Земледелие с основами почвоведения и агрохимии

Бесспорно, при составлении севооборотов надо стремится к тому, чтобы каждую культуру размещать по лучшим предшественникам в соответствии с их требованиями. Но в нынешних условиях функционирования АПК и с учетом экономических возможностей сельскохозяйственных предприятий, коньюктуры рынка возникает необходимость повторных и более продолжительных бессменных посевов некоторых культур, пользующихся спросом на рынке. Знание научных основ чередования культур позволит специалистам и практическим работникам сельского хозяйства разработать рациональные севообороты, способствующие достижению высоких урожаев полевых культур и повышению экономической эффективности производства.

В крупных сельскохозяйственных предприятиях, при наличии животноводческих ферм, комплексов с большой потребностью в кормах, особенно в сочных, в целях экономии материально-технических и денежных средств на перевозку, производство кормов целесообразно сосредоточить вблизи этих ферм в специализированных кормовых (прифермских) севооборотах.

Такая потребность возникает в сельскохозяйственных предприятиях (в фермерских хозяйствах), имеющих благоприятные условия для производства товарной продукции овощей, или (и) расположенных вблизи городов, крупных населенных пунктов. Сосредоточение их производства в специальных овощных севооборотах позволяет более рационально использовать транспорт, другие материальные ресурсы и денежные средства.

Следовательно, одно и тоже сельскохозяйственное предприятие может иметь не один севооборот, а несколько, т.е. систему севооборотов, состоящую из разных типов и видов.

Необходимость в введении 2…3 севооборотов, даже одного и того же типа возникает также в тех случаях, когда почва хозяйства неоднородна по своему плодородию. В частности, оптимальные условия для роста и развития корнеплодов, картофеля, кукурузы на зерно создаются при выращивании их на относительно легких по гранулометрическому составу почвах при плотности 1,0…1,15 т/м³, а зерновые культуры, многолетние травы выдерживают и более плотное сложение почвы. Поэтому на почвах с относительно легким гранулометрическим составом вводят севооборот более насыщенный картофелем, корнеплодами, овощами и кукурузой, на более плотных - с многолетними травами, озимыми и яровыми зерновыми и зернобобовыми культурами.

Неоднородность почвы по степени засоленности также является одним из факторов, определяющих необходимость разработки севооборотов с более солевыносливыми (пырей удлиненный, житняк гребневидный, сорго сахарное, сорго зерновое, сахарная свекла) и менее солевыносливыми (кукуруза, озимая пшеница, зернобобовые и т.д.) полевыми культурами.

Учитывая вышеизложенное, с учетом конкретных почвенных условий предприятие может иметь не один, а целую систему севооборотов.

7.2 Причины чередования культур

Принципиальные положения о чередовании культур (по Прянишникову Д.Н.): причины химического, физического, биологического и экономического порядка - по-прежнему остаются актуальными и в настоящее время. В связи с усилившейся в последние десятилетия антропогенной нагрузкой на среду обитания человека, наряду с выше названными, к ним следует отнести и причины экологического порядка.

Причины химического порядка связаны с различным химическим составом растений и неодинаковым выносом ими химических элементов из почвы. Так, соотношение выноса азота, фосфора и калия картофелем при урожае 3,0…3,5 т/га составляет 3,4:7,3 кг/га. Следовательно, продолжительные повторные посадки картофеля на одном и том же поле может привести к одностороннему истощению почвы азотом и особенно калием. А чередование культур сглаживает отрицательное действие таких посадок. В орошаемых условиях Западного Прикаспия по данным Дагестанской СХА вынос основных элементов питания (NPK) озимой пшеницей в зависимости от предшественников составляет соответственно 3,1:1:2,3, кормовой свеклой - 2,9:1:3,4, кукурузой на зерно - 3,3:1:3,4, люцерны - 3,9:1:2,4.

Исключительно велика роль бобовых культур в обогащении почвы азотом. При урожайности 12,0…13,0 т сена с 1га люцерна, по данным этой же академии, накапливает в почве при орошении 250…260 кг азота, фиксированного из воздуха. Широко известны данные других научных учреждений, согласно которым клевер за 2…3 года накапливает в почве 150…160 кг/га, люпин - 40…60, люцерна (при относительно низкой урожайности наземной массы) - 200 кг/га азота.

На увеличение фосфора в почве положительное влияние оказывают и такие культуры, как: люпин, гречиха, которые используют его из труднодоступных соединений и накапливают в пахотном слое. Усвоению других элементов питания из подпахотных слоев почвы способствуют также многолетние травы, подсолнечник, кукуруза и другие культуры благодаря наличию у них глубоко проникающей и разветвленной корневой системы.

По количеству накапливаемой в почве пожнивно-корневой массы полевые культуры располагаются в следующем убывающем порядке: в Нечерноземье: многолетние травы > кукуруза на силос > озимые зерновые > яровые зерновые > зернобобовые > картофель; в ЦЧО и орошаемых районах Юга России: многолетние травы > озимые зерновые > кукуруза на зерно и силос > яровые зерновые > подсолнечник > картофель > сахарная и кормовая свекла.

Суммарное количество пожнивно-корневых остатков люцерны при орошении достигает при двухлетнем сроке использования 13,0…13,5 т/га, трехлетнем - 15,5…16,3, озимой пшеницы 3,8…5,3, кукурузы - 3,8…4,2, кормовой свеклы - 2,0 т/га. Доля питательных веществ, возвращаемых в почву с растительными остатками люцерны третьего года составляет 40…44%, озимой пшеницы - 20…22%, кукурузы на зерно - 13…14%, свеклы кормовой - 8…9% от общего количества их, отчуждаемых растениями с хозяйственным урожаем. Важным преимуществом кормовых культур, размещенных в севооборотах, является то, что в почву возвращаются еще около 30%, скармливаемых животным кормов в виде навоза. Солома зерновых культур так же поступает в почву либо при мульчировании и запашке ее в измельченном виде, либо при скармливании животным или использовании как подстилки.

Учет указанных фактов при чередовании культур и разработке севооборотов способствует формированию оптимального питательного, режима в почве.

Причины физического порядка. В соответствии с биологическими, морфологическими особенностями и технологиями возделывания полевые культуры оказывают неодинаковое влияние на сложение, плотность и структуру почвы, запасы влаги в ней и защиту от водной и ветровой эрозии.

Многолетние травы, имея хорошо развитую корневую систему, расчленяют почвенные комочки на структурные агрегаты, обогащают ее перегноем. Подготовленная после их уборки к посеву других культур почва отличается лучшими показателями по структурности, пористости и плотности. Улучшению физических свойств почвы под люцерной способствует также и то, что в течение 2…3 лет она не обрабатывается, следовательно, не распыляется, не разрушается ее структура, а наоборот воссоздается.

Так, за два-три года ее выращивания на орошаемой лугово-каштановой почве Дагестана содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое с 39,2% (это неудовлетворительная структура по С.И. Долгову и П.У. Бахтину) повысилось до 69,7%, достигнув показателя, характерного для хорошей структуры.

Плотность почвы по пласту этой культуры составляет 1,18…1,21 т/м³, при вполне удовлетворительных показателях общей пористости (53%,) и пористости аэрации (20%).

Пропашные культуры требуют более интенсивных обработок почвы по уходу за посевами (посадками) и многократных проходов тракторов и транспортных средств при уборке урожая. Для качественной подготовки такой уплотненной почвы к посеву следующей культуры требуется большое количество обработок. Кроме того, пропашные культуры мало накапливают в почве растительных остатков, процесс разрушения органического вещества в ней превалирует над его воссозданием.

Все это способствует ухудшению водно-физических свойств почвы. При орошении содержание агрономически ценных фракций под кукурузой, например, за 10 лет бессменной культуры на светло-каштановой почве снижается с 47,2% до 35% (с удовлетворительного состояния переходит в неудовлетворительное), плотность почвы при уборке урожая увеличивается с 1,22…1,25 т/м³ до 1,40 т/м³), общая пористость с 50,2% снижается до 37,3…40,0%, пористость аэрации - до 8…10%.

Зерновые и зернобобовые культуры по своему влиянию на агрофизические свойства почвы занимают промежуточное положение между этими полярными группами и играют стабилизирующую роль в поддержании и улучшении указанных свойств.

Вышеизложенное подтверждает необходимость чередования указанных групп культур в целях недопущения непрерывного снижения плодородия почвы и урожайности полевых культур.

Важным преимуществом многолетних трав и озимых зерновых культур в севообороте является то, что они полностью или достаточно продолжительный период года (озимые) защищают поверхность почвы от дефляции и эрозии. Например, в предгорной зоне Дагестана смыв почвы с 1га поля, отведенного под озимую пшеницу, составил 6,7 т, в черном пару - 13,8 т. На территории Северо-Западного Прикаспия потери почвы в результате дефляции в черном пару достигают 16 т/га, а на задерненной многолетними травами поверхности почвы полностью исключаются, а в год посева составляют всего 1,8 т/га.

Однако многолетние травы и другие культуры с глубоко проникающей корневой системой способствуют иссушению пахотного и подпахотного слоев почвы, что может сказаться на урожайности последующих за ними культур. Рациональное чередование культур, защищающих почву от дефляции и эрозии, а также чистого пара и культур, экономно расходующих почвенную влагу, позволяет иметь севообороты, сбалансированные по экологическим и агрофизическим показателям.

Причины биологического порядка. За многолетнюю историю совместного произрастания культурных и сорных растений сформировались сообщества (агроценозы), имеющие одинаковые требования к условиям и соответственно реагирующие на эти условия. Так, к многолетним травам приспособились многолетние, озимые и зимующие сорняки, которые обильно засоряют их обычно до первого укоса, а в оставшийся период вегетации не выдерживают конкурентную борьбу, поскольку не обладают такой же отрастаемостью, как многолетние травы.

Озимые и зимующие сорняки засоряют посевы озимых зерновых культур: пшеницы, ячменя, ржи из-за сходства своих биологических особенностей, яровые культуры засоряются ранними, а поздние яровые культуры - поздними яровыми сорняками.

Чередование многолетних трав, озимых и яровых зерновых и зернобобовых культур в севооборотах способствует очищению полей от сорняков.

Распространено мнение, что возделывание пропашных культур является эффективным способом очищения полей от сорняков и поэтому они являются хорошими предшественниками для последующих озимых и яровых зерновых культур. Но это положение справедливо лишь отчасти, для тех случаев, когда поля с пропашными культурами действительно очищаются от сорняков, а если и сохранились они, то убираются до образования семян, одновременно с кукурузой на зеленый корм или силос.

Но в районах с достаточным количеством осадков и в орошаемых условиях добиться полного очищения пропашных культур от сорняков практически невозможно, особенно когда кукуруза убирается на зерно, а картофель или корнеплоды - при наступлении технической спелости. Появившиеся после очередных дождей или поливов в середине или во второй половине вегетации сорняки не могут быть уничтожены не механическим, ни химическим способами. В первом случае это не удается сделать из-за невозможности проведения междурядных обработок в связи с высокорослостью растений или смыкания листьев в междурядьях, а химические способы борьбы с ними нельзя использовать, так как при этом может быть причинен вред не сорнякам, а культурным растениям. Поэтому чередование многолетних трав, пропашных и других культур, уборка которых проводится до созревания засоряющих их сорняков с озимыми и яровыми зерновыми культурами способствует снижению засоренности посевов зерновых культур. А размещение зерновых после поздноубираемых пропашных культур не положительных результатов.

Велика роль севооборота в борьбе вредителями и болезнями полевых культур. При многолетних посевах на одном и том же поле зерновые культуры чаще повреждаются клопом - вредной черепашкой, жужелицей, злаковыми мухами, сахарная свекла - свекловичным долгоносиком, клевер - проволочником.

Бессменное возделывание сельскохозяйственных культур приводит к распространению различных болезней, вызываемых грибами, бактериями, вирусами, в числе которых такие распространенные как корневые гнили на посевах зерновых культур, кила - на капусте, вилт - на хлопчатнике, парша, фитофтороз на картофеле, ложная мучнистая роса, белая гниль на подсолнечнике.

Бессменное возделывание сельскохозяйственных культур способствует также накоплению в почве токсичных веществ, выделяемых растениями, и приспособленными к ним группами микроорганизмов, грибов бактерий, в связи с чем наблюдается устойчивое снижение урожайности этих культур.

Такое явление в земледелии известно как почвоутомление.

Чередование различных культур в посевах является основным тормозом на пути к распространению специфических болезней, вредителей и сорняков, почвоутомлением и является эффективным и наиболее дешевым способом улучшения фитосанитарного состояния почвы и роста урожайности сельскохозяйственных культур.

По определению Д.Н. Прянишникова, «с истощением почвы мы можем бороться внесением удобрений, с потерей должного строения - внесением органического вещества, извести, правильной обработкой, но с размножением паразитов очень часто мы не можем справиться без должного севооборота»

Причины экономического порядка. Экономический эффект правильного чередования культур и введения севооборотов складывается из существенного снижения затрат материальных, денежных и трудовых ресурсов на осуществление мероприятий по борьбе с вредными организмами. Второй составляющей экономической эффективности освоения севооборотов является повышение урожайности всех без исключения сельскохозяйственных культур при относительно меньших затратах на производство, уборку, перевозку и переработку дополнительного урожая.

Важным показателем экономической эффективности освоения севооборотов является то, что наличие в них разных групп культур, имеющих разные сроки посева, уборки, разные периоды напряженности по уходу за посевами позволяет снять пики нагрузок полевых работ, которые бы создавались при бессменном возделывании одних и тех же или ограниченного (2…3) набора культур. Создается возможность выполнения полевых работ в оптимальные сроки при лучшем качестве их проведения, что в свою очередь является предпосылкой для получения высоких урожаев.

В нынешних условиях функционирования АПК усиливается антропогенная нагрузка на среду обитания человека (литосферу, атмосферу, гидросферу), усиливается эрозия и дефляция почвы, загрязнение водоемов, рек, оросительных каналов вредными веществами, отходами животноводства. Поэтому экологические причины нужно считать дополнительным, но не менее важным фактором, вызывающими необходимость введения севооборотов. Это позволит уменьшить эрозию почвы на склонах, дефляцию на равнинных территориях, резко снизить применение средств химизации против вредителей, болезней и сорняков, изменить баланс применяемых удобрений в пользу органических.

7.3 Размещение сельскохозяйственных культур и паров в севооборотах

Полевые культуры и применяемые при их выращивании технологии оказывают существенное влияние на плодородие почвы и урожайность последующих культур севооборота. По характеру такого влияния все полевые культуры разбиты на следующие группы: чистый и занятый пары, многолетние травы; зернобобовые; пропашные; зерновые и промежуточные культуры.

Роль перечисленных предшественников в повышении (или снижении) урожайности во многом зависит от качественного выполнения приемов ухода за посевами, сроков уборки, послеуборочной подготовки почвы, доз вносимых удобрений и других причин. Но основными критериями, определяющими их ценность, являются улучшение воднофизических, агрохимических свойств и фитосанитарного состояния почвы, а в конечном счете - увеличение урожайности и повышение качества выращиваемых за ними культур, а также на продуктивность севооборота, его экономическую и экологическую эффективность.

Среди предшественников полевых культур сельскохозяйственная наука особое внимание уделяет чистым парам. В этой связи следует рассмотреть классификацию различных типов и видов паров.

Различают два типа паров - чистые и занятые. Чистые в свою очередь подразделяются на виды: черные, ранние и поздние. Они могут быть и кулисными с посевами высокостебельных растений для защиты почвы от дефляции и задержания снега на полях. Занятые пары подразделяются на пары пропашные, сплошного сева и сидеральные.

Чистым паром называется поле, свободное от культурных растений в течении целого года. Поле готовят для посева озимой или яровой пшеницы в следующем году в течение всего вегетационного периода с помощью механических и химических приемов борьбы с сорняками и с целью сохранения влаги в почве.

Если подъем (основная обработка) пара осуществляется осенью после уборки предшественника, то такой пар называется черным, а в случае его проведения весной в год парования, то ранним паром.

Поздние (крестьянские) пары применялись в дореволюционной России, при этом поле чистого пара в весенне-летний период использовали под выгон для скота, а к обработке пара приступали во второй половине лета. Эффективность такого пара была незначительной. В современном земледелии такие пары практически не применяются.

Занятым паром называется паровое поле, засеянное с осени или ранней весной раноубираемыми культурами, затем оно готовится по паровому типу для посева преимущественно озимых или яровой пшеницы (Сибирь, Алтай).

Занятый пар сплошного сева засевают озимыми (преимущественно) и яровыми бобово-мятликовыми однолетними культурами и убирают в фазе бутонизации бобового компонента.

Занятый пропашной пар занимают ранними пропашными культурами - ранним картофелем, кукурузой на зеленый корм.

Сидеральный пар является разновидностью занятого пара, но зеленая масса выращиваемых в нем культур (гороха, люпина, озимого и ярового рапса и др.) запахивается в почву в качестве зеленого удобрения.

На юге Европейской части России после уборки озимых и яровых зерновых, зернобобовых культур остается 2…3 месяца теплого периода года. Такое поле называется полупаром и обрабатывается по паровому типу. Соответственно и обработка таких полей называется полупаровой. Культуры, убираемые в более поздние сроки, после которых такого периода парования не остается, называются непаровыми предшественниками.

7.3.1 Роль чистых и занятых паров в земледелии. Пары как предшественники зерновых культур

Роль чистых паров в земледелии засушливых России очень велика. Пары способствуют накоплению и сохранению влаги в почве, снижению засоренности полей, усилению биологической активности и увеличению усвояемых питательных веществ в ней. Это, в конечном счете, приводит к повышению урожайности размещаемых по ним культур.

Подбор предшественников для яровых культур в рассматриваемых регионах не составляет большого труда, поскольку доля их в структуре посевных площадей невелика - 0…30%. Основная трудность в степных районах Северного Кавказа, Поволжья, Юго-Востока страны состоит в подборе предшественников для озимой пшеницы, которая в структуре посевных площадей занимает не менее 50%. В этих регионах трудно добиться качественной подготовки почвы под озимую пшеницу после непаровых предшественников, поскольку этому препятствуют недостаточная влажность почвы и высокие температуры воздуха. При вспашке сухой почвы образуются крупные глыбы, качественное крошение которых при последующих обработках чрезвычайно трудно. В случае же размещения ее по чистому пару, постоянные обработки по сохранению влаги в почве и очищению от сорняков способствуют поддержанию хорошего качества подготовки почвы к посеву, достаточной влажности посевного и нижележащих ее слоев, получению гарантированных всходов и высоких урожаев озимой пшеницы.

В степных районах Зауралья, Западной Сибири, Алтая, Заволжья по чистым парам размещается яровая пшеница. В этих районах также сохраняется высокая роль паров в накоплении и сохранении влаги, очищении их от сорняков и накоплении легкоусваиваемых питательных веществ в почве. Но преимущество их в улучшении качества подготовки почвы к посеву яровой пшеницы по сравнению с другими предшественниками не существенно, поскольку эффект промерзания и оттаивания почвы за зимне- весенний период сглаживает различия в показателях глыбистости (или степени крошения) почвы после всех предшественников. По мере смягчения континентальности климата и с переходом от непромывного режима увлажнения к промывному эффективность чистых паров снижается. Запасы влаги в метровом слое почвы после чистого пара в степной зоне увеличиваются в 1,5…2,5 раза по сравнению с непаровыми предшественниками, в лесостепной зоне - в 1,3…1,4 раза, а в Нечерноземной зоне они имеют такие же показатели, как после других предшественников. Соответственно снижается и разница в урожайности озимой и яровой пшеницы: от 1,5…2 раз на Северном Кавказе, Поволжье, Юго-Востоке, до 30…50% в Заволжье, Южном Урале, и Западной Сибири. Учитывая перечисленные факторы, под чистые пары в полевых севооборотах, в зависимости от природных условий, отводится от 10 до 33% площади.

Однако не во всех природных зонах чистые пары дают такие положительные результаты. В засушливых районах юга нашей страны, где выпадают менее 300 мм осадков, в частности в Западном Прикаспии, на склоновых землях, подверженных водной эрозии, а также на равнине, где сильное распространение получила дефляция почв, чистые пары создают предпосылки для ухудшения экологической обстановки, усилению эрозионных и дефляционных процессов. По сравнению с полями, занятыми непаровыми предшественниками, на паровых полях смыв почвы на склоновых землях увеличивается в 1,3….2,1раза, дефляция на равнине - в 1,3…1, 8 раза. Применение почвозащитной системы обработки, посевы кулисных культур несколько смягчают губительное действие дождевых капель, талых вод или ветров на смыв почвы и ее дефляцию, снижая их на 45-55%, но проблему в корне не решают. Замена чистых паров, занятыми способствует существенному сокращению потерь почвы.

Не во всех почвенно-климатических зонах парующие поля накапливают влагу в почве до начала озимого сева. Это возможно в тех регионах, где за осенне-зимний период почва промачивается до 1,5 метров, а с помощью периодических культиваций и боронований в течение весны и лета сохраняет эти запасы влаги.

В острозасушливых условиях юга России, где за год выпадают всего 150…300 мм осадков, а температура воздуха на поверхности почвы достигает 50…60⁰ и при частой повторяемости иссушающих южных и юго-восточных ветров, за период парования невозможно сохранить влагу в почве для получения нормальных всходов озимых культур. Поэтому существенной разницы в урожайности этой культуры при посеве по чистому пару и непаровым предшественникам в условиях Западного Прикаспия не наблюдается: по чистому пару по данным научных учреждений Дагестана получают 1,36 т/га, по занятому бобово-мятликовой смесью пару -1,30 т/га.

Таблица 33

Потери почвы в результате эрозии под сельскохозяйственными культурами и в чистом пару в условиях Западного Прикаспия

Но надо учесть, что в занятом пару можно получить 110…120ц/га зеленой массы бобово-мятликовой смеси, в связи с чем производство зерновых единиц увеличивается на 71,2 т (126,0 т против 197,2 т). Поэтому в условиях засушливого климата юга России, где за счет осенне-зимних осадков невозможно создать необходимый запас влаги в почве, а за летне-осенний период их выпадает мало (100…200 мм), чистые пары целесообразно заменить занятыми. Пары, занятые бобовыми, бобово-мятликовыми смесями, ранним картофелем, однолетними бобовыми травами (эспарцет, клевер, донник), особенно при запашке полученного урожая биомассы на зеленое удобрение, по своему влиянию на плодородие почвы и урожайность последующих культур практически не уступают чистым парам.

В чистом пару увеличивается содержание усвояемых питательных элементов в почве по сравнению с занятым паром и другими непаровыми предшественниками. Но этот факт вряд ли следует считать безусловно положительным, поскольку накопление в почве этих элементов вызвано усилением разложения содержащегося в ней органического вещества, а поступление его в почву в течение целого года парования не было. Поэтому чистые пары следует рассматривать как фактор, способствующий сокращению органического вещества в почве

7.3.2 Многолетние травы в севооборотах

В полевых, кормовых и других севооборотах многолетние травы, особенно люцерна и клевер, используются как лучшие в экологическом отношении культуры. Они же являются наиболее ценными и по своему влиянию на плодородие почвы. Из общего количества азота, использованного ими на формирование надземной фитомассы, 2/3 приходится на фиксированный из атмосферы, а по некоторым данным (в зависимости от степени естественного плодородия почвы) и до 80 %.

Бобовые многолетние травы за 2…3 года выращивания накапливают в почве 10…16 т/га воздушно-сухой органической массы в виде поукосных и корневых остатков, при разложении которых почва обогащается гумусом и питательными элементами. Стержневая, глубокопроникающая корневая система люцерны, клевера использует минеральные вещества из подпахотных слоев и накапливает их в пахотном слое в составе органических остатков. Эффективность бобовых трав повышается при совместном выращивании их с мятликовыми многолетними травами, имеющими мочковатую корневую систему - райграсом многоукосным, житняком, овсяницей, тимофеевкой. При этом увеличивается масса корней, оставляемых ими в почве, улучшается ее структура и сложение. В условиях орошения и достаточного увлажнения бобовые многолетние травы и их смеси с мятликовыми являются лучшими предшественниками для всех полевых культур, как по своему влиянию на плодородие почвы, так и на урожайность последующих культур. Поэтому наиболее ценные зерновые, а так же технические культуры в полевых, кормовых и специализированных севооборотах размещаются по пласту и обороту пласта многолетних трав.

Чаще всего люцерну, клевер в год посева выращивают как подсевную культуру (под покровом других культур). Во многих сельскохозяйственных предприятиях их подсевают под покров озимых и яровых зерновых культур с заниженной нормой высева семян. Но при высоких урожаях покровных культур травы резко снижают свою продуктивность. Поэтому они в большинстве случаях выращиваются под покровом раноубираемых бобово-мятликовых смесей, или других раноубираемых культур на зеленый корм или сено.

На Северном Кавказе в условиях орошения люцерну можно выращивать и в чистом посеве. В этом случае она может дать четыре полноценных укоса с суммарным урожаем до 10…12 т сена с 1 га. Но наибольшая продуктивность ее достигается при выращивании под покровом подсолнечника и кукурузы (высеваемой инкрустированными семенами). Преимуществом пропашных культур с широкими междурядьями является то, что подсеваемая люцерна под их покровом не затеняется, особенно в первых фазах развития, когда она наиболее чувствительна к освещенности. Суммарная урожайность зеленой массы покровного подсолнечника и люцерны при этом достигает 75…80 т/га, кукурузы и люцерны - 80…82 т/га, сбор кормовых единиц с 1 га - соответственно 12…15 т/га.

Продолжительность периода использования люцерны в полевых севооборотах составляет 2…3 года, а в кормовых и почвозащитных севооборотах ее можно выращивать 4…5 лет и более продолжительное время.

В небольших, по размерам используемой пашни сельскохозяйственных предприятиях, арендных коллективах и крестьянско-фермерских хозяйствах, имеющих ограниченный набор выращиваемых культур, во избежание дробления земельного участка на большое количество полей, люцерну целесообразно выращивать в выводных полях с периодическим включением в чередование после 4…5 лет использования.

Велико и экологическое значение многолетних трав в современном земледелии. Густой стеблестой их защищает поверхность почвы от талых вод, осадков и ветров любой интенсивности и силы, а мощная корневая система предотвращает ее смыв или выдувание.

7.3.3 Зернобобовые культуры

Роль зернобобовых культур как предшественников зерновых, технических, овощных культур в севооборотах определяется тем, что они, как азотфиксаторы, хотя в меньшей степени, чем бобовые травы, способствуют обогащению почвы этим элементом питания.

Кроме того, они способны усваивать из почвы труднорастворимые фосфаты и превращать их в доступные другим растениям формы. Горох и некоторые другие зернобобовые, являясь культурами ранних сроков сева с интенсивным начальным ростом, быстро затеняют почву, не дают прорастать сорнякам, а в последующем подавлять их развитие. В этом проявляется их высокая конкурентоспособность в агроценозе. Под густым стеблестоем этих культур, лучше сохраняется влага в почве, улучшается ее структура и сложение. Значение зернобобовых культур в севообороте определяется так же тем, что вредители и болезни их безопасны для зерновых, овощных и других культур.

Наряду с указанными, ценным преимуществом зернобобовых культур как предшественников других культур, особенно для озимой пшеницы, являются ранние сроки их уборки.

Все перечисленные достоинства зернобобовых культур способствуют получению после этого предшественника самых высоких урожаев зерновых и других культур, сопоставимых с урожайностью их по чистым и занятым парам. Причем после этого предшественника зерно озимой пшеницы содержат значительно больше белка, что способствует улучшению его хлебопекарных качеств.

При расчете экономической эффективности использования и рационального размещения зернобобовых культур надо учитывать следующие обстоятельства: они используют из атмосферы 25…35 кг азота, экономя при этом в среднем 1ц/га аммиачной селитры, не считая расходов на транспортировку и внесение; повышают урожайность зерна озимой пшеницы на 15…20% по сравнению с повторным посевом; позволяют получать зерно, отвечающее требованиям на сильную и ценную пшеницу.

Являясь ценными предшественниками для всех полевых культур, сами зернобобовые культуры резко снижают урожайность при повторных посевах из-за распространения специфических вредителей и болезней.

7.3.4 Пропашные культуры

Пропашные культуры объединяют большую группу зерновых, кормовых, технических и зернобобовых культур, корнеплодов и клубнеплодов, которые отличаются от других полевых культур по способу возделывания. Широкие междурядья этих культур обрабатываются в борьбе с сорной растительностью и для рыхления почвы, благодаря чему в почве повышается биологическая активность, накапливается больше влаги и питательных веществ.

Большинство пропашных культур (кукуруза, картофель, сорго сахарное и зерновое, соя и др.) являются поздними яровыми культурами. До посева их остается достаточно времени для прорастания озимых, зимующих и ранних яровых сорняков, которые полностью уничтожаются при бороновании зяби и предпопосевных культивациях почвы. Подрезаются также вегетативные органы размножения многолетних сорняков. Все это, в сочетании с довсходовым и повсходовым боронованиями, междурядными обработками и применением гербицидов, способствует очищению полей от сорной растительности.

Пропашные культуры обладают большим потенциалом продуктивности, соответственно много выносят и питательных веществ из почвы. Поэтому при их выращивании требуется внесение высоких доз органических и минеральных удобрений, последействие которых испытывают на себе последующие за ними зерновые, кормовые и другие культуры. Благодаря перечисленным преимуществам, раноубираемые пропашные культуры являются хорошими предшественниками для озимых зерновых культур.

Но большинство пропашных культур - кукуруза на зерно, подсолнечник, сахарная и кормовая свекла, картофель летних сроков посадки, а в более северных районах и весенней посадки, - убирается поздно. После их уборки (обычно это сентябрь - октябрь) остается мало времени для подготовки почвы, внесения минеральных удобрений, проведения влагозарядкового полива. Нужно еще время для того, чтобы политая почва подсохла, достигла физической спелости для предпосевной обработки. Поэтому посев озимых культур после этих предшественников проводится со значительным отставанием от оптимальных сроков в некачественно подготовленную почву. Это приводит к недобору значительной части урожая, нередки случаи и полной гибели посевов за зимний период. Поэтому такие поздноубираемые пропашные предшественники следует исключить из состава предшественников озимых зерновых культур. По ним могут размещаться яровые зерновые и зернобобовые культуры, а также сами пропашные культуры, особенно когда они относятся к разным семействам.

Во всех районах возделывания картофель является хорошим предшественником для кукурузы, кормовой и сахарной свеклы, сахарного и зернового сорго, подсолнечника. По кукурузе на силос и зеленый корм можно размещать картофель, кормовую и сахарную свеклу и другие пропашные культуры. Но после сахарной свеклы, подсолнечника, кукурузы на зерно в почве остается меньше влаги для пропашных культур. Поэтому в неорошаемых районах надо стремиться к тому, чтобы по ним не размещались другие пропашные культуры, а также не допускались повторные посевы их на одном и том же поле.

Пропашные культуры - особенно сахарная и кормовая свекла, картофель, кукуруза и другие, отличаясь высокой продуктивностью, требовательны к почвенному плодородию. Для их выращивания требуются относительно легкие по гранулометрическому составу (легко-среднесуглинистые) не засоленные почвы, с нейтральной или близкой к ней реакцией почвенного раствора, богатые органическим веществом и питательными элементами.

Несмотря на то, что урожайность картофеля после озимых или яровых зерновых культур выше, чем после кукурузы на зерно, зернового сорго, звено с двумя пропашными культурами - кукурузой на зерно и картофелем - всегда более продуктивна, чем с озимой пшеницей и картофелем, из-за более высокой урожайности предшественника.

Есть еще одна причина, вызывающая необходимость сосредоточения посевов (посадок) пропашных культур на ограниченной площади и насыщения ими севооборотов - это слабая почвозащитная способность. При крутизне склона более 3⁰ площадь под пропашными культурами должна быть значительно сокращена, а при 5⁰ - их посевы надо полностью исключить.

При осуществлении соответствующей системы мероприятий по борьбе с сорняками, в условиях орошения кукуруза на зерно может размещаться на одном и том же поле 3…4 года и более. В исследованиях Дагестанского НИИСХ при десятилетнем бессменном выращивании было получено с 1га по 6,25 т зерна или всего на 17,6% меньше, чем при посеве по пласту двулетней люцерны, на 5,9% - меньше, чем по озимой пшенице. Пораженность растений пузырчатой головней, специфичной для этой культуры при бессменных посевах, не превышала 5,5 %. О возможности повторных посевов этой культуры свидетельствуют также данные научных учреждений различных зон России.

Допустимы повторные посевы и картофеля в условиях Нечерноземья и Лесостепи. В южных районах страны при орошении надобность в повторных посевах отпадает, так как она выращивается в севооборотах как промежуточная культура (практикуются ранневесенние посадки в конце февраля - начале марта с уборкой урожая в мае - июне, или пожнивные посадки после уборки озимых зерновых культур).

В орошаемых условиях возможны также повторные посевы сахарной и кормовой свеклы, но в более северных районах из-за увеличения степени пораженности растений нематодами, свекловичным долгоносиком, корнеедом, специфическими болезнями, невозможны повторные посевы этих культур.

Во избежание поражения растений заразихой, белой гнилью и другими болезнями не допускаются не только повторные посевы, но и возвращение подсолнечника на одно и то же поле севооборота раньше 6…7 лет. Сама эта культура во всех зонах возделывания является неудовлетворительным предшественником для озимых культур. В севооборотах по нему лучше всего размещать яровые зерновые и зернобобовые культуры.

Хорошими предшественниками для подсолнечника являются озимые зерновые, яровые зерновые и зернобобовые культуры. В орошаемых условиях он размещается после пожнивных культур: кукурузы, сорго, суданской травы и их смесей, после бобово-мятликовых смесей.

7.3.5 Технические непропашные культуры

Основными непропашными техническими культурами являются: лен-долгунец, конопля, озимый и яровой рапс. По данным ВНИИ льна лучшими предшественниками для льна-долгунца являются: клевер и его смеси с мятликовыми травами, занятый пар, зернобобовые, картофель, озимые зерновые по пласту трав. В свою очередь лен является хорошим предшественником для озимых и яровых культур, поскольку поле после него остается чистым от сорняков особенно при размещении по пласту люцерны. Но он не выносит повторных посевов на том же поле севооборота в связи с сильным поражением фузариозом и другими болезнями, льноутомлением, связанным с ингибированием деятельности различных групп микроорганизмов.

Конопля выращивается в увлажненных районах Северного Кавказа, Черноземной полосы в условиях с более продолжительным вегетационным периодом, чем лен-долгунец. Поэтому наряду с посевами по многолетним травам, зернобобовым, озимым зерновым культурам ее можно размещать в севообороте и по кукурузе, сахарной свекле, картофелю. Сама она является хорошим предшественником для яровых зерновых, зернобобовых культур, озимых зерновых, при условии своевременной уборки.

На фоне внесения органических и минеральных удобрений конопля, при повторных посевах не снижает урожайность, но в связи с распространением фузариоза, вредителей (конопляной блохи, стеблевого мотылька), такие посевы через 1…2 года должны прерываться посевами других культур.

Рапс можно размещать по широкому набору предшественников: озимым и яровым зерновым и зернобобовым, картофелю, кукурузе на силос и зеленый корм. В свою очередь он является хорошим предшественником для перечисленных культур. Исключение составляют культуры из семейства капустных, после которых рапс сильно снижает урожайность из-за повреждения земляными блохами, другими вредителями и болезнями. Поэтому недопустимы повторные посевы рапса на том же поле, разрыв во времени должен быть 3…5 лет.

Озимый рапс выращивается на Северном Кавказе, на юге Черноземья, в Нижнем Поволжье. Он созревает в конце июня - в начале июля и поэтому является хорошим предшественником для озимой пшеницы, озимого ячменя, а так же для яровых зерновых, зернобобовых и всех пропашных культур. Хорошими предшественниками для него являются озимые и яровые зерновые, силосные (кукуруза, сорго, сорго-суданковые гибриды) и другие культуры, которые освобождают поля за 1…1,5 месяца на наступления оптимальных сроков сева.

7.3.6 Зерновые культуры

Озимая и яровая пшеница, озимая рожь являются основными продовольственными культурами. Поэтому их следует размещать в севооборотах по лучшим предшественникам - по чистому и занятому парам, многолетним травам, зернобобовым и силосным культурам В структуре посевных площадей основных зернопроизводящих регионов - на Северном Кавказе, в Лесостепи, на Юго-Востоке эти культуры занимают 30…50% площади. В этой связи подбор предшественников для них предоставляет наибольшую трудность, их приходится размещать не всегда по лучшим, иногда и по заведомо посредственным предшественникам.

Однако после уборки озимых зерновых культур в южных районах до наступления оптимальных сроков их сева остается 100…120 дней теплого периода с суммой температур (выше 10⁰) 2000…2200⁰, справедливо названный полупаром (Лошаков, 2000). Проводимая в течение этого периода полупаровая обработка почвы, а в условиях орошения и влагозарядковый полив, при высоких температурах воздуха способствуют повышению биологической активности почвы, ускорению разложения растительных остатков, значительному снижению патогенных грибов, микроорганизмов и, в связи с этим, поражаемости последующей культуры этими болезнями. Поэтому в названных районах вполне допустимы повторные посевы озимой пшеницы.

В период от уборки до повторного посева озимых культур в орошаемых условиях можно вырастить 30…40 т/га силосной массы кукурузы, ее смесей с сахарным сорго, подсолнечником, гороха с овсом. Полученная масса может быть использована на зеленый корм и в качестве зеленного удобрения (горох, горох с овсом). Урожайность озимой пшеницы по данным Дагестанской ГСХА после пожнивной кукурузы, подсолнечника по сравнению с трехлетними повторными посевами повышается на 10…15%, после гороха на зеленую массу - на 29%, при запашке этой массы на зеленое удобрение - на 39%. Поэтому следует считать вполне допустимым чередование в условиях орошения на Юга России озимых зерновых культур с пожнивными культурами на силос, зеленый корм и зеленое удобрение.

В Нечерноземной зоне лучшими предшественниками озимой пшеницы и ржи являются: многолетние травы, пар, занятый клевером, вико-ржаной смесью и сидератами; горох, а на северо-востоке зоны они могут размещаться и по чистым парам.

В Заволжье, Южном Урале, Западной Сибири, Алтае и других восточных районах страны ведущей зерновой культурой, занимающей не менее 50% севооборотной площади, является яровая пшеница. В этих регионах она размещается по чистым и занятым парам, повторно после самой пшеницы, а так же по кукурузе и однолетним травам на сено, зеленый корм и силос.

Серые хлеба (озимый и яровой ячмень, овес) в севообороте размещаются после озимых и яровых зерновых (пшеница, рожь), пропашных культур - кукурузы, подсолнечника, картофеля, сахарной и кормовой свеклы.

Крупяные культуры (просо, гречиха) в полевых севооборотах следует размещать по тем же предшественникам, что и серые хлеба. На юге страны в условиях орошения они могут выращиваться и в пожнивном посеве после уборки озимой пшеницы или озимого ячменя. При посеве в первой половине июля гречиха на 1 га может сформировать до конца сентября 1,0…1,2 т, просо - 2,0…2,4 т семян. Урожайность гречихи может быть повышена путем дополнительного пчелоопыления.

Повторные посевы яровой пшеницы, также как и озимой, есть компромисс между желанием увеличить площадь под этими наиболее ценными продовольственными культурами и поддержанием при этом урожайности на возможно высоком уровне. Применение высоких доз удобрений, химических средств защиты посевов от сорняков, вредителей и болезней, в целях недопущения снижения их урожайности при повторном выращивании, требует дополнительных затрат труда, материальных ресурсов и денежных средств. При этом отчетливо проявляется тенденция к большему распространению этих вредных организмов при повторных посевах от более южных и восточных засушливых к более увлажненным центральным и северным районам. Поэтому при оценке целесообразности повторных посевов этих культур надо учитывать экономическую сторону вопроса.

Серые хлеба и особенно крупяные культуры в полевых севооборотах занимают небольшие площади, поэтому необходимости в их повторных посевах нет.

В рисовых севооборотах ведущая культура (рис) размещается по люцерне, занятым бобово-мятликовыми смесями (в первой половине лета) и силосными культурами (во второй половине лета) парам, озимым зерновым, кукурузе, подсолнечнику, а также 2…3 года подряд на одном и том же поле.

Озимые зерновые культуры являются хорошими предшественниками для всех пропашных культур, зернобобовых, яровых зерновых культур (кроме ячменя), льна-долгунца, крупяных культур.

В южных районах при орошении оставшийся после уборки озимых период года используется для выращивания промежуточных культур. Поэтому озимая пшеница, озимый ячмень при интенсивном ведении хозяйства (в фермерских, арендных предприятиях) не могут быть непосредственными предшественниками яровых пропашных культур.

Яровые зерновые культуры из-за относительно поздних сроков уборки и невозможности осуществить послеуборочные приемы борьбы с сорняками, являются менее ценными предшественниками для озимых и яровых зерновых культур севооборота. Но после них можно возделывать многие пропашные культуры. Положительная роль яровых зерновых культур заключается еще в том, что в севооборотах, насыщенных поздно убираемыми пропашными культурами, по ним преимущественно размещаются именно яровые зерновые (наряду с горохом, многолетними травами или отводом под пар).

7.3.7 Промежуточные культуры

В основных земледельческих районах страны полевые культуры используют лишь немногим более половины теплого периода года. Остальная часть вегетационного периода - 1,5…2 месяца в северных районах, 2,5…3 месяца на юге страны с сумой температур 1000…2500⁰С может быть использована для получения второго урожая сельскохозяйственных культур.

В полевых севооборотах наибольшее распространение имеют пожнивные промежуточные культуры, которые высеиваются после уборки озимых и яровых зерновых культур. В Нечерноземной зоне и прилегающих районах с достаточным увлажнением в этот период можно выращивать на зеленый корм белую горчицу, рапс, горох, овес, пелюшку, кормовую капусту, редьку масличную, озимую сурепицу, турнепс. Эти культуры могут выращиваться как в чистом виде, так и в смеси с другими культурами (люпин с овсом и подсолнечником, кукуруза или суданская трава с горохом или чиной, овес с горохом и др.). В южных районах для этого используются поздние яровые культуры: кукуруза, сорго, подсолнечник и смеси этих культур между собой, горох, горохо-овсяная смесь.

В полевых и кормовых севооборотах в качестве промежуточных культур используются также озимые промежуточные культуры: озимый рапс, вико - мятликовые смеси (с пшеницей, ячменем, рожью, тритикале), смеси мятликовых культур с зимующим горохом. Эти смеси убираются на зеленый корм или сено весной следующего года до посева поздних яровых культур. Поукосные кукуруза, сорго и другие в этом случае являются основными полезанимающими культурами.

Озимые промежуточные культуры в севооборотах размещаются по тем же предшественникам, что и озимые зерновые.

Выращивание промежуточных культур способствует значительному увеличению производства продуктов растениеводства, является надежным резервом интенсификации производства. В южных районах страны при орошении в пожнивной период можно получить с 1га 30…50 т силосной массы сахарного сорго и кукурузы, 30…35 т зеленой массы гороха или ее смеси с овсом, 2,5…3,5 т зерна раннеспелых гибридов кукурузы, 1,5…2,5 т гречихи и проса, 20…25 т клубней картофеля. В северных и центральных районах, на Северном Кавказе при достаточном увлажнении продуктивность пашни при использовании промежуточных культур можно повысить в 1,3…1,5 раза.

Промежуточные культуры оказывают положительное влияние на плодородие почвы. На каждом гектаре они оставляют 3…4 т воздушно-сухой массы пожнивно-корневых остатков, обогащающих почву органическим веществом и повышающих ее биологическую активность. На дерново-подзолистой почве в исследованиях ТСХА она повысилась в 1,5…2 раза, на луговой глубокосолончаковатой почве Дагестана выращивание пожнивных культур способствовало увеличению количества бактерий в пахотном слое на 38…65%, актиномицетов до 30…37%, грибов до 80%, а азотофиксирующих бактерий на 19%.

Условия питания растений, выращиваемых после пожнивных и озимых промежуточных культур, не только не ухудшаются, но и улучшаются по сравнению с теми полями, где промежуточные культуры не выращивались. Однако это положение справедливо для тех случаев, когда вынос ими питательных веществ из почвы компенсируется внесением удобрений, рассчитанных на получение планируемых урожаев. Запаханные пожнивные и корневые остатки являются дополнительным источником органического вещества, частичная или полная минерализация которого способствует повышению плодородия почвы, в частности, увеличению питательных элементов в почве.

Пожнивные и озимые промежуточные культуры, пронизывая почвенную массу своей корневой системой и склеивая почвенные комочки корневыми выделениями, способствуют улучшению структуры почвы и повышению ее водопрочности. На орошаемых лугово-каштановых и каштановых почвах содержание таких агрегатов после пожнивной суданской травы увеличивается на 10…12%, горохо-овсяной смеси - на 10…13,6%.

Зеленый покров надземной массы и корневая система промежуточных культур защищают почву во второй половине лета, а так же в осенне-зимний и ранневесенний периоды от ливневых осадков, талых вод и ветров. В условиях Западного Прикаспия выращивание пожнивных культур позволяет предотвратить выдувание с 1 га в среднем 4,7 т мелкозема, озимых промежуточных культур - 6,6 т. Такое же количество сохраняется от эрозии на склоновых землях.

Важнейшим преимуществом выращивания промежуточных культур является снижение засоренности посевов в севооборотах. Этому способствуют дополнительные приемы обработки почвы перед их посевом, затенение, угнетение прорастающих сорняков в период вегетации промежуточных культур, а так же лишение сорной растительности возможности размножения семенами, поскольку они скашиваются до их образования. Благодаря указанным причинам засоренность посевов сахарной свеклы на Кубани снижается на 50%, в Нечерноземной зоне - на 35…50%, в условиях орошения Западного Прикаспия после пожнивной кукурузы в 2…2,3 раза, после озимых промежуточных культур - на 31…39%.

Положительное влияние промежуточных культур на плодородие почвы проявляется так же в том, что они предохраняют почву от перегрева в южных районах, помогают более эффективно использовать атмосферные осадки в районах недостаточного увлажнения и повысить коэффициент использования оросительных систем на орошаемых землях.

Способствуя улучшению плодородия почв, промежуточные культуры повышают урожайность выращиваемых после них культур и продуктивность севооборота в целом. При запашке пожнивной массы белой горчицы урожайность последующего картофеля в Нечерноземной зоне повышается на 30…50,5%, после пожнивного гороха, убираемого на зеленую массу, урожайность озимой пшеницы в Западном Прикаспии увеличивается на 24%, при запашке этой массы на зеленое удобрение - на 39,4%.