Научные основы чередования культур

Наукой и практикой сельского хозяйства установлено, что культурные растения оказывают многообразное влияние на свойства почвы, на развитие почвенных микроорганизмов и сорняков. В то же время почва и ее микрофлора сильно влияют на культурные растения.

При чередовании растений в севообороте создаются определенные взаимоотношения культур с окружающей средой. При этом разные растения предъявляют неодинаковые требования к окружающей среде — почве, климату, рельефу и другим условиям.

Д. Н. Прянишников, обобщая опыт, накопленный в учении о плодосмене, и развивая научное обоснование севооборотов, объединил причины, обусловливающие необходимость чередования культур, в четыре группы: химического, физического, биологического, экономического порядка.

Причины химического порядка. Различные растения обладают неодинаковой потребностью в питательных веществах. Одним, например зерновым, требуется больше азота и фосфора, другим (картофель, сахарная свекла, волокнистые культуры) — относительно больше калия. Имеются и такие растения (бобовые травы, горох, фасоль и другие зерновые бобовые), которые поглощают много кальция и фосфора, в то же время при помощи развивающихся на их корнях клубеньковых бактерий усваивают азот из воздуха и обогащают им почву.

Растения берут из почвы питательные вещества не только в различных количествах, но и в неодинаковых соотношениях. Чередование зерновых культур с пропашными и бобовыми устраняет одностороннее обеднение почвы питательными элементами. Чередование бобовых растений с культурами, потребляющими азот, имеет большое значение в повышении плодородия почвы.

Растения обладают разной способностью усваивать питательные вещества из легкорастворимых и труднорастворимых соединений. Чередование растений с разной усваивающей способностью позволяет более полно использовать запасы питательных веществ в почве.

Полезно чередовать растения и с различной глубиной проникновения корней, что дает возможность полнее извлекать питательные вещества из пахотных и подпахотных горизонтов.

Для обогащения почвы органическим веществом важное значение имеет включение в севооборот сидеральных и промежуточных культур (люпин, сераделла и др.). Запаханный на зеленое удобрение люпин часто лучше действует на плодородие почвы, чем навоз. Пожнивные и поукосные культуры также дают много растительных остатков, и введение их в севооборот способствует увеличению содержания органического вещества в почве и предотвращает ее эрозию.

Причины физического порядка. Сельскохозяйственные культуры в зависимости от их биологических особенностей и технологии возделывания по-разному влияют на структуру, строение и плотность почвы. Поэтому в процессе их вегетации и после уборки неодинаково складываются условия водного, воздушного и теплового режимов почвы, а также факторы защиты почвы от эрозии.

Правильное чередование культур в севообороте благоприятно влияет на структуру почвы и накопление в ней органического вещества. При этом особое значение имеют многолетние травы. Большое количество корней, оставляемое травами на полях, способствует созданию прочной комковатой структуры почвы и накоплению в ней перегноя.

Роль однолетних растений в улучшении физических свойств почвы усиливается в севообороте, предусматривающем использование промежуточных культур и органических удобрений. Почва после уборки пропашных становится менее плотной в результате междурядных обработок. Вместе с тем другие физические свойства почвы в посевах пропашных культур, особенно структура, могут ухудшаться.

Основные полевые культуры по убывающей способности к структурообразованию можно расположить в таком порядке: многолетние травы — однолетние бобово-злаковые смеси — озимые — кукуруза — яровые зерновые — лен-долгунец — картофель — корнеплоды.

Многолетние, однолетние травы и зерновые культуры сплошного сева, образующие плотный растительный покров, лучше, чем пропашные, защищают почву от водной и ветровой эрозии.

Различные растения, имея самую разнообразную корневую систему и листовую поверхность, расходуют неодинаковое количество воды. Технические культуры (сахарная свекла, подсолнечник) потребляют значительно больше воды, чем зерновые, и сильно иссушают почву на большой глубине.

Для лучшего использования запасов влаги в почве необходимо чередовать растения, отличающиеся друг от друга различной потребностью в воде. Растения с мощной корневой системой могут использовать воду из очень глубоких слоев почвы, что не всегда доступно для культур с менее развитыми корнями.

Причины биологического порядка. Биологическая необходимость чередования культур вызывается их различным отношением к сорнякам, вредителям и болезням. Большинство сельскохозяйственных культур имеет свои специализированные сорные растения. Поэтому для развития сорняков создаются благоприятные условия при бессменных посевах культур. Так, зимующие и озимые сорняки хорошо приспособлены к озимым и многолетним травам. Яровые ранние и яровые поздние сорняки произрастают в посевах ранних и поздних яровых зерновых культур.

Растения неодинаково противостоят сорнякам. Широколистные, высокостебельные культуры, затеняя почву, сильнее подавляют сорняки, чем узколистные и низкорослые культуры. Быстрорастущие озимая рожь и озимая пшеница легче подавляют сорняки, чем яровая пшеница и просо.

При выращивании пропашных культур создаются лучшие условия для уничтожения сорняков (механизированные обработки междурядий), чем в сплошных посевах зерновых и других культур. Борьба с засоренностью полей значительно облегчается при правильном чередовании озимых с яровыми, зерновых с пропашными или зерновыми бобовыми, узколистных с широколистными растениями. Наиболее полного уничтожения сорняков достигают в чистых и занятых парах.

Болезни и вредители определенной культуры или группы культур очень опасны при отсутствии чередования или при бессистемном чередовании растений.

При повторных посевах в почве и на пожнивных растительных остатках могут усиленно размножаться отдельные расы грибов. Например, лен при длительном возделывании на одном месте полностью погибает от заболевания фузариозом и от других грибных болезней.

Чередование культур в значительной степени снижает их заболеваемость и повышает урожайность. Устойчивость растений к грибным и вирусным болезням может повыситься в результате смены сортов.

При повторных или длительных бессменных посевах культурных растений создаются благоприятные условия для размножения вредителей.

Бессменное выращивание некоторых культур (льна, клевера, гороха и др.) может привести к накоплению токсических веществ, выделяемых растениями, микроорганизмами, грибами, бактериями, и вызвать так называемое почвоутомление. При правильном чередовании культур оно устраняется.

Причины экономического порядка. Как отмечал Д. Н. Прянишников, экономическая необходимость чередования культур связана с различным количеством и распределением во времени труда, который необходим для выращивания разных культур в хозяйстве.

При подборе культур и сортов учитывают не только величину урожая, но и хозяйственное значение культуры и качество продукции. В севооборотах целесообразно иметь культуры и сорта различных сроков посева и уборки. Это обеспечивает проведение всех полевых работ в лучшие сроки с высоким качеством.