مقدمه
تناوب گیاهان زراعی یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال اساسی‌ترین ارکان کشاورزی پایدار و حتی کشاورزی صنعتی محسوب می‌گردد. سودمندی اجرای تناوب حتی در زمانیکه بسیاری از متغیرها و عوامل تولید در شرایط بهینه قرار داشته‌ و یا هنگامیکه مشکلات عجین با الگوهای تک کشتی آشکار نمی‌باشند نیز دیده شده است. برخی از این اثرات مفید تناوب شامل بهبود عملکرد، استفاده کارآمدتر از منابع محیطی، افزایش اثرات متقابل و مکملی بین بخشهای فیزیکی – شیمیایی و بیولوژیکی و بهبود در به کارگیری نهاده‌های تولید می‌باشند. در حقیقت تناوب علمی با تلفیق مسائل پایداری محیط، اقتصاد و تولید بهینه در دراز مدت، دانش تناوب را از توالی سادة چند گیاه زراعی به طراحی آگاهانه و علمی حضور متوالی گیاهان مناسب سوق داده است 
چناچه زارعی فقط به تولید یک محصول در مزرعه ی خود بپردازدو یا همیشه یک محصول را در یک قطعه زمین بکارد, نه تنها حداکثر بازده را از کار و عوامل تولید در دراز مدت به دست نمی آورد بلکه با مسائلی از قبیل نقصان تدریجی عملکرد طی سالهای متوالی ,توسعه ی علف های هرز , آفات و بیماری های گیاهی , فرسایش و نقصان باروری خاک , عدم بهره گیری از عوامل تولید مانند آب آبیاری , نیروی کار و ماشین آلات د ربخشی از سال و در نتیجه به هدر رفتن سرمایه , نوسانات قیمت محصول در بازار و عوامل نامساعد محیطی پیش بینی نشده روبرو می گردد. مجموعه ی این عوامل موجب شکست سیستم تولید در کوتاه مدت یا بلند مدت خواهد شد . 
زارع می بایستی برای پرهیز از این مشکلات تولید دو یا چند محصول را در مزرعه ی خود کشت نموده و از کاشت مداوم یک محصول در یک قطعه ی زمین خودداری کند و اصول تناوب زراعی را رعایت کند.

تناوب زراعی:

توالی کاشت گیاهان مختلف برای یک یا چند سال براساس نظم و ترتیب خاص در یک زمین ثابت را تناوب زراعی می گویند. 
تناوب زراعی مطلوب آن است که باعث افزایش عملکرد محصولات مورد کاشت (نسبت به کاشت مستمر آنها در یک قطعه زمین ) گشته, سبب حفاظت آب و خاک شده و بازده اقتصادی کار و سرمایه را افزایش دهد.
عوامل موثر بر انتخاب تناوب زراعی
با این که بعضی از عوامل محیطی و زراعی مانند شرایط آب و هوایی , خصوصیات خاک ,کیفیت و کمیت آب آبیاری و وجود وسائل ارتباطی در منطقه تعیین کننده ی امکان موفقیت تولید گیاهان مختلف می باشد , اما هر واحد زراعی شرایط خاصی داشته و اجرای تناوبهای زراعی محدودی در آن امکان پذیر می باشد. 

در انتخاب توالی محصولات می بایستی به عوامل ذیل توجه کرد:
1. نیازها و خصوصیات مجموعه محصولات مورد کاشت
2. زمان برای تهیه ی بستر و پوسیدگی بقایای گیاهی
3. کنترل علف های هرز ,آفات و امراض
4. مقدار باران
5. رطوبت خاک

اهداف تناوب زراعی
مهمترین هدف اجرای تناوب زراعی، افزایش تولید محصولات زراعیمی باشد که با دنبال کردن اهداف زیر قابل دستیابی است:
1. حفظ و افزایش حاصلخیزی خاک
2. جلوگیری از زیاد شدن مواد سمی در خاک
3. میزان بهره وری از زمین
4. جلوگیری از فرسایش خاک
5. کنترل علفهای هرز، آفات و بیماریهای گیاهی
6. استفاده مناسب از منابع آب قابل استفاده برای آبیاری
7. توزیع نیروی انسانی و ماشین آلات
8. عوامل اقتصادی

حفظ و افزایش حاصلخیزی خاک
محصولاتی که در یک برنامه تناوبی قرار می گیرند، باید حتی المقدور از نظر نیاز غذایی، آبی و شکل ریشه تفاوت داشته باشند. چون بعضی از گیاهان برخی مواد غذایی را بیشتر از سایر مواد جذب و مصرف می نمایند. (گندم با 3تن عملکرد، تقریبا 62 کیلوگرم ازت جذب میکند.)همچنین بعضی از گیاهان زراعی دارای ریشه های سطحی و بعضی دیگر دارای ریشه های عمیق هستند، بنابراین باید از کشت پشت سرهم گیاهانی که دارای ریشه های هم شکل و هم عمق هستند خودداری نمود. در یک برنامه تناوبی صحیح و اصولی باید حداقل یک گیاه از خانواده بقولات (یونجه، شبدر، لوبیا و...)وجود داشته باشد. این گیاهان ازت هوای موجود در خاک را جذب و ذخیره و باعث افزایش ازت خاک می شوند. در نتیجه خاک حاصلخیزتر شده و عملکرد نیز به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت.
همچنین به عنوان مثال در تناوب کلزا - گندم وجود گیاهی مانند کلزا در برنامه تناوبی با گندم دارای محاسناتی به شرح ذیل می باشد:
الف) افزایش حداقل 15% عملکردکشت گندم بعدازکشت کلزابراساس تحقیقات علمی انجام شده .
ب) کنترل علفهای هرز باریک برگ گندم .
ج) کاهش جمعیت آفات گندم با قطع دوره زندگی آفات.
د) کاهش بیماریهای گندم به دو دلیل:
1) عدم میزبانی عوامل بیماریزا.
2) ترشح مواد از بین برنده عامل بیماری در خاک.
ه) افزایش حاصلخیزی خاک به دلیل پوسیده شدن سریع بقایا و کلش آن.
و) کاهش ریسک تولید در یک سال زراعی با کاشت دو محصول متفاوت.
ی) بهبود ساختمان خاک به علت داشتن ریشه های ضخیم و طویل و همچنین افزایش مواد آلی خاک.

جلوگیری از زیاد شدن مواد سمی در خاک
ریشه بعضی از گیاهان مواد سمی ترشح می کنندکه ممکن است این مواد مدتی در خاک باقی بمانند. اگر این نوع گیاهان زراعی مداوم در یک زمین کشت شوند، مقدار مواد سمی در خاک زیاد شده و ممکن است برای خود آن گیاه و حتی برای بعضی گیاهان زراعی دیگر خطرناک باشد. همچنین پوسیده شدن باقیمانده بعضی از گیاهان زراعی در خاک باعث تولید مواد سمی مشخصی شده که منجر به کاهش رشد و نمو گیاهان زراعی دیگر می شود. به عنوان مثال در نتیجه پوسیده شدن کاه یولاف و گندم، شاخ و برگ سویا و ساقه های ذرت و سورگوم، مواد سمی تولید می شود. کشت متوالی این نوع محصولات در یک زمین باعث افزایش تدریجی مواد سمی در خاک و در نتیجه خاک به تدریج قابلیت کشت را از دست می دهد.

میزان بهره وری از زمین
طول دوران رشد گیاهان یکساله معمولا بین 3 تا 10 ماه می باشد. هر چه طول دوران حقیقی رشد( به غیر از دوران خواب) محصول طولانی تر باشد ، انتظار می رود عملکرد بالاتری به دست آید . پس هرچه طول دوران رشد محصولات مورد کاشت طولانی تر و در نتیجه جمع دوران آیش های فصلی در یک تناوب زراعی کوتاهتر باشد میزان بهره وری از زمین بیشتر خواهد بود.کاشت دو محصول در 1 سال زراعی، با تراکم کاری زیادی برای برداشت محصول قبلی و کاشت محصول بعدی همراه می باشد، همیشه وجود یک آیش فصلی کوتاه بین دو محصول متوالی مفید می باشد.

نکته ی دیگر در رابطه با بهره وری از زمین این است که وجود گیاهانی با ریشه ی عمیق در بین محصولات انتخاب شده از نظر جذب آب و عناصر غذایی از اعماق خاک بسیار مطلوب میباشد , این امر نه تنها بازیابی نهاده های مصرفی را امکان پذیر می سازد بلکه از آلودگی آبهای زیرزمینیمی کاهد.


جلوگیری از فرسایش خاک
بعضی از گیاهان مانند سیر و پیاز سطح خاک مزرعه را به خصوص در ابتدای دوره رشد به خوبی نمی پوشانند و در نتیجه بارانهای شدید و یا بادهای تند، قسمت فوقانی خاک زراعی را جابجا ویا حتی از مزرعه خارج می کند .همچنین بعضی از محصولات زراعی به آب بیشتری نیاز دارند و در آبیاریهای سنگین بخصوص آبیاری کرتی و نشتی، خاک مزرعه جابجا شده و از دسترس خارج می شود و یا مواد غذایی خاک به مرور از لایه های زراعی شسته و به قسمتهای زیرین خاک منتقل می شود.این جابجاییها را فرسایش گویند. حال یک تناوب زراعی صحیح می تواند تا حدودی از فرسایش جلوگیری نماید.
بعضی از گیاهان علوفه ای بوسیله ساقه و بر گهای فراوان خود تقریبا سطح خاک را به طور کامل پوشانده و خاک را از فرسایش آبی و بادی حفظ می کنند. گیاهانی که ریشه افشان و سطحی دارند(مثل گندم و جو) خاک سطحی را به وسیله ریشه های خود نگه داشته و از جابجایی خاک سطحی جلوگیری می کنند.

کنترل علفهای هرز، آفات و بیماریهای گیاهی
در تناوب زراعی می بایستی مجموعه ای از گیاهان منظور شوند که کنترل مناسبی برعلف های هرز, آفات و امراض به عمل آورند. مثلا چنانچه اکثر محصولات انتخاب شده از یک گروه باشند علف های هرز خاصی توسعه یافته و کنترل آنها مشکل می گردد. بالعکس تنوع محصولات از نظر زمان کاشت شرایط مناسبی را برای کنترل انواع علف های هرز بوجود می آورد. در رابطه با آفات و امراض توجه شود که در بین مجموعه ی محصولات انتخاب شده حتی الامکان میزبان مشترک یک آفت یا بیماری وجود نداشته باشد. هر چه اختلاف بین گیاهان انتخاب شده از نظر میزبانی آفات بیشتر باشد , احتمال توسعه ی یک آفت یا بیماری کمتر خواهد بود . عدم توجه به این نکته موجب گسترش یک آفت یا بیماری خواهد شد. 

استفاده مناسب از منابع آب قابل استفاده برای آبیاری
اگر مزارع بزرگ که با محدودیت منابع آب روبه رو هستند به چند قطعه تقسیم و یک تناوب زراعی صحیح در آنها اجرا شود، و این محصولات از نظر زمان کاشت، طول دوره رشد، نیاز آبی و زمان آبیاری با هم متفاوب باشند، به طور یقین از منابع آب موجود استفاده بهتری به عمل می آید.در صورتی که آب موجود برای کاشت کلیه اراضی یک مزرعه کفایت نداشته باشد و یا از طریق انتخاب محصولات نتوان با کمبود آب در ماههای خاصی مقابله نمود، لازم است آیش یکساله را در تناوب قرار داد.

توزیع نیروی انسانی و ماشین آلات
تلاقی زمانی کاشت, داشت و برداشت محصولات سبب تراکم کاریدر بعضی از زمان ها و بلا استفاده ماندن نیروی انسانی و مکانیکیدر بعضی از مواقع می گردد. هر چه مزرعه کوچکتر و سطح کاشت هر محصول کمتر باشد , عامل توزیع نیروی انسانی و ماشین آلات نقش مهمتری در انتخاب محصولات پیدا می کنند . در صورت امکان منظور سازی مجموعه ای از محصولات پاییزه ، بهاره سرمادوست و بهاره ی گرمادوست در یک سیکل تناوبی از لحاظ توزیع نیروی کار مطلوب می باشد . در صورتی که مساحت مزرعه بیش از توان کاری باشد , لازم است از طریق آیش گذاری زمین نسبت به ایجاد تعادل بین سطح عملیات و نیروی کار اقدام کرد.

عوامل اقتصادی
نوسان قیمت فروش بعضی از محصولات مانند سیب زمینی و پیاز زیاد است . بعضی از محصولات نیز آسیب پذیری زیادی نسبت به عوامل و سوانح طبیعی دارند. چنین محصولاتی از ریسک تولید بالایی برخوردارند. هر چه تنوع محصولات کاشته شدهبیشتر باشد , ریسک تولید کمتر بوده و شکست در تولید یک محصول ممکن است تا حدی با موفقیت در تولید سایرین جبران گردد. در انتخاب مجموعه ای از محصولات جهت یک تناوب زراعی می بایستی آسیب پذیری اقتصادی و حساسیت هر محصول را نسبت به عوامل نامساعد محیطی در نظر داشت . بازده ی اقتصادی عملیات زراعی انجام شده در تناوب نیز می بایستی در نظر گرفته شود .

عناصر غذایی که مورد نیاز یک گیاه زارعی است امکان دارد برای گیاه بعدی غیرضروری و  کم مصرف باشد. بی ثباتی عملکرد و مستعد شدن آن به آفات و امراض نیز خواهد شد. تناوب زراعی به خودی خود نمیتواند باعث کاهش قابل ملاحظه بیمار یهایی که توسط عوامل بیمار یزای چند میزبانه به ویژه انواعی که قابلیت ساپروفیت شدن بالایی دارند یا دارای بقایای مقاوم هستند، شوند. لذا ترکیبی از یک تناوب محصولات زراعی خوب و با عملیات زراعی خاص در کنترل بعضی از بیمار یهای مخرب، خاکزی موفق است.

 در تناو بهای زراعی دارای بقولات، اثرات مفید این گیاهان صرفا به اثرات بیولوژیکی محدود نمیگردد زیرا چنانچه به همان میزان کود نیتروژنه  برای  شرایط  تککشتی  فراهم کنیم، سیستم  زراعی اثرات کاشت تناوبی بقولات را نشان نخواهد داد. برخی از این اثرات تجمعی نظیر بهبود در رطوبت و عناصر غذایی خاک  ساختار فیزیکی- شیمیایی خاک، بهبود جوامع میکروارگانیسم خاک، ایجاد  وقفه در چرخ ههای تولیدمثل و تکثیر آفات و امراض و علفهای هرز و نیز کاهش فیتوتوکسینها میباشند. بنابراین به جهت دارا بودن چنین خصوصیاتی (فواید نیتروژنه و غیرنیتروژنه) از زما نهای قدیم گیاهان لگوم بخش مهمی از زراعت را شامل شد ه اند. بهبود در عملکرد غلاتی که پس از آنها قرار میگیرند ،بین 30 تا 35 درصد افزایش در هکتار گزارش شده است. به طور کلی کاهش شیوع آفات و بیمار یها ، کاهش شدت علفهای هرز به علت ورود بقولات در تناوب زراعی مهمترین عامل اثرات مفید غیرنتیروژنه محسوب میشود. متناوت بودن خصوصیات گیا هشناسی و زراعی دانه های روغنی نظیر کلزا در تناوب زراعی نه تنها باعث کاهش جمعیت علفهای هرز مقاوم و سازگار به شرایط  تککشتی مداوم خواهد شد   . بلکه سودمندی عملکرد حاصل از کاربرد تناوب  میتواند نتیجه وجود اثرات تجمعی و افزای شدهنده عملکرد همچون کاهش قدرت رقابتهای علفهای هرز با گیاهان زراعی و یا استفاده از منابع فیزیکی و شیمیایی محیط باشد. 

  معمولا یک برنامه کلی تناوب از نظر بیولوژیکی در یک زراعت پیشرفته در نظر گرفتن 50 در صد علوفه و یا حبوبات و 25 درصد نباتات  وجینی مثل پنبه و چغندر و سیب زمینی و ...است .

 

برای تناوب نیز گیاهان به سه دسته کلی  شتوی و صیفی و علوفه ای تقسیم می شوند:

 

شوی محصولاتی هستند که در پاییز  اوایل بهار کشت میشوند و به سرما نیاز دارند ولی صیفی محصولاتی هستند که در بهار و تابستان کشت میشوند وبه سرما حساس هستند.

صیفی هم گیاهان پر توقع و وجینی هستند که باید زمین خوب تهیه شود و دوره رشدشان در فصل گرم است.

علوفه اگر یکساله باشد صیفی است و اگر چند ساله باشد مثل یونجه باید زمین خیلی خوب تهیه شود.

 سیستم لی فارمینگ:

         سیستم لی فارمینگ که امروز از سوی موسسه تحقیقاتی کشاورزی دیم ایکاردا(ICARDA) در واقع کشت کیاهان یک ساله از خانواده بقولات در تناوب با غلات دیم بطور گسترده توصیه میشود تا بدون آیش گذاشتن زمین این فرصت ایجاد شود که مقدار ماده آلی خاک افزایش و مقدار غذا برای احشام کشاورزان تامین گردد به عبارتی لی فارمینگ( تناوب غله با مرتع) تلفیقی از زراعت و دامداری می باشد که بصورت مکمل عمل می کند و از فرسودگی خاک نیز جلوگیری می شود.

اصول تناوب
در یک برنامه تناوب زراعی، نوع محصولات زراعی، و ترتیب کشت آنها با توجه به اصول کلی زیر مشخص می گردد:
الف) کشت محصولات انتخاب شده باید از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد.
ب) از کشت پشت سرهم گیاهان هم خانواده و گیاهان دانه ای (غلات یا حبوبات) تا حد امکان خودداری گردد.
ج) بقولات دانه ای ( لوبیا )، بین دو محصول وجینی و یا قبل ازغلات دانه ریز (گندم وجو) قرار گیرند.
د)گیاهان خانواده بقولات حتی در مواردی که یک گیاه برای تولید دانه و گیاه دیگر برای تولید علوفه باشد، پشت سر هم کشت نشوند.
و) محصولات وجینی بعد از گیاهان علو فه ای یا کود سبز قرار گیرند.
ه)از کشت متوالی گیاهانی که دارای آفات و بیماریهای مشترک هستند، خودداری گردد.

مزایای  تناوب زراعی

یک تناوب زراعی که بطور صحیح برنامه ریزی شده باشد نسبت به کشت تک محصولی یا      زراعتهای متوالی دارای مزایای زیر میباشد:

1ـ حفظ و حتی بهبود حاصلخیزی خاک

2ـ جلوگیری از افزایش آفات، امراض و علفهای هرز

3ـ کنترل فرسایش خاک

4ـ تنظیم برنامه کار در تمام سال

5ـ تثبیت درآمد و کاهش هزینه ها

6ـ ذخیره رطوبت از یک فصل به فصل بعدی

7-  اصلاح ساختمان خاک

 ۸ـ  افزایش تولید علوفه برای احشام کشاورزان