg/hm2，而無覆蓋組大豆產(chǎn)量低于4000 kg/hm2，輪作產(chǎn)生的生態(tài)效益與經(jīng)濟效益得到了進一步提高。因此，應用適用的輪作相關技術(shù)可以改善土壤健康，提升產(chǎn)量，帶來更可觀的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益。

4.2 加強輪作宣傳與推廣

農(nóng)民是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的主要實施者，中國大部分農(nóng)民因受教育程度不高，存在缺乏農(nóng)業(yè)知識與技術(shù)、環(huán)境保護意識落后等問題，因此加強農(nóng)業(yè)相關推廣，不僅可以提高農(nóng)民的思想水平，還可以有效宣傳輪作政策及輪作方法。如美國一直執(zhí)行著“三位一體”的合作農(nóng)業(yè)推廣體制，即教育、科研與推廣有機結(jié)合的模式，將高?？蒲信c農(nóng)業(yè)推廣緊密結(jié)合，有助于將高校的科研成果進行轉(zhuǎn)化，再由專門的農(nóng)業(yè)推廣人員用通俗易懂的語言撰寫論文，并發(fā)放給農(nóng)民；同時高校、各個州或者組織都會定期舉行農(nóng)業(yè)研討會和教育培訓，使得農(nóng)民有足夠的機會了解輪作等相關知識，有效提高農(nóng)民的思想水平和知識儲備，使得他們在今后的種植過程中能運用更科學、更環(huán)保的輪作方式[52]。在中國，可以借鑒其他國家的做法，采取以下方式進行宣傳和推廣。一是以村、鎮(zhèn)或縣為單位，定期舉辦研討會，參會人員可以包括農(nóng)民、農(nóng)企員工、高校教授、政府工作人員等，為他們提供一個良好的平臺來加強理論與實踐的聯(lián)系；二是通過相關的培訓，讓農(nóng)民了解當?shù)剌喿鞯南嚓P措施以及政策，在培訓期間，政府工作人員還可以切實了解到農(nóng)業(yè)工作者的想法及需求，為以后的工作改進提供可靠的依據(jù)；三是大力發(fā)展民間自發(fā)組織，可以有效輔助政府工作，同時更加貼近于農(nóng)民自身的需求，有助于對農(nóng)民的培訓與教育。

4.3 科學落實政策——靈活的補貼體系是中國輪作發(fā)展的重要保證

一是針對補貼政策單一、一刀切的問題，政府應該加強補貼的細化程度，進行差別化補償、精準補貼，針對不同地區(qū)、不同作物種類制定不同的補貼標準，以防存在多補和少補的問題；二是簡化發(fā)放補貼程序，盡可能地使政府部門與農(nóng)民直接對接，以防出現(xiàn)效率低下、貪污、挪用等現(xiàn)象；三是多樣化補貼方式，完善補貼評價體系，從不同層面上多角度準確地分析農(nóng)民的需求，如在美國，直接付款的補貼方式已經(jīng)非常少見，作物保險計劃、收入擔保補貼以及價格支持等是主流的補貼方式，通過保障收入、提供資金等方式可以有效降低農(nóng)民的風險[54]，保險公司、信托公司、政府部門等不同機構(gòu)均參與農(nóng)作物生產(chǎn)的補貼，能夠更準確、科學地對農(nóng)民種植計劃進行評估并根據(jù)市場反饋進行合理補貼。

4.4 建立合理評估機制、及時調(diào)整政策

輪作是一項長期的政策，政府應定期地進行檢驗與評估。由于缺少經(jīng)驗，中國輪作政策的落實仍然存在漏洞，因此定期進行檢驗與評估能夠準確找出其中的問題，并及時進行調(diào)整，將輪作效率最大化。其中最重要的一環(huán)是制定詳細、準確的標準評估體系，以便于基層組織進行驗收，美國與加拿大均以土壤普查資料、耕地地理信息資料和社會經(jīng)濟資料為基準建立環(huán)境效益評估體系，并且注重根據(jù)全球糧食產(chǎn)量和市場情況調(diào)整輪作方式，取得了良好效果[52]。中國近階段也應著手完善土壤、地理信息等數(shù)據(jù)庫，制定準確指標，同時加快推進遙感技術(shù)等監(jiān)測手段，協(xié)同第三方機構(gòu)，定期進行輪作評估，及時進行相關調(diào)整，使得輪作制度走向健康的發(fā)展道路。