Научные основы севооборотов

Севооборот ― это научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и паров во времени и на территории (по полям) или только во времени.

В основе севооборота лежит перспективный план развития хозяйства с рациональной структурой посевных площадей применительно к природным, экономическим и другим условиям. Структура посевных площадей ― это соотношение площади посевов сельскохозяйственных культур и паров, выраженное в процентах к общей площади пашни. Севооборот имеет свою организационную структуру (рис.3.5)

Поле ― это ограниченный участок пашни, используемый для возделывания одной или нескольких, близких по биологии и технологии возделывания сельскохозяйственных культур или содержащийся под чистым паром.

Пары бывают чистые и занятые. Чистый пар ― поле, свободное от возделывания сельскохозяйственных культур в течение летнего периода; занятый ― поле, на котором выращивается любая раноубираемая культура (ранний картофель, кукуруза на зеленый корм, горохо-овсяная смесь на зеленый корм и др.).

Рис.3.5 Организационная структура севооборота

Перечень сельскохозяйственных культур и паров в порядке их чередования в севообороте называется схемой севооборота. Например: 1 ― озимая рожь, 2 ― картофель, 3 ―ячмень, 4 ― горохо-овсяная смесь на зеленый корм. В ней устанавливают последовательность культур и паров в севообороте. В схеме севооборота каждая культура является предшественником по отношению к той, которая идет в следующем году.

Звено севооборота ― это часть севооборота, представленная двумя или большим количеством полей, используемых под культуры, значительно различающиеся по биологии и технологии возделывания, например: клевер, озимые, картофель.

Чередование культур во времени ― это смена их по годам на одном поле. Чередование на территории заключается в том, что каждая культура и пар проходят через все поля севооборота. Период, в течение которого культуры и пар проходят через каждое поле в последовательности, установленной схемой севооборота, называется ротацией. Продолжительность ротации (число лет) обычно равна числу полей севооборота. Размещение культур по полям на период ротации представляют в виде ротационной таблицы.

Количество севооборотов в хозяйстве определяется природно-экономическими, организационными условиями, площадью пашни, количеством подразделений, почвенными условиями и т.д. Число полей в севообороте зависит от состава культур и их соотношения, рельефа, типа и гранулометрического состава почвы и др. Например, на суглинистых почвах вводятся 7–9-польные севообороты, на песчаных и супесчаных ― 4–5-польные, на осушенных торфяниках ― 8–9-польные. Размер поля в севообороте определяется структурой посевных площадей, рельефом, естественными границами, почвенными разностями и др. В каждом севообороте поля должны быть примерно равновеликие.

В каждом поле севооборота обычно высевают одну культуру, что позволяет эффективнее использовать сельскохозяйственную технику. Но иногда на одном поле высевают две и даже три культуры сходные по своим требованиям к внешним условиям и агротехнике. Такое поле называется сборным.

Если растения длительное время выращивают на одном и том же месте, то их называют бессменными, а если же бессменная культура является единственной сельскохозяйственной культурой, возделываемой в хозяйстве, то она называется монокультурой. Когда одну и ту же культуру выращивают на одном поле 2–3 года и более, но меньше периода ротации, она является повторной.

Многолетние травы занимают поле в течение 2–3 и более лет, но не являются повторными, так как их жизнедеятельность не прерывается. Чаще всего их подсевают под покров предыдущих культур ― зерновых и однолетних трав.

Причины чередования культур в севообороте были выделены Д.Н. Прянишниковым в четыре группы (рис.3.6 )

С того времени в агрономической науке и практическом земледелии произошли большие изменения, но принципиальные положения о причинах чередования культур по-прежнему остаются актуальными.

Причины агрохимического (химического) чередования культур связаны прежде всего с различиями в химическом составе почвы на полях после уборки различных культур. Это объясняется тем, что для формирования урожая культуры потребляют из почвы различное количество азота, фосфора, калия, кальция и других зольных элементов и в разном их соотношении.

Рис.3.6 Причины чередования культур в севообороте (по Д.Н. Прянишникову)

Кроме того, культуры различаются по степени усвоения труднорастворимых фосфатов почвы и фосфорных удобрений. Так, корни люпина, гречихи, овса, картофеля, сахарной свеклы, горчицы способны с помощью корневых выделений растворять и переводить в доступные для растений формы труднорастворимые фосфаты почвы и фосфоритной муки.

Более рациональному использованию зольных элементов из запасов почвы способствует чередование на полях культур с различной глубиной проникновения корней. Люцерна, клевер, люпин, имеющие глубокопроникающие корни, потребляют из подпахотных слов почвы значительные количества питательных веществ, по сравнению со льном, гречихой, просом, имеющими мелкозалегающую корневую систему.

Содержание гумуса в почве зависит от количества и химического состава органического вещества, остающегося после уборки в почве и на ее поверхности. В современном земледелии республики за счет корневых и поверхностных растительных остатков в почву поступает около 70 % органического вещества и только 30 % приходится на долю всех видов органических удобрений (Никончик П.И., 2007).

Полевые культуры по количеству оставляемой в почве органической массы (в центнерах абсолютно сухого вещества на 1 га) можно расположить в следующий убывающий ряд (рис.3.7)

Рис. 3.7 Градация полевых культур по количеству оставляемой в почве органической массы, ц абсолютно сухого вещества на 1 га

(данные НПЦ НАН Беларуси по земледелию)

Так, пропашные (корнеплоды, картофель) оставляют после уборки в пахотном слое 6,2-11,2 ц/га абсолютно сухого вещества, зерновые – 25,2-32,1 и многолетние травы – 50,4-78,4 ц/га.

Причины агрофизического (физического) порядка определяются прежде всего различным влиянием сельскохозяйственных культур на строение, структуру, плотность, пористость, сложение, водный режим почвы и ее устойчивость к водной или ветровой эрозии. Они связаны с различиями в биологии и морфологии, в технологии возделываемых культур и прежде всего с массой и распространением корней в почве, с условиями их разложения, с обработкой почвы.

На физическое состояние почвы, защиту ее от эрозии наиболее благоприятное влияние оказывают культуры сплошного посева с хорошо развитой наземной и корневой системами (многолетние травы, озимые зерновые). Пропашные культуры из-за небольшого количества растительных остатков, широкорядных посевов и интенсивных обработок почвы как до посева, так и во время вегетации в большинстве случаев способствуют разрушению почвенной структуры и не могут надежно защитить почву от эрозии.

Биологическое разуплотнение почв осуществляют путем посева редьки масличной, горчицы белой, люпина узколистного, многолетних бобовых трав с глубокопроникающими корневыми системами.

Физические свойства почвы улучшаются после внесения органических удобрений. Они зависят и от скорости обработки почвы: чем выше скорость, тем меньше глыбистость, лучше показатель крошения, ниже высота гребней.

Помимо различного влияния на структуру и другие агрофизические свойства почвы культурные растения различаются и по влиянию на запасы почвенной влаги. Так, посевы сахарной свеклы, подсолнечника способствуют значительному иссушению почвы.

Причины биологического порядкаопределяются различным отношением культурных растений к вредителям, болезням, сорным растениям. Они связаны с тем, что каждому культурному растению на полях сопутствуют свои болезни, вредители и сорные растения. При бессменном возделывании культуры «специализирующиеся» на ней вредные организмы усиленно размножаются, накапливаются в почве и способствуют угнетению культурного растения, вплоть до его гибели.

Культурные растения отличаются не одинаковой способностью противостоять сорнякам в борьбе за свет, влагу, пищу и другие факторы жизни. Высокой конкурентной способностью обладают озимые зерновые, многолетние травы, гречиха, горох, силосные травы сплошного посева; средней – ячмень, овес, кукуруза; слабой – яровая пшеница, лен, люпин, картофель, корнеплоды.

Бороться с засоренностью полей значительно легче, если правильно чередовать сельскохозяйственные культуры: озимые ― с яровыми; культуры сплошного посева ― с пропашными; узколистные ― с широколистными.

Не соблюдение севооборота, посев зерновых культур по плохим и даже недопустимым предшественникам ведет к увеличению поражения зерновых культур корневыми и прикорневыми гнилями, снежной плесенью, появлению желтой пятнистости злаков (пиренофороз), бурой ржавчины.

При повторных и бессменных посевах создаются благоприятные условия для размножения вредителей ― на свекле свекловичного долгоносика, нематоды; на картофеле ― колорадского жука; на бобовых культурах ― клубеньковых долгоносиков и т.д.

К причинам экономического порядка относится возможность в севообороте разгрузить пики в полевых работах и в использовании рабочей силы и техники (наличие в севообороте озимых и яровых культур, яровых различного срока посева).

С помощью севооборота, в сочетании с удобрением, обработкой почвы, устойчивыми сортами можно снизить численность сорняков, вредителей, возбудителей болезней до уровня их безвредности (порог вредоносности) и отказаться от применения пестицидов, что снизить себестоимость растениеводческой продукции.

По данным НИИ защиты растений НАН Беларуси размещение зерновых культур повторно ведет к увеличению затрат на защитные мероприятия на 30 долларов США/га, а после злаковых многолетних трав – на 60 долл/га.

Запашка гречишной соломы способствует обеззараживанию почвы от корневых гнилей на уровне импортных препаратов раксил, дерозал, беномил, причем при запашке соломы, а не только корневых остатков, эффект увеличивается в два раза.

Специализация севооборотов в зависимости от ведущих культур увеличивает производство продукции растениеводства, повышает эффективность капиталовложений, снижает материальные и трудовые затраты.

Использование классического севооборота с чередованием культур во времени и пространстве по единой схеме возможно лишь при однородном почвенном покрове и отсутствии пестроты почвенного плодородия. В противном случае необходимо разрабатывать и внедрять контурный почвенно-экологический севооборот, в котором для каждого элементарного экологически устойчивого участка, характеризующегося одинаковым типом и гранулометрическим составом почвы, агрохимическими показателями плодородия, рельефом, водным режимом, эродированностью, закамененностью, удаленностью от производственных центров и другими показателями, определяется набор культур и их чередование во времени с соблюдением агрономических принципов плодосмена.