Научные основы севооборота

Но при повторных и бессменных посевах азот бобовых культур не используется растениями, вымывается из почвы, загрязняет грунтовые воды нитратами и другими вредными веществами.

Кроме того, бессменное возделывание бобовых вызывает различные виды почвоутомления, и их урожайность резко снижается.

Поэтому при чередовании бобовых культур с зерновыми, пропашными и другими азотопотребляющими культурами устраняются отрицательные последствия их бессменного возделывания, обеспечивается рациональное использование азотного фонда и повышение урожайности всех культур севооборота.

Такое чередование предотвращает загрязнение окружающей среды вредными соединениями азота и поэтому имеет большое экологическое значение.

Помимо азота имеются существенные различия в потреблении и выносе культурами из почвы многих зольных элементов. Важнейший из них — фосфор — значительно больше, чем другие культуры, потребляют из почвы картофель, бобовые, а также озимые зерновые культуры (пшеница и рожь).

Кроме того, культуры различаются по степени усвоения трудно- растворимых 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.

Калий в больших количествах потребляется из почвы картофелем, сахарной свеклой, кормовыми корнеплодами, овощами, хлопчатником. Повышенным потреблением кальция, серы, магния, других зольных элементов отличаются кукуруза, картофель, сахарная свекла и другие пропашные и бобовые культуры.

Несмотря на то что ни одна сельскохозяйственная культура при уборке урожая с поля неспособна увеличить запасы зольных элементов в почве, при чередовании достигается более рациональное их использование. Этому способствует также чередование на полях культур с различной глубиной проникновения корней. Люцерна, клевер, люпин, бахчевые культуры имеют глубокопроникающую корневую систему— до 3 м и более. У льна, гречихи, проса, однолетних трав, рапса, огурца, лука мелкозалегающая корневая система.

Глубокопроникающие корни сельскохозяйственных культур вместе с почвенной влагой потребляют из подпахотных слоев почвы значительные количества питательных веществ. В виде корневых ипослеуборочных растительных остатков они накапливаются в пахотном слое почвы и после минерализации могут использоваться последующей культурой с мелкозалегающей корневой системой.

Растительные остатки и гумус являются особой статьей баланса питательных веществ в почве, где постоянно идут два противоположных процесса — синтез и распад гумуса.

Эти процессы носят сложный характер. От них зависит и конечный результат — повышение или снижение содержания гумуса в почве, что влияет не только на химические, но и на физические биологические показатели плодородия почвы. Содержание гумуса в почве зависит от количества и химического состава органического вещества, остающегося после уборки в почве и на ее поверхности количества и качества внесенных органических удобрений, погодных условии, агротехники, состава и чередования культур гранулометрического состава, плотности, структуры, биологической активности почвы и т.д.

По количеству органического вещества, оставляемого в почве, растения полевой культуры располагают в следующей убывающей последовательности: для Нечерноземной зоны - многолетние травы — кукуруза на силос — озимые зерновые — яровые зерновые —зернобобовые культуры - картофель; для лесостепной зоны (ЦЧ) — многолетние травы — озимая пшеница — кукуруза на зерно и на силос — яровые зерновые — подсолнечник — зернобобовые культуры — сахарная свекла.

С помощью изменения структуры посевных площадей можно регулировать поступление растительных остатков в почву и степень их гумификации и минерализации. С увеличением удельного веса многолетних трав происходит накопление органического вещества и замедляются процессы его разложения с одновременным снижением содержания в почве доступных для растений питательных элементов.

Увеличение в структуре посевных площадей доли пропашных культур и чистого пара при недостаточном внесении органических удобрении приводит к значительному уменьшению запасов гумуса в почве, особенно в районах достаточного увлажнения или на орошаемых землях южных регионов с продолжительным теплым периодом.

Поступление растительных остатков в почву можно увеличить за счет посевов промежуточных культур. В южных районах при орошении эти культуры за ротацию севооборота оставляют до 10 т/га растительных остатков, в центральной и юго-западной части Нечерноземной зоны — от 3 до 5 т/га.

С растительными остатками в почве в зависимости от культуры остается 21,5-51,5 % азота, 18,5-51,7 фосфора, 1,7-48,1 калия и 27,6- 54% кальция от их общего количества в урожае. Поэтому они служат важным источником не только азота, но и зольных элементов питания.

С причинами химического порядка чередования культур связан и характер использования получаемого урожая. Технические культуры — сахарная свекла, лен, конопля, хлопчатник — дают товарную продукцию, с которой отчуждается почти все количество питательных веществ, потребленных ими из почвы на формирование урожая. В то же время при возделывании кормовых культур для внутрихозяйственного использования почти все питательные вещества возвращаются в почву в виде навоза, корневых и поукосных остатков.

При возделывании зерновых культур часть потребленных ими из почвы питательных веществ возвращается с соломой, а также с навозом, если зерно частично используют как фуражный корм. Эти особенности круговорота питательных веществ учитывают при расчете их баланса в севообороте.

 

 

ПРИЧИНЫ ФИЗИЧЕСКОГО ПОРЯДКА

Эти причины определяются прежде всего различным влиянием сельскохозяйственных культур на строение, структуру, плотность, 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.

В то же время большинство полевых и кормовых культур своим зеленым покровом защищает почву от эрозии, а их корневые и послеуборочные остатки улучшают ее структуру.

Наиболее благоприятное влияние на физическое состояние почвы оказывают и защищают ее от эрозии культуры сплошного посева с хорошо развитой наземной и корневой системами. К ним прежде всего относятся посевы многолетних трав — бобовых и злаковых и их смесей. У этих культур масса корневых и поукосных остатков примерно равна массе убираемого урожая. Большое количество растительных остатков многолетних трав эффективно улучшает структуру почвы.

Корневая система многолетних трав, проникая набольшую глубину, своими многочисленными корешками пронизывает почву и разделяет ее на отдельные комочки. При отмирании корешков эти комочки пропитываются перегноем; в результате формируется водопрочная структура почвы.

С глубиной проникновения и массой корней многолетних трав связано и их влияние на подпахотные слои почвы. На дерново-подзолистых почвах клевер своей глубокопроникающей корневой системой обогащает нижележащие слои перегноем и способствует созданию более глубокого окультуренного слоя почвы. На засоленных почвах аналогично действие люцерны, разрыхляющей своими корнями плотный подпахотный слой почвы, что создает благоприятные условия для последующего возделывания зерновых культур.

Среди зерновых культур наиболее благоприятное влияние на физические свойства почвы оказывают озимые. По сравнению с яровыми зерновыми культурами они имеют более продолжительный период вегетации и лучше развитую корневую систему. В осенний и весенний периоды они своей корневой системой скрепляют почву и сплошным зеленым покровом предохраняют ее от разрушения атмосферными осадками и талыми водами.

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, особенно если они возделываются повторно или бессменно. Еще больше структура почвы разрушается в чистых парах.

Однако отрицательное влияние пропашных культур и чистого пара на структуру почвы можно в значительной мере смягчить внесением удобрений, особенно органических. В длительном опыте МСХА им. К. А. Тимирязева установлено различное влияние сельскохозяйственных культур и чистого пара на структуру почвы на разных фонах удобрения (табл. 1.3).

Масса под структурных агрегатов диаметром более 0,25 мм в пахотном слое почвы под бессменными культурами и чистым паром, % (по Доспехову)

Культура	Без удобрения	РК	Навоз
Клевер	37	44	55
Рожь озимая	28	31	38
Овес	27	29	36
Картофель	21	23	35
Пар чистый	4	5	10

 

Помимо различного влияния на структуру и другие физические свойства почвы культурные растения различаются и по влиянию на запасы почвенной влаги. Потребность растений в воде неодинакова, о чем можно судить по транспирационному коэффициенту. Если для растений кукурузы и проса он составляет 200, то для пшеницы и ячменя — 400 и более, для клевера — 500—600, для люцерны—700—800. Многолетние травы в больших количествах одновременно используют запасы влаги пахотного и подпахотных слоев. В результате у последующих культур из-за недостатка влаги может снизиться урожайность. Значительному иссушению почвы способствуют посевы сахарной свеклы, подсолнечника и некоторых других культур. Для обеспечения растений влагой в севообороте большое значение имеет продолжительность периода от уборки предшественника до посева последующей культуры. Чем он продолжительнее, тем больше накапливается в почве влаги за счет летних атмосферных осадков или сохранения талых вод. Это особенно важно в условиях засушливых районов нашей страны.

Для создания устойчивого земледелия и получения гарантированных урожаев озимой или яровой пшеницы в засушливых районах степной зоны широко используют чистые пары. Их главная задача в этих условиях — накопление, сохранение и рациональное потребление влаги атмосферных осадков. В севообороте влага атмосферных осадков используется лучше, если культуры с глубокопроникающей корневой системой чередуют с культурами мелкокорневыми или с чистыми парами.

 

2. Классификация севооборотов

 

С учетом того, что в хозяйствах применяются самые различные севообороты, возникла необходимость в их классификации.

В основу классификации положены два признака: 1- производственное назначение севооборота или главный вид растениеводческой продукции, производимой в севообороте – зерно, технически сырье, корма, овощи и т.д.; 2- набор культур и их соотношение в севообороте.

По первому признаку все севообороты подразделяются на три типа – полевые, кормовые и специальные. Типы в свою очередь подразделяются на подтипы.

По второму признаку типы севооборотов подразделяются на виды. Их более десяти и они могут относиться к различным типам и подтипам.

Полная классификация севооборотов приведена в табл.2

 

Классификация севооборотов.

Типы	Подтипы	Виды
Полевые	Универсальные	Зернопаровые Зернопаропропашные Зернопропашные Зернопаротравяные Зернотравяные Зернотравянопаропропашные Плодосменные или зернотравянопропашные травянопропашные Пропашные Паропропашные Сидеральные
	Специализированные: зерновые, льняные, свекловичные, картофельные	Зернопаровые Зернопаропропашные Зернотравяные Плодосменные пропашные Травянопропашные
Кормовые	Прифермские	Плодосменные Пропашные Травянопропашные Травянозерновые
	Сенокосно-пастбищные	Травопольные Травянозерновые Травянопропашные
Специальные	Овощные, овощекормовые, овощебахчевые и бахчевые	Пропашные Травянопропашные Паропропашные Зернопаропропашные
	Рисовые	Зернотравяные Зернопропашные
	Конопляные	Пропашные Плодосменные Зенопаропропашные
	Табачные и махорочные	Пропашные Плодосменные Травянопропашные
	Земляничные и плодо-питомноические	Травянопропашные Паропропашные Сидеральные
	Лекарственные и эфиромасличные	Зернопаропропашные Плодосменные Паропропашные
	Почвозащитные	Травопольные Травянозерновой