Севообороты в агроландшафте

В основе любой системы земледелия лежат севообороты. Севооборот — это научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур в агроландшафте.
Причем речь идет как о чередовании культур во времени, так и в пространстве. Поясним это на примере.
Представим, что мы располагаем 5-ю полями, на которых необходимо в течение нескольких лет выращивать овощные культуры — капусту, лук, огурец, томат, морковь. В первый год каждое поле мы засеем одной из этих культур. А как поступить на следующий год? Возможны два принципиально различных способа их размещения.
1. Каждую культуру мы посеем на тех же полях, где они росли в предшествующем году. Такой посев называется повторным. Если в течение многих лет на одном поле мы будем выращивать только одну культуру, то такой посев будет бессменным.
2. Ежегодно мы будем проводить смену культур в определенном, заранее установленном порядке, то есть, организуем севооборот. В этом случае чередование культур в течение 5 лет можно будет представить в виде ротационной таблицы (период, в течение которого культура проходят через каждое поле, называют ротацией), табл. 16.

Севообороты могут включать не только разнообразные культуры, но и поля, свободные в течение вегетационного периода от возделываемых растений. Такое свободное от растений поле называют паром, или паровым полем.
Под паром пахотный слой поддерживают в рыхлом состоянии, почва очищается от сорняков, накапливает элементы питания в результате минерализации органического вещества, а в засушливых районах она к тому же накапливает влагу. В районах недостаточного увлажнения (степь европейской части России, степные и лесостепные районы Сибири) озимые и яровые хлебные злаки после пара дают в 1,5-2 раза больше урожая, чем по непаровым предшественникам.
Для чего нужен севооборот?
Необходимость чередования культурных растений давно установлена практикой земледелия. Однако научное обоснование чередования культур появилось только с развитием естественных наук.
Хорошо известно, что растения выделяют в почву через корни органические вещества корневые выделения. Они накапливаются в почве и вредны для последующих посевов растений того же вида, но не вредят другим растениям, а напротив, служат им пищей.
Например, вещества, выделяемые корнями пшеницы, вредны для той же культуры, менее вредны для овса и вовсе не вредны для других растений, не сходных по биологии с пшеницей. При удалении этих веществ плодородие почвы восстанавливается. Факты накопления токсических веществ в почве в условиях бессменных посевов зерновых, льна, сахарной свеклы, подсолнечника и других культур отмечены российскими и зарубежными учеными.
Разные растения по разному влияют на почвенную структуру. Как мы видели, однолетние культуры, особенно яровые, не укрепляют структуру почвы, тогда как многолетние травы (клевер, люцерна), напротив, улучшают ее. Поэтому в результате бессменного выращивания зерновых культур в районах ветровой и водной эрозии структура почвы разрушалась, снижалось ее плодородие.
Немалое влияние оказывает севооборот и на врагов культурных растений — возбудителей болезней, вредителей и сорняков. Их накопление наблюдается при повторных и особенно бессменных посевах. А вот научно обоснованное чередование культур, напротив, помогает снижать их численность и наносимый вред.
Другая причина необходимости чередования культур в севообороте — различная потребность растений в элементах минерального питания, то есть их требовательность к плодородию.
Таким образом, севооборот способствует пополнению и лучшему использованию питательных веществ почвы и удобрений, улучшению физических свойств почвы, ее защите от разрушения, а также ограничивает распространение вредных организмов сорняков, возбудителей болезней и вредителей сельскохозяйственных культур.
Правильный севооборот приводит к повышению плодородия почвы, неправильный — к ее истощению. Это можно продемонстрировать на следующих примерах.
К чему приводят бессменные посевы?
В разных странах ученые поставили многолетние опыты для того, чтобы выяснить, какое влияние оказывают на урожайность культуры ее бессменные (из года в год) посевы на одних и тех же полях. Вот некоторые результаты таких опытов.
На Ротамстедской опытной станции (Англия) более 100 лет испытываются бессменные посевы озимой пшеницы. Урожай этой культуры на неудобренном фоне снизился почти в 2 раза. При ежегодном внесении удобрений он удерживался на одном уровне, но все же был в 1,5 раза ниже, чем в севообороте.
В Подольском районе Московской области урожайность картофеля в первые 3 года бессменного возделывания не отличалась от урожайности в севообороте. В последующие 3 года она снизилась на 60 %, а позднее еще на 20 %.
Различные культуры по разному реагируют на повторные посевы. Урожай льна и подсолнечника резко снижается при повторных посевах или при частом (через 1-2 года) возвращении на прежнее место. Зерновые (пшеницу, ячмень, рожь, овес) можно высевать 2-3 года подряд и возвращать на прежнее место через 2-3 года. А вот кукурузу на зеленую массу можно выращивать без снижения урожая в течение 10-15 лет на одном и том же поле, особенно на плодородных пойменных и орошаемых землях.
Севооборот и органическое вещество почвы
Различные растения по разному влияют на накопление в почве гумуса, а его содержание, как мы помним, служит важнейшим показателем почвенного плодородия. Поступление в почву органического вещества зависит от количества растительных остатков, которые после уборки урожая остаются в почве и на ее поверхности.
По количеству оставляемого в почве органического вещества растения располагаются в такой убывающей последовательности: многолетние травы (клевер, люцерна и др.) > кукуруза > озимые зерновые (рожь, пшеница и др.) > яровые зерновые > подсолнечник > зерновые бобовые (горох, фасоль, бобы) > картофель > свекла.
Органические остатки разных растений различаются по содержанию питательных веществ (табл. 17): содержание азота и фосфора в растительных остатках многолетних бобовых трав наибольшее, а в остатках однолетних злаков — наименьшее.

Изменяя соотношение полей под разными культурами севооборота, можно регулировать поступление органических веществ в почву, а значит, и содержание в ней питательных элементов. Увеличение посевов многолетних трав увеличивает накопление органического вещества, а зерновых и особенно картофеля и корнеплодов уменьшает.
Баланс органического вещества в почве зависит не только от его поступления в почву, но и от скорости разложения (минерализации). Чем интенсивнее обрабатывают почву, тем быстрее происходит минерализация органического вещества и уменьшается его накопление. Поэтому растения, почву под которыми в течение лета систематически рыхлят (пропашные культуры картофель, свекла, морковь и др.), оставляют после себя очень мало органического вещества.
Все эти особенности влияния растений на плодородие почвы учитывают при составлении севооборота и планировании системы механической обработки и удобрения полей.