Виды полевых севооборотов

Полевые севообороты Занимают основную площадь пашни сельскохозяйственных предприятий, в среднем по России площадь введенных полевых севооборотов ранее составляла 85...88% площади пашни. Земельные массивы, на которых раз­мещают полевые севообороты, неоднородны по плодородию почв, рельефу, увлажнению и другим условиям, а сельскохозяй­ственные предприятия значительно различаются по своему про­изводственному направлению, организационной структуре и другим природным и экономическим условиям. Поэтому при Введении их учитывают:

Специализацию хозяйства, его организационно-производ­ственную структуру и размеры;

Наличие населенных пунктов и размещение животноводчес­ких комплексов и ферм;

Рельеф местности, степень эродированности и расчлененнос­ти территории;

Пространственные характеристики землепользования (состав и площадь сельскохозяйственных угодий, размеры и размещение пахотных массивов, их конфигурацию и удаленность от хозяй­ственных центров и др.).

Специализация сельскохозяйственных предприятий опреде­ляет состав культур в полевых севооборотах. При проектирова­нии полевых севооборотов необходимо создать наилучшие усло­вия для размещения их по территории, обеспечив полевые куль­туры лучшими предшественниками и создав благоприятные ус­ловия для возделывания растений.

Во всех случаях состав культур в полевых севооборотах, их число и размещение необходимо увязывать с качеством почв хо­зяйства и их размещением на территории. При достаточной пло­щади земель, сильно различающихся по плодородию, и их ком­пактном расположении вводят отдельные полевые севообороты с различным набором культур. Основное условие при этом - раз­мещение менее требовательных к почвенному плодородию куль­тур на менее плодородных землях и, наоборот, более требова­тельных культур на более плодородных почвах. Большое значе­ние в этих случаях следует придавать культурам, повышающим или восстанавливающим плодородие почв (многолетним травам, люпину, зернобобовым и др.).

На легких почвах в условиях Нечерноземной зоны с неболь­шим содержанием гумуса вводят Сидеральные севообороты, На суглинистых почвах - севообороты, насыщенные льном, озимой пшеницей и другими культурами. На землях, подверженных смыву, проектируют Почвозащитные севообороты С включением в их состав многолетних трав, озимых культур. Несмытые земли выделяют под полевые севообороты с большим насыщением пропашными, интенсивно возделываемыми культурами.

В случае, если земли, пригодные для возделывания ограни­ченного набора культур, занимают небольшую площадь (1,..2 поля) и расположены компактным массивом, на них устанав­ливают свое чередование культур в рамках единого севооборота или предусматривают выводные поля культур. Например, на смытых землях можно запроектировать выводное поле многолет­них трав, а на легких почвах - картофеля.

При неоднородном почвенном покрове и расположении по­чвенных разностей бессистемно на всей территории в полях се­вооборотов выделяют агротехнически однородные рабочие учас­тки. В этих случаях при многоотраслевом развитии хозяйства до­пускается введение полевых севооборотов со сборными культу­рами в отдельных полях. При наличии больших открытых массивов земель с торфяными почвами и их осушении предус­матривают полосное размещение культур.

При размещении хозяйственных центров в производственных подразделениях на краю землепользовании с земельными масси­вами, вытянутыми в одну сторону, целесообразно введение не­скольких полевых севооборотов с насыщением близлежащих из них наиболее трудоемкими и малотранспортабельными культу­рами. Это необходимо для снижения затрат на транспортировку грузов и рабочих, холостые переезды сельскохозяйственной тех­ники. Пример организации севооборотов при вытянутом земле­пользовании показан на рисунке 10.

При небольшой площади землепользования приближение к населенным пунктам грузоемких культур может быть достигнуто и в границах одного севооборота. Например, звено севооборота, располагающееся вблизи селения, имеет следующее чередование: 1. Зернобобовые. 2. Озимые. 3. Картофель. 4. Яровые зерновые. 5. Картофель.

На удаленных землях вводят следующее звено: 6...7. Много­летние травы. 8. Озимые. 9. Яровые зерновые с подсевом трав.

Учитывая неодинаковое отношение культур, входящих в по­левые севообороты, к почвам, климатическим условиям, пред­шественникам и другим факторам, а также развитие процессов специализации и концентрации производства, полевые сево­обороты проектируют в зависимости от ведущих культур, входя­щих в них.

Вид полевых севооборотов определяется составом культур, требования к почвам которых различны

Среди хлебных злаков наиболее требовательна к почвенным условиям Пшеница. Она хорошо растет на глубоких структурных тяжелосуглинистых и легкосуглинистых почвах. Легкие, осо­бенно песчаные и супесчаные, почвы для пшеницы малопри­годны. Снижается плодородие и на тяжелых бесструктурных почвах. Пшеницы, особенно мягкие, обладают большой эколо­гической эластичностью. Их культивируют на слабокислых под­золистых, дерново-подзолистых, серых, бурых лесных и щелочных солонцеватых почвах, карбонатных сероземах, чер­ноземах, светло-каштановых почвах. Пшеницы не выносят кислых почв, которые всегда известкуются.

Ячмень Отличается очень большой приспособленностью к почвенным условиям. В лес­ных зонах для ячменя лучши­ми оказываются суглинистые дерново-подзолистые, серые и бурые лесные почвы, которые окультурены до слабокислой и нейтральной реакции среды и обогащены органическим ве­ществом. Тяжелые почвы, из­быточно переувлажненные, с плохими физическими свой­ствами, не подходят для куль­туры. Ячмень хуже приспосаб­ливается к переувлажнению, чем пшеница и овес. Мало подходят для ячменя и песча­ные почвы.

Прекрасными почвами для ячменя являются черноземы всех типов и темно-каштано­вые почвы. Как и для пшени­цы, лучший гранулометричес­кий состав - тяжелосуглинис­тый и легкосуглинистый. На степных суглинистых и осо­бенно песчаных почвах плодо­родие ячменя падает. Он раз­вивает мощную и глубокоидущую корневую систему, что определяет его относительную засухоустойчивость и в то же время чувствительность к пе­реувлажнению и неудовлетво­рительным физическим свой­ствам. Например, различные типы смытых почв характери­зуются невысоким плодороди­ем для ячменя.

Рожь Отличается большой экологической приспособленнос­тью к почвенным условиям. Лучшие почвы для нее - глубокие рыхлые структурные черноземы различных подтипов, однако ее можно возделывать как на кислых, так и на щелочных почвах. Рожь переносит высокую степень кислотности, достаточно не­чувствительна и к щелочности, и к некоторой засоленности и со­лонцеватости.

Рожь менее требовательна, чем другие злаки, к питательным элементам, дает хорошие урожаи на малопродуктивных почвах склонов, солонцеватых землях, хорошо приспосабливается и к почвам различного гранулометрического состава - от песчаных до глинистых. На песчаных почвах она более доходна, чем ос­тальные злаки. Приспосабливается рожь и к различной влажнос­ти. Ее посевы можно встретить и на подзолистых почвах, и на осушенных торфяно-болотных.

Овес Приспосабливается к широкой гамме почв различных природных зон, однако его корпи проникают на меньшую глуби­ну, чем корни других хлебов. В связи с этим он нуждается в хоро­шей увлажненности почв и даже не боится переувлажнения во второй период вегетации. Овес менее чувствителен к кислотнос­ти, чем пшеница и ячмень, у него ниже потребность в питатель­ных элементах. Пригодные для выращивания подзолистые и дерново-подзолистые почвы, серые и бурые лесные, осушенные по­чвы-торфяники, торфяно - и перегнойно-глеевые.

Овес лучше всего развивается па суглинистых и легкосуглини­стых почвах. Он более устойчив на легких почвах, чем на тяже­лых. Меньше всего подходят глинистые, плоходренированные почвы, потому что посевы склонны к полеганию и менее устой­чивы к вредителям. То же самое относится и к песчаным почвам из-за их предрасположенности к недостатку калия и быстрому пересыханию.

В степных районах овес дает хорошие урожаи на черноземах, особенно на оподзоленных, выщелоченных и типичных. В более сухих условиях на южных черноземах и каштановых почвах глав­ным ограничивающим фактором становится недостаток влаги из-за неспособности овса использовать воду глубоких слоев по­чвы. Слабощелочные условия не являются препятствием, и при оптимизации водного режима овес может давать хорошие уро­жаи. Он чувствителен к солонцеватости и засоленности почв.

Урожайность Кукурузы Во многом определяется не самими свойствами почв, а степенью увлажнения, что свидетельствует о специфике экологических особенностей этой культуры. Высо­кие урожаи кукурузы получают на черноземах выщелоченных, черноземах слитых, лугово-черноземных и луговых почвах, но при условии достаточного увлажнения в период вегетации. На сухих карбонатных черноземах сборы зерна кукурузы резко снижаются.

Кукуруза требовательна к богатству почвы органическим ве­ществом и элементами питания. В связи с этим в главных райо­нах возделывания лучшими для нее являются глубокогумусные почвы тяжелого гранулометрического состава. Это черноземы, каштановые почвы при орошении, лугово-черноземные почвы различных местообитаний, коричневые почвы.

Кукуруза - теплолюбивая культура, но ареал ее возделывания на силос проникает и в умеренный пояс. В холодных условиях для нее более подходящими являются теплые легкие почвы, рано Прогревающиеся.

Для Проса Наилучшие почвы - черноземы всех подтипов, каштановые, коричневые и серо-коричневые. Просо относится к культурам, предпочитающим легкие суглинистые почвы, однако на оструктуренных тяжелых тоже получают хорошие урожаи. Просо можно возделывать на лесных почвах (серые, бурые, дер­ново-подзолистые). Важна для проса высокая аэрация почвенно­го профиля. Всякое уплотнение почвы, переувлажненностъ (даже временная), глеевые явления, слитность неблагоприятны и резко снижают урожаи. Просо относительно солеустойчиво и может переносить слабую и среднюю солонцеватость.

Горох - Культура богатых плодородных почв, которая предъявляет высокие требования по хорошей аэрации и рыхлос­ти на большую глубину. Лучшие для него земли - черноземы различных подтипов. Плохо растет на плотных и бесструктурных тяжелых почвах, не выносит заболачивания, даже временного. Отрицательно реагирует на почвенную засуху. Неблагоприятны для гороха песчаные и супесчаные почвы. Очень чувствителен к солонцеватости и засолению.

Подсолнечник Предъявляет повышенные требования к богат­ству почв. Экологически в этом плане его можно поставить в один ряд с пшеницей. Лучшими для подсолнечника землями яв­ляются черноземы всех подтипов, близкие к ним лугово-черно-земные, а также темно-каштановые. Плодородие этих почв для подсолнечника зависит от содержания гумуса.

Подсолнечник - культура нейтральных и слабощелочных почв. Он устойчив к засолению почвы, и его можно применять при мелиорации как культуру-освоитель недопромытых земель. Песчаные, сильнозасоленные и солонцеватые, а также заболо­ченные почвы для подсолнечника неприемлемы.

Сахарная свекла По требовательности к почвенным условиям близка к основной зерновой культуре - Пшенице, которая всегда сопутствует ей в севооборотах. Для сахарной свеклы характерна высокая отзывчивость на почвенное богатство. Лучшие для куль­туры - земли, расположенные на богатых гумусом глубокострук­турных почвах. Это черноземы оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные, коричневые выщелоченные и типич­ные почвы, а также лугово-черноземные, аллювиально-луговые и луговые почвы. Глубокая корневая система осваивает мощную толщу почвы и почвообразующей породы.

Сахарная свекла растет только на рыхлых глубокоструктурных почвах, к которым по гранулометрическому составу во всех при­родных зонах относятся среднесуглинистые. Однако подходят и хорошо оструктуренные черноземы, лугово-черноземные, ко­ричневые почвы тяжелосуглинистого и глинистого грануломет­рического состава. Неудачны для этой культуры пески и супеси, особенно во влажных условиях.

Сахарная свекла - солеустойчивое растение, свободно пере­носит слабую засоленность почв, которую можно применять при мелиорации для биологического рассоления.

Для Картофеля Наилучшие условия - районы с умеренно теп­лым летом и легкими по гранулометрическому составу почвами. Это дерново-подзолистые, серые и бурые лесные почвы, черно­земы оподзоленные, выщелоченные.

Почвы сухостепной зоны недостаточно удовлетворительны из-за почвенно-воздушного климата, высоких летних темпера­тур. Требование легкого гранулометрического состава - одна из важнейших почвенно-экологических особенностей картофеля, что обусловлено особенностями корневой системы.

Лен-долгунец Вследствие относительно слабой корневой систе­мы очень требователен к плодородию почв. Лучшими для его вы­ращивания являются земли с хорошо окультуренными дерново-подзолистыми, нормального увлажнения почвами среднего и легкосуглинистого гранулометрического состава со слабой кис­лотностью (рН 5...6).

Введение специализированных Зерновых севооборотов Вызвано специализацией хозяйства, созданием зерновых семеноводчес­ких хозяйств, потребностями в зернофураже животноводческих комплексов, птицефабрик, комбикормовых заводов, выведением из состава полевых севооборотов предшественников зерновых при организации кормовых и других севооборотов.

Насыщение севооборотов зерновыми культурами

Возможность насыщения севооборотов зерновыми культура­ми определяется расширением состава предшественников яро­вых, применением различных сортов растений, высокой агротех­никой, повышением технической оснащенности хозяйств. Кон­центрация посевов зерновых культур связана с их предшествен­никами; краткий перечень основных предшественников для выращивания зерновых и других культур для Нечерноземной зоны приведен ниже.

Примечание. Наиболее благоприятные предшественники указаны первыми.

В центральных и западных районах лучшими и экономически целесообразными предшественниками для озимых культур явля­ются: занятые пары - клеверный, картофельный, горохо-вико-овсяный и др.; из непаровых предшественников - многолетние травы на один укос в год посева озимых; на легких почвах - так­же люпиновый пар при уборке урожая на зеленую массу и сидеральный - при запашке массы на зеленое удобрение. Чистые пары целесообразны при восстановлении плодородия полей и проведении мелиоративных работ.

Например, в южных и юго-восточных районах Нечернозем­ной зоны лучшими предшественниками под озимые являются запятые пары (озимые на зеленый корм, клевер, ранний карто-фелъ, кукуруза на зеленый корм и силос, вико-овсяная и горохо-овсяная смеси), а из непаровых предшественников - многолет­ние травы на один укос, горох и гречиха на зерно (раннеспелые Сорта).

Некоторые зерновые и зернобобовые культуры являются хо­рошими предшественниками для других зерновых культур, что создает возможность их концентрации в специализированных севооборотах. В частности, горох - хороший предшественник для озимых культур, яровой пшеницы, ячменя, гречихи. Ранне­спелые сорта гречихи в Нечерноземной зоне могут являться предшественниками для озимых культур. При производстве то­варного зерна как исключение допускается также посев озимых По озимым и по ячменю.

Яровую пшеницу и яровой ячмень целесообразно размешать по пропашным культурам, гороху, пласту многолетних трав, льну, высеваемому по пласту многолетних трав, овсу.

Овес менее требователен к предшественникам, чем другие культуры. В то же время он является хорошим предшественни­ком в насыщенных севооборотах для других зерновых культур, служа «санитарной» культурой в отношении корневых гнилей. Овес размещают по тем же предшественникам, что и яровую пшеницу, а также после озимых. Лучшие предшественники горо­ха и вики на зерно - озимые и пропашные культуры.

В хозяйствах, специализирующихся на производстве зерновых культур, их насыщенность в севооборотах может доходить до 75 %. При этом следует иметь в виду, что для повышения плодо­родия почв и получения высоких и устойчивых урожаев зерна не­обходимо обеспечить положительный баланс органического ве­щества в почве, что возможно при выращивании в севообороте сельскохозяйственных культур, оставляющих после себя большое количество пожнивных и корневых остатков, и внесении органи­ческих удобрений. Наибольшее количество органических остат­ков - у многолетних трав и озимых культур, меньше - у про­пашных (картофеля, корнеплодов).

В севооборотах без многолетних трав положительный баланс гумуса в почве может быть поддержан, если внести в почву повы­шенные дозы органических удобрений (до 12...15 т на 1 га пашни и более).

В хозяйствах, специализирующихся на производстве продук­ции животноводства, в связи с увеличением в структуре посевов кормовых культур до 40...50 % доля зерновых в севооборотах со­кращается до 50...60 %.

В молочно-животноводческих хозяйствах северо-западных районов Нечерноземной зоны России с развитым производством зерна рекомендуют следующие схемы севооборотов:

При насыщении севооборотов зерновыми в Центральном экономическом районе для хозяйств зерномолочного направле­ния рекомендуют следующее чередование культур:

В хозяйствах южных и юго-восточных районов Центрального экономического района можно применять зерновые севооборо­ты с короткой ротацией: 1, Горох на зерно. 2. Озимые. 3. Про­пашные. 4. Яровые зерновые.

На дерново-подзолистых суглинистых почвах Кировской об­ласти наиболее эффективны севообороты с насыщением зерно­выми до 50...70 % со следующим чередованием культур:

Для дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почв реко­мендуют севообороты со следующим чередованием культур: 1..2. Люпин. 3. Озимая рожь. 4. Картофель. 5. Ячмень.

В хозяйствах Уральского района оптимальная насыщенность полевых севооборотов зерновыми культурами на Среднем Урале находится в пределах 60..70 %, различаясь в зависимости от спе­циализации сельскохозяйственных предприятий. В хозяйствах молочного и мясо-молочного направления зерновые должны за­нимать 52...60 %, а в свинооткормочных и птицеводческих хозяй­ствах должны преобладать севообороты с насыщением зерновы­ми до 65..70%. При высокой концентрации зерновых рекомен­дуют следующие схемы севооборотов:

Для слабоокультуренных почв этого региона рекомендованы следующие схемы севооборотов:

Одно из основных требований, предъявляемых к проектиро­ванию зерновых севооборотов,-обеспечение повышения пло­дородия почв и создание наилучших условий для эффективного и высокопроизводительного использования сельскохозяйствен­ной техники.

Полевые севообороты - 4.3 out of 5 based on 3 votes

Основой любой системы земледелия является севооборот. Первое научное обоснование севооборота оформилось в виде теории плодосмена в начале XIX века. Альбрехт Тэер (1752-1828) обосновал его целесообразность, исходя из гумусной (перегнойной) теории питания растений. Согласно теории, необходимость чередования культур возникала по причине существования растений истощающих и обогащающих почву гумусом. К середине века необходимость севооборотов рассматривалась с позиций теории минерального питания растений Юстуса Либиха (1803-1873).

В России снижение плодородия почвы при монокультуре зерновых П.А. Костычев (1845-1895) и В.Р. Вильямс (1863-1939) связывали с ухудшением ее физических свойств, особенно с разрушением агрономически ценной структуры. На этой основе был сделан вывод о необходимости чередования культур путем введения в севооборот смеси бобовых и злаковых многолетних трав, способных восстанавливать физические свойства и структуру почвы.

Современные представления о севообороте связывают с явлением почвоутомления . Наиболее существенные причины почвоутомления следующие:

– односторонний вынос питательных веществ, недостаток микроэлементов;

– нарушение солевого баланса почвы, которое может наступить при высоких дозах внесения удобрений;

– нарушение физических и физико-химических свойств почвы, особенно при длительном возделывании пропашных культур;

– развитие патогенной микрофлоры и одностороннее преобладание одних групп микроорганизмов над другими;

– усиленное размножение вредителей;

– чрезмерное размножение злостных сорняков;

– сдвиг рН в неблагоприятную для растений сторону;

– накопление фитотоксичных веществ в почве (колинов).

Почвоутомление необходимо рассматривать как результат нарушения экологического равновесия в экосистеме «почва-растение», вследствие одностороннего воздействия на почву культурных растений. Определяющий фактор – перегруппировка микроорганизмов и увеличение вредной микрофлоры. Как правило, это естественная реакция микроорганизмов почвы на однокачественность поступающих ежегодно в почву растительных остатков.

Наиболее значительное количество токсичных видов найдено среди грибов – Penicilium, Aspergillus, Fusarium; среди бактерий – Pseudomonas. Из актиномицетов наибольшей токсичностью отличаются культуры с серым воздушным мицелием. Сегодня известно более 240 видов различных плесневых грибов, которые продуцируют около 100 токсичных соединений. Организация контроля содержания микотоксинов в почве является очень сложной проблемой.

Фитотоксическими свойствами на определенных стадиях разложения обладают остатки практически всех сельскохозяйственных культур. Например, остатки бобовых культур токсичны недолго, а зерновые колосовые сохраняют токсичность длительное время. Так, влияние растительных остатков пшеницы при их разложении в почве на развитие микрофлоры значительно отличается от воздействия растительной массы бобовых и крестоцветных растений. Количество бактерий через 30 суток после внесения первых составило 64 млн., люпина – 118 млн./г почвы. При этом отношение бактериальной и грибной флоры составило соответственно 1:0,003; 1:0,0002; 1:0,0005. Выявлено, что в процессе микробиологического разложения пожнивных остатков пшеницы в почве накапливаются вещества фенольной природы. Изучена динамика накопления фенолкарбоновых кислот, среди которых ванилиновая, n-кумаровая и феруловая кислоты особенно токсичны для растений [Картвелишвили, 1984].

В настоящее время без севооборотов невозможно преодолеть почвоутомление из-за накопления специфических веществ колинов (от лат. collide – сталкивать враждебно) – производных фенолов, хинонов, нафтизина, полипептидов и других соединений. В современных условиях это единственная причина почвоутомления, которую невозможно устранить другими способами, кроме как чередованием культур. Активность водорастворимых колинов характеризует токсичность почвы в условных кумариновых единицах (УКЕ). В качестве теста используют реакцию проростков высокочувствительных растений, как правило, крестоцветных (кресс-салат, редис, горох и др.).

С экологических позиций почвоутомление это механизм, с помощью которого система «почва-растение» освобождается от одностороннего воздействия искусственного растительного сообщества. В результате этого создаются условия для замены культурных растений естественным сообществом. Поэтому в монокультуре большое развитие получают сорные растения.

Почвоутомление сопровождается развитием болезней и вредителей: зерновых – корневыми гнилями, картофеля – ризоктониозом, льна – фузариозом и т. п. В тех случаях, когда накапливаются вредители и болезни, резко возрастают издержки производства из-за применения пестицидов и экологические риски.

На основе усредненных данных считаются возможными следующие экологически допустимые концентрации культур в севооборотах: зерновые культуры – 60-80%; сахарная свекла – 20-25%; кукуруза – 50-60%; конопля – 50%; картофель – 30-50%; подсолнечник и лен – 14-16%. Эти пределы могут несколько колебаться.

Озимая рожь на дерново-подзолистй почве дает одинаковый урожай по клеверному пару и после ячменя и овса, мало снижается урожай ржи при бессменной культуре на фоне удобрений. Высокие урожаи кукурузы и картофеля можно получать по любому предшественнику, а также при бессменных посевах.

Особая роль в преодолении почвоутомления принадлежит крестоцветным растениям с их уникальной способностью очищения почвы от инфекции – рапс, сурепица и др.

Многолетние травы как предшественники для зерновых культур – незаменимы. Они оструктуривают почву, обогащают растительными остатками, снижают эрозию, извлекают нитратный азот из глубоких слоев почвы, предотвращая его попадание в грунтовые воды.

Безусловно, севооборот является составной и необходимой составляющей любой системы земледелия. Однако использование севооборотов в современном земледелии сопряжено с рядом организационных и экономических проблем, Дело в том, что товаропроизводитель, соблюдая севообороты, вынужден заниматься сразу многими культурами, развивать растениеводство, животноводство и другие отрасли. В условиях рыночного хозяйствования это снижает рентабельность предприятия в целом, так как каждая группа культур требует своего комплекса технических средств для возделывания, хранения и переработки продукции, разноплановой технологии и специалистов. В этой связи Н.М. Тулайков (1875-1938) применительно к зерновому хозяйству писал (1963): «в основе специализированного хозяйства есть одно положение – это поставить основные растения в наилучшие условия существования и, если возможно, – сделать это в условиях монокультуры». «Вводимые в севооборот (помимо чистого пара) дополнительные к основному (пшенице) растения должны в наилучшей форме обеспечить высокие урожаи этого главного растения».

Противоречие между плодосменом и специализацией земледелия существовало всегда и существует по настоящее время. По всей видимости, в современных условиях оно даже обострено. Полностью решить противоречие пока не представляется возможным, но в значительной мере его можно сгладить, следуя по пути интенсификации производства.

Система севооборотов, структура посевных площадей в хозяйстве определяются специализацией сельскохозяйственного производства. С одной стороны они должны учитывать общественные потребности (рынок, госзаказ), с другой – агроэкологические особенности земли, как основного средства производства. Соответствие агроэкологических особенностей земель агробиологическим требованиям сельскохозяйственных культур (сортов) – непременное условие рационального земледелия.

В связи с динамикой рынка, временной изменчивостью метеорологических условий (по годам), изменений в финансовом обеспечении хозяйства севообороты и структуру посевных площадей нельзя считать незыблемыми на длительный период времени. Они должны быть гибкими, и сообразно экономической и экологической динамике, предусматривать возможность для корректировки применительно к агропроизводственным группам земель.

Контрольные вопросы

1. Понятия «севооборот», «структура посевных площадей».

2. Типы и виды севооборотов.

3. Принципы формирования севооборотов.

4. Причины почвоутомления.

5. Экологически допустимые концентрации сельскохозяйственных культур в севообороте.

6. Противоречие между требованием соблюдения севооборотов и специализацией земледелия.

Тема 2.4. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВ (лекция)

Исследования, проведённые в стационарном опыте по изучению севооборотов

(ВНИИЗХ), показывают, что в среднем за годы исследований(1968 –1978гг.) из

изучаемых предшественников больше всего органических остатков оставляют

многолетние травы, затем кукуруза и горохо-овсяная смесь. Из зерновых-пшеница,

посеянная по чистому пару. Накопление растительных остатков, в целом по севооборотам, ежегодно и за многолетний период изменялось в зависимости от структуры посевных площадей и чередования культур. Пятипольный зернопаровой

севооборот с выводным полем многолетних трав оказался наиболее приемлемым по этому показателю в местных условиях, так как здесь поступление растительных остатков в среднем за год было 12%, а в 4х-польном зернопропашном –

всего 6,3%. Большое значение имеет и качественный состав растительных остатков. В органических остатках многолетних трав содержится больше азота и фосфора, чем после пшеницы и ячменя, в то же время горохо-овсяная смесь по обогащению почвы азотом, фосфором и калием не уступает многолетним травам.

Путём научно обоснованного чередования культур можно в определённой мере

регулировать накопление органических остатков в почве. Данные исследований показывают, что по обогащению почвы азотом лучшее место занимают 6-польный

зернопаровой севооборот с однолетними бобово-злаковыми травами и 5-польный

зернопаровой севооборот с полем многолетних трав. Эти же севообороты оказались лучшими и по обеспечению фосфором. Бессменное возделывание пшеницы или зерновых ведет к снижению накопления органических остатков.

Целостное представление об изменении баланса органического вещества в почвах Северного Казахстана можно составить, используя данные его прихода и отчуждения с урожаем. Накопление гумуса в почве – процесс длительный. Из всех поступающих в почву органических остатков лишь 22-30% могут превращаться в гумусовые вещества. По утверждению А.Н.Шенявского(1973), из соломы может образоваться до 10% гумуса, из корней икорневых шеек растений – до18%, из навоза – до20-40%.

Величина органических остатков в процентах от исходного количества, используемая на образование гумусовых веществ, называется изогумусовым коэффициентом, который применяется для расчёта баланса органического вещества с помощью уравнения: Б= Аа – 20УН

где Б - баланс гумуса, кг/га;

А – количество корневых и пожнивных остатков, ц/га;

а – изогумусовый коэффициент, %;

У - урожайность основной продукции, ц/га;

Н – вынос азота с 1ц урожая, кг;

20 – коэффициент перерасчёта на потери гумуса из почвы.

По результатам исследований В.И. Рылушкина (1977), проведённых на чернозёмах обыкновенных Целиноградской области, установлено, что общие запасы гумуса в горизонте А+В составили 249т/га. При использовании этих почв для посева пшеницы с урожайностью 14,5ц/га невосполненная убыль гумуса на гектаре доходит до157,6кг или ежегодно теряется 0,06%, а на южных карбонатных чернозёмах при урожайности пшеницы 15,1ц/га, безвозвратно теряется до 206кг/га гумуса или 0,13%.

Совсем иное положение складывается на этих же почвах при посеве многолетних трав. За счёт обильного обогащения почвы корневыми остатками менее выраженного процесса минерализации органического вещества на таком фоне получается положительный баланс гумуса. Так, при средней урожайности сена житняка второго года жизни 12ц/га увеличение гумуса, к имеющимся 128т/га в пахотном горизонте, составило285 кг/га.

Это говорит о том, что бессменное возделывание пшеницы в северных районах Казахстана сопряжено с отрицательным балансом гумуса, поэтому существенно повлиять на ход изменения органического вещества почвы можно путём внесения органических и минеральных удобрений, оставления соломы на полях, введения в севооборот многолетних трав.

Внесение или оставление соломы на полях является самым простым и удобным способом, который существенно влияет на устранение бездефицитного баланса гумуса. Например, в обобщённых исследованиях по Северному Казахстану (А.А. Зайцева,1974; В.И. Кирюшин, И.Н.Лебедева,1972) установлено, что только оставление стерни на поверхности почвы способствовало увеличению содержания гумуса за семилетний период на 0,26%.

Таким образом, рациональное сочетание таких агротехнических приёмов, как внесение минеральных удобрений в рекомендованных дозах, оставление стерни, разбрасывание соломы, внесение органических удобрений, применение рекомендуемых севооборотов, системы обработки почвы и др. может существенно повлиять на изменение содержания органического вещества, сведя его потери к бездефицитному балансу.

Почвы Северного Каазахстана бедны доступными формами фосфора. Единственный путь улучшения фосфорного режима почвы – это внесение фосфорных удобрений в рекомендованных дозах.

Иное влияние оказывают предшественники на содержание в почве нитратного азота. Лучшим предшественником по накоплению доступного азота является пар. Последействие пара по обеспечению растений нитратным азотом распространяется на третью культуру включительно. Под пшеницу, удаленную от пара(4-5культура), следует вносить азотные удобрения.

Известно, что полевые культуры в силу биологических особенностей потребляют неодинаковое количество влаги. Поэтому чередование их между собой, а при недостаточном увлажнении с паром, является решающим фактором рационального использования почвенной влаги.

Анализ влагообеспеченности посевов показывает, что в засушливой зоне Северного Казахстана целесообразно пшеницу высевать два года после пара, располагая третьей культурой овёс или ячмень и замыкать севооборот пшеницей, высеваемой после овса, а при необходимости ротацию этих севооборотов можно удлинить до 6-7лет, высевая в шестом поле зернофуражные, а в седьмом - выводное поле многолетних трав.

Севообороты и засорённость посевов. Чередование культур в севообороте в сочетании с их зональной агротехникой является эффективным средством снижения засорённости посевов. Ведущим в борьбе с сорняками является пар, но для повышения сороочищающей роли паровых предшественников, особенно занятых и комбинированных паров, необходимо применение на парах гербицидов, которые в сочетании с механическими обработками эффективно подавляют и уничтожают сорную растительность.

Хороших результатов можно достичь в борьбе с сорняками, применяя гербициды в севообороте на второй, третьей и последующих культурах севооборота.

Среди мероприятий по улучшению качества зерна пшеницы важное место занимает посев её по пару, второй и третьей культурой после пара и по горохо - овсяной смеси.

По чистому пару урожаи зерна и его качество всегда выше, чем по другим полям.

Контрольныевопросы

1.Какова роль севооборота в агроландшафтных системах земледелия?

2.Каковы причины чередования культур?

3.Роль плодосмена в развитии научного и практического земледелия.

4.Какие виды и типы севооборотов применяются в земледелии?

5.Какова роль многолетних трав в севооборотах разных зон?

6.Основные предшественники пшеницы в степной зоне.

7.Дать характеристику почвозащитной способности основных полевых культур.

8.Что такое полосное размещение культур.

9.Приведите примеры специальных севооборотов.

10.Каково назначение переходной и ротационной таблиц?

11.Экологические требования к севообороту.

РАЗДЕЛ 4. Обработка почвы.

Лекция10.Научные основы обработки почвы.

1. Задачи обработки почвы.

2. Технологические операции, выполняемые при обработке почвы.

3. Физические свойства почвы.

Задачи обработки почвы.

Повышение эффективности плодородия почвы и создание благоприятных условий для роста растений неразрывно связаны с обработкой почвы. Обработка – это механическое воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий для создания оптимальных почвенных условий для выращиваемых растений. Обработка почвы – основное агротехническое средство регулирования почвенных режимов, интенсивности биологических процессов, поддержания хорошего фитосанитарного состояния почвы и посевов.

С помощью механической обработки почвы достигают следующих целей:

Придание почве мелкокомковатого структурного состояния и оптимального для растений сложения почвы (плотности, пористости и др.), при котором создавались бы благоприятные для роста растений и микрофлоры условия водного, воздушного, питательного и теплового режимов;

Поддержание хорошего фитосанитарного состояния почвы и посевов;

Предотвращение эрозионных процессов, чрезмерного переуплотнения почвы,

снижение непроизводительных потерь из почвы воды, гумуса, питательных веществ

в целях сохранения потенциального плодородия и защиты почвы от эрозии.

Обработка почвы необходима для углубления и увеличения мощности

пахотного слоя, для заделки органических и минеральных удобрений, а также

мелиорантов в целях воспроизводства и окультуривания почвы.

В степных засушливых условиях, на склоновых землях глубокое рыхление почвы способствует накоплению влаги и атмосферных осадков в корнеобитаемом слое. В районах избыточного переувлажнения с помощью обработки почвы можно отводить избыточную воду с поля, в результате чего улучшается воздушный режим почвы.

Агрофизические основы обработки почвы

Благоприятные почвенные условия для роста и развития растений складываются при оптимальных параметрах агрофизических свойств почвы и показателях её плодородия. К числу важнейших условий следует отнести плотность и строение почвы, мощность пахотного слоя, структурный состав и др.

Современная теория обработки строится на обоснованном согласовании агрофизических свойств почвы и предъявляемым к ним требованиям культурных растений. Поэтому важнейшей агрофизической основой обработки являются требования культур к плотности, и строению пахотного слоя, структуре и степени крошения почвы, мощности пахотного слоя, твёрдости и другим свойствам, от которых зависит рост растения и урожайность.

Количественной характеристикой строения почвы служит величина её плотности. Различают равновесную и оптимальную плотность почвы. Равновесная плотность – это установившаяся плотность необработанной (1 -2 года) почвы в естественном состоянии. Плотность почвы, при которой складываются благоприятные условия для роста растений и деятельности почвенных микроорганизмов, называют оптимальной.

Изучение реакции культур на физическое состояние почв различного генезиса позволило выявить интервалы оптимальных значений плотности почвы для зерновых и пропашных культур. Оптимальная плотность почвы суглинистых чернозёмов для зерновых колосовых 1,1 –1,3г/см3, для пропашных -- 1,0 –1,2.

Плотность почвы зависит от гранулометрического состава, содержания гумуса, водопрочных агрегатов, влажности почвы и других условий.

Агрохимические и биологические основы обработки почвы .

Способы основной обработки почвы оказывают существенное влияние на распределение в почве органического вещества, вносимых удобрений, доступность растениям элементов минерального питания, процессы гумификации растительных остатков и синтеза биологического азота.

Значительная роль в повышении плодородия почв принадлежит биологическим процессам, активность которых определяется условиями, создаваемыми обработкой почвы. Поэтому обработка почвы – важнейшее средство регулирования жизнедеятельности почвенной микрофлоры, её численности и видового состава. Рыхление почвы улучшает аэрацию, её увлажнение и увеличивает численность бактерий, плесневых грибов, актиномицетов и других микроорганизмов, разлагающих углеродосодержащие растительные вещества.

Усиление жизнедеятельности аэробных микроорганизмов ускоряет разложение гумуса и высвобождение элементов минерального питания.

При уменьшении интенсивности и глубины рыхления, применения мелкой или поверхностной обработки снижается активность почвенной микрофлоры и не разлагаются гумусовые вещества, которые служат потенциальным источником элементов питания растений и средством улучшения структуры и физических свойств почвы.

Способ и глубина обработки влияют на инфекционный потенциал почвы и её засорённость. Повышение засорённости посевов при безотвальной обработке и приёмах минимализации, увеличение поражённости культур болезнями и вредителями создают предпосылки для чередования разных способов и глубины обработки почвы в севооборотах. Уничтожая обработкой сорняки, применяя глубокое рыхление пахотного слоя, плоскорезную, чизельную обработки в засушливых условиях, мы улучшаем влагообеспеченность растений, ускоряем их рост. В результате снижается поражаемость культур вредителями и болезнями.

При многообразии приёмов и орудий обработки почвы, их применение сводится к решению следующих задач:

Создание благоприятного мелкокомковатого сложения пахотного слоя почвы. Это главная задача и она решается приёмами глубокой обработки почвы.

Уничтожение или подавление сорной растительности;

Создание условий для накопления и сохранения влаги в засушливых районах и устранение излишней влажности почвы в районах избыточного увлажнения;

Улучшение пищевого режима почвы путём перераспределения питательных веществ в пахотном слое и воздействия на микробиологические процессы;

Создание благоприятных условий для заделки в почву семян культурных растений, их дружного прорастания, роста и развития;

Уничтожение или подавление некоторых вредителей и болезней с/х культур;

Заделка в почву органических и минеральных удобрений, химических мелиорантов, гербицидов и ядохимикатов;

Лишение жизненности дернины залежи или пласта многолетних трав;

Сохранение условий, при которых поверхностный слой почвы остаётся устойчивым к эрозии и дефляции.

В целом обработкой достигается оптимизация водного, воздушного, микробиологического и пищевого режимов почвы. Создание оптимального строения (сложения) пахотного слоя почвы и стремление к созданию благоприятного водного режима обеспечивает и благоприятный воздушный режим (аэрацию).

Севооборот - это научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и паров на полях в течение определенного времени. Севооборот - основа системы земледелия.

Площадь, отведенную под севооборот, разбивают на несколько приблизительно равных участков - полей. В определенной последовательности согласно чередованию каждую культуру высевают на каждом из полей, и она проходит за время чередования (ротации) через все поля.

Значение севооборота в повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур огромно.

Если на поле долгое время выращивают одну и ту же культуру, то в почве постепенно возникает недостаток того элемента питания, который больше всего потребляется растением. Происходит одностороннее истощение почвы. В севообороте чередуют растения с разной длиной корневой системы, которые используют питательные вещества различных почвенных горизонтов. Кроме того, растения неодинаково влияют на содержание в почве элементов питания. Горчица, овес, гречиха и некоторые другие растения с помощью корневых выделений переводят труднодоступные соединения фосфора в усвояемую форму. Бобовые культуры обогащают почву азотом.

Севооборот - агротехническое средство борьбы с болезнями, вредителями и сорными растениями. При чередовании культур для них создаются неблагоприятные условия, численность их снижается. Таким образом, севообороты повышают плодородие почвы, помогают рационально использовать её питательные вещества и вносимые удобрения. Повышается урожайность, улучшается качество продукции.

Севообороты различаются в зависимости от вида продукции: полевой (для получения зерна, технического сырья, например картофеля); кормовой, в том числе прифермский и сенокосно-пастбищный (для производства преимущественно сочных и грубых кормов, для выращивания трав на сено и для выпаса скота); специальный (для получения овощей, табака, конопли, эфирномасличных культур).

Севообороты различаются и по соотношению сельскохозяйственных культур и пара (не занятого в течение вегетационного периода поля): зернопаровой (зерновые занимают большую часть пашни, и имеется поле чистого пара); зернопаропропашной (чередуются пары, пропашные, зерновые культуры); зернопропашной (посевы зерновых чередуются с пропашными культурами и занимают половину и более площади пашни); плодосменный (зерновые занимают не более половины площади пашни и чередуются с пропашными и бобовыми культурами), травопольный (с многолетними травами).

Для борьбы с эрозией почвы вводят и осваивают почвозащитные севообороты. Например, для борьбы с водной эрозией в них значительную площадь занимают многолетние травы, отсутствуют пропашные культуры.

В зависимости от специализации хозяйства и почвенно-климатических условий используют различные севообороты. Например, в степных засушливых районах Сибири, Казахстана, Урала и Поволжья преобладают полевые зернопаровые и зернопаропропашные севообороты с короткой ротацией: 1 - пар чистый, 2–4 - яровая пшеница, 5 - ячмень, овес; 1 - пар чистый, 2–3 - яровая пшеница, 4 - кукуруза на силос, 5 - яровая пшеница, 6 - ячмень, овес.

В Краснодарском крае широко распространены зернопрбпашные севообороты с длинной ротацией: 1 - занятой пар (эспарцет), 2–3 - озимая пшеница, 4 - подсолнечник, 5 - озимая пшеница, 6 - кукуруза на силос, 7–8 - озимая пшеница, 9 - сахарная свекла, кукуруза на зерно, 10 - ячмень яровой с подсевом эспарцета.

Часто хозяйство имеет несколько севооборотов, в зависимости от специализации и почвенно-территориальных условий, т. е. образуется система севооборотов.

Проект системы севооборотов разрабатывается в хозяйствах одновременно с проектом внутрихозяйственного землеустройства, это важнейшая его часть.

Разработку любой научно аргументированной системы земледелия начинают с обоснования структуры посевов различных культур с учетом их биоклиматического потенциала, то есть с проектирования севооборота.
Подбором культур в севообороте можно существенно изменить структурность почвы, улучшить ее агрофизические свойства, снизить затраты на использовании энергоемкой техники.
Включение в севооборот растений с глубоко идущей корневой системой - люцерны, донника белого - играет положительную роль в разрыхлении уплотненных подпахотных горизонтов, что приводит к существенной прибавке урожая последующих культур.
На дерново-подзолистых почвах Московской области при возделывании после озимых пожнивного сидерата горчицы в зерновом севообороте на 50 % площади количество водопрочных агрегатов под ячменем за два года увеличивалось в среднем на 6,6 %.
Включение сидеральных посевов в севооборот способствовало улучшению структурного состояния среднесмытых черноземных почв в условиях Ростовской области.
Всякая попытка недооценки севооборота, переход на монокультуру или частая повторяемость культуры в севообороте неминуемо приводят к серьезным негативным последствиям, ухудшению фитосанитарного состояния почвы и посевов.
Д. Н. Прянишников в статье «Севооборот и его значение в поднятии урожайности» писал, что причины, по которым правильное чередование культурных растений в севообороте оказывается более продуктивным, чем непрерывное возделывание одной и той же культуры, можно разделить на четыре группы:
причины химического порядка, то есть различия в химическом составе растений и потреблении ими питательных веществ;
причины физического порядка, то есть различия в состоянии почвы и ее влажности после уборки различных культур;
причины биологического порядка, то есть разное отношение культур к болезням, вредителям и сорным травам;
причины экономического порядка, то есть различия в количестве и распределении во времени труда, затрачиваемого на выращивание культур, их разное значение для хозяйства.
По данным Н. Я. Колосова, бессменное возделывание озимой пшеницы приводит к увеличению засоренности посевов в 2,8...6,1 раза, поражаемости озимой пшеницы корневыми гнилями в 1,6...2,5 раза и к существенному увеличению заселения посевов вредителями хлебных злаков.
По данным Макушинского опытного поля (Курганская область), засоренность почвы семенами горца вьюнкового при бессменной культуре яровой пшеницы составила, млн шт/га: в первый год - 62,3; во второй год - 85,6 и в третий год - 105.
При возделывании в звеньях севооборота пожнивных промежуточных культур на зеленое удобрение общее количество сорных растений снижается на 50...60 %, а численность трехреберника непахучего, василька синего, хвоща полевого, бодяка полевого - в два раза. Введение в севообороты пожнивной горчицы способствовало уменьшению и запасов семян сорняков в почве. Так, в севообороте с одними зерновыми культурами в пахотном слое находилось 380 семян сорных растений, а при возделывании сидеральной горчицы - 290 семян на 1 кг почвы. При разложении в почве зеленой массы сидерата снижается жизнеспособность находящихся в ней семян сорняков.
Интенсивность регулирующего воздействия различных сельскохозяйственных культур на сорный компонент агрофитоценоза определяется главным образом двумя факторами: способностью самой культуры подавлять сорные растения и особенностями технологии ее возделывания. Высоким уровнем конкурентоспособности по отношению к сорнякам характеризуются озимые зерновые культуры, многолетние травы; средним уровнем - ячмень, овес, подсолнечник и слабым - яровая пшеница, лен, картофель.
Несмотря на то что современное земледелие располагает широким набором средств борьбы с сорняками и вредителями, севооборот продолжает оставаться наиболее доступным и эффективным средством регулирования их численности. Также рекомендуется снижение применения азотных удобрений, так как в результате этого уменьшается вредоносность насекомых. При ограничении использования пестицидов или при полном отказе от них возрастает количество полезных насекомых в почве. Успешно подавляют сорняки быстрорастущие высокостебельные культуры, активно формирующие мощную вегетативную массу.
Таким образом, при помощи севооборота предполагается решать многие задачи - поддерживать плодородие почвы, обеспечивать защиту растений от сорняков, вредителей и болезней, сокращать число обработок почвы.
Один из важнейших факторов севооборота при альтернативном земледелии - наличие в нем клевера, люцерны и других бобовых культур.
По данным Д. Н. Прянишникова, после того как в Европе были введены плодосменные севообороты с посевом клевера, средняя урожайность зерновых культур поднялась с 0,7 до 1,6 т/га. В Сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева (ныне РГАУ - MCXA им. К. А. Тимирязева) на дерново-подзолистой почве в шестипольном севообороте с клевером однолетнего пользования на протяжении 50 лет получали 1,34 т/га ржи (без внесения минеральных удобрений). В том же севообороте, но без клевера было получено лишь 0,67 т/га.
При выращивании сельскохозяйственных культур около 50 % расходуемой энергии приходится на азотные удобрения, поэтому введение в севооборот азотфиксирующих бобовых культур дает самую реальную возможность сбережения энергии. Однако сельское хозяйство является единственной отраслью экономики, где происходит химико-биологическое накопление энергии, в то время как в других отраслях эта энергия, накопленная за миллионы лет в виде нефти, угля и газа, активно расходуется. Поэтому лучше сокращать процессы, связанные с потреблением энергии, чем внедрять энергосберегающие процессы.
Дальнейшее совершенствование структуры посевных площадей и севооборотов служит важным резервом стабилизации земледелия, увеличения урожайности и валовых сборов зерна, производства кормов и продукции технических культур.
Севообороту принадлежит важная роль в регулировании почвенного плодородия. Севооборот способствует лучшему использованию почвенной влаги, в значительной степени предотвращая отрицательное действие засухи и эрозии почвы, служит агротехническим средством борьбы с вредителями и болезнями, сорной растительностью, дает возможность сконцентрировать приемы обработки почвы и применение удобрений в одной ротационной системе.
В севооборотах структура посевных площадей тесно увязана как с природными ресурсами, так и с программой производства зерна, кормов и другой продукции земледелия, то есть с конкретными производственными задачами хозяйства, с его направлением и специализацией, перспективами развития и экономикой, а также с насыщением ведущей культурой (или культурами) и рядом организационных мероприятий. При оптимальной структуре посевных площадей чередование культур в севообороте должно предусматривать наиболее высокий выход продукции и способствовать восстановлению почвенного плодородия.
Севооборот продолжает оставаться доступным и эффективным агротехническим средством восстановления плодородия почв, защиты их от разрушения водной и ветровой эрозией, поддержания благоприятного фитосанитарного состояния посевов.
Еще в 1867 г. А. В. Советов в работе «О системах земледелия» обобщил существовавшие тогда представления о плодосмене. Он отмечал, что при использовании плодосмена улучшаются физические свойства почвы за счет накопления перегноя, замедляется ее истощение, так как чередуются культуры не только истощающие, но и обогащающие почвенное плодородие. Плодосменность способствует очищению почвы и посевов от сорной растительности, получению более высокого урожая. По данным А. Ф. Сафонова, А. А. Алферова, М. А. Золотарева., в севообороте по сравнению с монокультурой увеличивается урожайность озимой ржи и овса в 1,5...2,0 раза.
На слабовыщелоченных черноземах при бессменном возделывании урожайность сахарной свеклы без удобрений составила 15,5 т/га, или она была на 12,3 т/га ниже, чем после пшеницы в севообороте. На фоне удобрений эта разница снижалась до 0,81 т/га.
Проблема правильного использования земли, ее сохранения и улучшения весьма актуальна для всего человечества.
Каждая культура резко изменяет почвенные условия для последующей культуры в севообороте.
Эти изменения в зависимости от вида культуры и технологии ее возделывания могут быть положительными или отрицательными. Одна и та же культура на различных почвах и при разных климатических условиях оказывает разное воздействие на почву. Ее воздействие тем больше, чем выше урожай и чем дольше она здесь остается.
Как справедливо отмечали М. И. Сидоров и др., успешное возделывание растений в агроценозах возможно только в севообороте, основанном на плодосмене, когда чередуются культуры с высоким и низким содержанием азота в биомассе (например, горох - озимые, сахарная свекла - ячмень и др.). С помощью севооборота можно направленно регулировать влияние растений на свойства и плодородие почвы. При чередовании культур на принципах плодосмена копируются природные условия, то есть агроценоз как бы приближается к биоценозу.
Севооборот - это важнейший биолого-экономический фактор. Он облегчает борьбу с вредителями, болезнями и сорняками.
При большой доле в севообороте зерновых культур сильно развиваются гнили и размножаются многие вредители (жужелицы, тли, нематоды).
Подсолнечник - одна из тех культур, для которой требуется особенно строгое соблюдение чередования в севообороте. Возвращение его на прежнее место раньше чем через 7...8 лет вызывает поражение растений ложной мучнистой росой, заразихой и др. Урожай маслосемян при этом может снизиться на 50...70 %, а содержание жира в них - на 3...5 %.
Сахарную свеклу размещают в одном и том же поле севооборота не раньше чем через 3...4 года; в противном случае происходит накопление в почве корневой тли, нематоды и других болезней и вредителей. Например, на Льговской опытно-селекционной станции (Курская область) увеличение насыщения севооборотов сахарной свеклы с 20 до 30 % и возвращение этой культуры на прежнее поле через два года (а не через пять лет, как рекомендуют) привело к увеличению поражаемости ее корнеедом с 12 до 43%, снижению густоты насаждения растений на 14 тыс., урожайности и сахаристости корнеплодов соответственно на 11,8 т/га и на 16 %.
В севообороте культуры чередуют во времени так, чтобы это отрицательно влияло на цикл развития сорняков, вредителей и болезней. Кроме того, неодинаковая устойчивость к ним разных культур, а также корневые выделения некоторых культур способствуют улучшению фитосанитарного состояния почв. Чем более обосновано чередование культур в севообороте, тем выше фитосанитарный эффект.
Некоторые культуры посредством своих корневых выделений улучшают фитосанитарное состояние почв. Такая форма взаимодействия у высших растений называется «аллелопатией». Аллелопатическая активность культурных растений представляет интерес с точки зрения использования ее в севообороте для биологической борьбы с сорными растениями. Примером могут быть однолетние и многолетние травы: вика, люпин желтый, которые угнетают пырей ползучий; вьюнок полевой и другие сорняки, а также гречиха, лен, овес, отрицательно влияющие на осот; пырей ползучий и другие сорняки.
При включении в севооборот наравне с основными культурами промежуточных и сидеральных культур суммарный урожай с поля в любом случае оказывается в 1,5 раза выше, чем при выращивании на поле одной культуры. Интенсивное использование земли способствует также более рациональному применению техники в течение сельскохозяйственного года, в результате резко повышается производительность труда.
В севообороте более рационально используется эффективное и потенциальное плодородие почв. Культуры плодосмена различаются химическим составом, а следовательно, потребность их в количестве и соотношении питательных элементов разная.
Важное значение севооборота заключается в том, чтобы обеспечить научно обоснованное чередование культур, при котором не было бы отрицательного баланса гумуса в почве. Если создается отрицательный баланс, он должен быть устранен с помощью внесения навоза или навоза совместно с минеральными удобрениями. Также необходимо иметь в севообороте посевы многолетних трав.
Включение в севооборот посевов промежуточных и сидеральных культур приводит к увеличению содержания в почве азота и оксида кальция (в три, девять раз больше, чем в навозе). Такой состав растительных остатков благоприятствует синтезу гумуса, является условием образования водопрочной структуры, повышения эрозионной устойчивости почвы.
В Центрально-Черноземном регионе России выращивание двух урожаев в год вызвало увеличение содержания органического вещества в почве. Отмечено также, что повторные посевы предупреждали вымывание нитратов и других питательных веществ.
В южных районах Украины, Средней Азии также наблюдалось увеличение содержания органического вещества в почве при насыщении севооборотов промежуточными и сидеральными культурами. В условиях с коротким вегетационным периодом (Калининская область) введение в севооборот пожнивной горчицы привело к повышению запасов органического вещества в почве на 2,48...4,48 т/га.
Возделываемые культуры в соответствии с биологическими особенностями и химическим составом выносят из почвы питательные вещества в разном соотношении, вследствие чего при чередовании культур сохраняется баланс питательных веществ в почвенном растворе. Например, бобовые культуры способны фиксировать азот из воздуха и обогащать им верхние слои почвы. При чередовании в севооборотах бобовых и небобовых культур улучшается азотный режим почвы. Люцерна и гречиха способны использовать фосфаты из труднорастворимых соединений, тогда как пшеница, картофель, сахарная свекла могут поглощать только их подвижные формы. При чередовании между собой упомянутых групп культур лучше используется фосфатный фонд почвы.
Влияние возделываемых растений на плодородие почвы зависит от технологии выращивания, количества и качества корневых остатков. По количеству органического вещества, оставляемого после уборки, основные полевые культуры можно разделить на три группы:
многолетние бобовые и злаковые травы, оставляющие в почве наибольшее количество биомассы;
однолетние зерновые и зернобобовые культуры;
пропашные культуры.
Чередование культур в севообороте дает возможность равномерно распределять по полям поступающие послеуборочные остатки, регулировать их разложение и возврат в почву питательных веществ.
При беспрерывном (в течение теплого периода года) возделывании культур в севообороте предупреждаются непродуктивные потери питательных веществ и влаги, повышаются биологическая активность почвы и содержание гумуса. Значительна роль промежуточных и сидеральных посевов и в очистке полей от сорняков, вредителей, и в защите растений от болезней. Промежуточные и сидеральные посевы способствуют удалению из почвы остаточных количеств пестицидов. Уплотненное использование пашни - мощное средство борьбы с ветровой и водной эрозией почв, а также один из резервов повышения ее продуктивности.
Чередование культур в севообороте в большей мере, чем монокультура, оказывает положительное влияние на агрофизические свойства почвы. Например, при чередовании культур со стержневой и мочковатой корневой системой улучшаются структура и водно-физические свойства почвы, снижается ее плотность.
При монокультуре пропашных и зерновых культур уплотняется подпахотный слой, создаются предпосылки для развития водной и ветровой эрозии, ухудшаются физические свойства почвы, ее структура.
Результаты исследований показывают, что при возделывании пшеницы в севообороте, особенно после клевера, многолетних и однолетних трав, водно-физические свойства почвы значительно лучше, чем при бессменном посеве.
При выпадении дождей непосредственно на почву происходит нарушение структуры в ее поверхностном слое. Без растений водопрочная структура не обеспечивает в течение длительного времени регулирование поверхностного стока. Особенно быстро она разрушается под пропашными культурами. В связи с этим пропашные культуры рекомендуют возделывать с промежуточными культурами при обязательной минимализации обработок почвы.
Севооборот - важное агротехническое мероприятие. При чередовании зерновых культур сплошного посева с пропашными поддерживается хорошее структурное состояние почвы. Кроме того, в севообороте ведут систематическую борьбу с сорняками механическими, экологически чистыми приемами. В освоенном научно обоснованном севообороте можно проводить борьбу с сорняками практически без применения гербицидов. К тому же эффект от системы удобрения, обработки почвы, мероприятий по защите растений, внедрения высокопродуктивных сортов значительно возрастет, если их применяют в севообороте.
Большое значение севообороту в борьбе с сорняками и в повышении урожайности сельскохозяйственных культур придавал Д. Н. Прянишников. Он подчеркивал важную роль чередования озимых и яровых культур, а также введения в севооборот пропашных культур и многолетних трав.
По сравнению с монокультурой в севообороте легче решать многие организационно-экономические вопросы, в частности более равномерно планировать и выполнять сельскохозяйственные работы. Кроме того, отведение поля под пар возможно только в севообороте. В этом случае значительно облегчаются выбор места и проведение таких мероприятий, как внесение органических удобрений, посев сидеральных культур, химическая мелиорация почв, борьба с сорняками.
Севооборот является основой комплекса защитных мероприятий, с помощью которых можно с учетом биологии сельскохозяйственных культур и особенностей технологии их возделывания эффективно регулировать численность и видовой состав сорного компонента агрофитоценоза.
В опытах, проведенных в Чехии, засоренность посевов при 4...6-летнем повторном выращивании зерновых колосовых культур возросла до 300...440 шт/м2, что почти в 10 раз выше по сравнению с уровнем засоренности этих культур в плодосменном севообороте.
Севооборот как фитосанитарный фактор оказывает заметное влияние не только на количественный, но и на качественный состав сорного компонента агрофитоценоза. Бессменное возделывание сельскохозяйственных культур, особенно сплошного посева, влечет за собой усиленное размножение специализированных для данной культуры сорняков, и за счет этого резко возрастает общий уровень засоренности посевов и почвы. Своевременное выполнение агротехнических мероприятий при условии соблюдения севооборота приводит к полному уничтожению сорняков в посевах сельскохозяйственных культур. Выполнение данных мероприятий - важное условие получения высоких урожаев.
Таким образом, реализовать потенциальную продуктивность растений возможно только при высокой культуре земледелия, наличии научно обоснованного севооборота, который имеет ряд преимуществ по сравнению с монокультурой:
положительно влияет на воспроизводство плодородия почвы;
способствует улучшению ее химических, физических и биологических свойств;
существенно облегчает борьбу с вредителями, болезнями растений, сорняками.
Следовательно, севооборот - это комплексное многоцелевое агротехническое мероприятие, решающее многие агрономические задачи. При его использовании сводятся к минимуму отрицательные влияния, возникающие при бессменных посевах. Так, при монокультуре из-за особенностей культур и технологий их возделывания происходят накопление фитотоксичных веществ в почве, развитие фитопатогенной микрофлоры, одностороннее развитие некоторых групп микрофлоры в ущерб другим группам, нарушение структуры и физико-химических свойств почвы и баланса элементов питания при их одностороннем выносе, что в целом ведет к почвоутомлению - снижению и даже потере почвенного плодородия.
При чередовании культур в севообороте с различным вегетационным периодом, наличии достаточного времени между уборкой одной культуры и посевом другой можно выращивать промежуточные культуры на корм и сидераты, вносить органические удобрения, применять механические способы борьбы с сорняками, что способствует разложению растительных остатков.
Таким образом, только при правильном чередовании культур в севообороте можно проводить агромероприятия. Севооборот также служит основой научного ведения хозяйства при любом направлении земледелия. При соблюдении севооборота облегчается решение комплекса агрономических задач по получению устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур и продукции растениеводства лучшего качества.