Причины чередования культур».

Необходимость чередования сельскохозяйственных культур давно уставлено практикой земледелия.

Современной теорией севооборота учитывается весь комплекс причин, вызывающих необходимость чередования сельскохозяйственных культур. Д.П. Прянишников выделил 4 группы причин:

1. Химические – касающиеся питания растений зольными элементами и азотом,

2. Физические – касающиеся различного влияния сельскохозяйственных культур и условий их возделывания на физические свойства почвы.

3. Биологические – т.е. различное отношение культурных растений к другим растительным и животным организмам, особенно вызывающим болезни, и к насекомым вредителям, а также к сорнякам.

4. Экономические.

Химические причины. Одной из причин чередования различных культур в севообороте является особенность их почвенного питания:

- Сельскохозяйственные культуры берут из почвы питательные вещества в различных количествах и соотношениях. Если зерновые культуры для создания урожая извлекают из почвы одинаковое количество калия и азота, а фосфора – половину этого количества, то сахарной свекле необходимо калия в 1,7 раза больше, чем азота, и в 4,3 раза больше, чем фосфора. Поэтому повторный посев этих культур приводит к одностороннему истощению почвы и снижению урожая.

- При возделывании той или иной культуры в почве одновременно происходят процессы синтеза и накопления органического вещества и его разрушения. Ход этого процесса зависит от количества и состава оставляемого вещества в почве и на ее поверхности от возврата питательных веществ с навозом, а также от условий разложения органического вещества в почве.

Непрерывное возделывание пропашных культур без внесения органических удобрений приводят к уменьшению природных запасов почвенного перегноя, тогда как бессменная культура многолетних трав увеличивает накопление органического вещества. Изменяя соотношение площадей под разными культурами севооборота можно в известной степени регулировать поступление органического вещества в почву с растительными остатками.

- Чередование бобовых культур с не бобовыми дает возможность использовать накопленный азот для получения высоких урожаев ценных культур и снижает потребность их в органических и минеральных азотных удобрениях.

- Некоторые растения могут усваивать питательные вещества из труднодоступных соединений, тогда как для других необходимы легкодоступные формы. Так, люпин и гречиха не только извлекают для себя фосфор из малодоступных соединений, но оставляют для последующих культур больше легкодоступных форм фосфора.

- Сельскохозяйственные культуры различаются и в отношении использования питательных веществ из различных по глубине слоев почвы. Имея мощную корневую систему, ряд культур берет питательные вещества из ниже лежащих горизонтов, как бы подтягивая их в пахотный слой.

В настоящее время это не главная причина. Она может быть устранена внесением органических и минеральных удобрений.

Физические причины. Сельскохозяйственные культуры оказывают различное влияние и на физические свойства, особенно на ее структуру, строение и сложение. Это связано с массой и развитием корней, условиями их разложениями и с обработкой почвы. Наиболее ценная водопрочная структура почвы образуется под многолетними травами. Под зерновыми и пропашными культурами структура разрушается. Если ухудшается структура, то ухудшается водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почвы.

В настоящее время эти причины в какой-то степени можно устранить внесением органических и минеральных удобрений, известкованием, обработкой почвы.

Биологические причины. Сельскохозяйственные культуры при бессменном или длительном возделывании на одном поле сильно засоряются сорняками. Сорные растения приспосабливаются к определенным культурам, что затрудняет борьбу с ними, а в отдельных случаях делает ее невозможной, так как химический метод борьбы с отдельными видами сорняков не эффективен. Так, поздние яровые сорняки хорошо развиваются в посевах поздно-убираемых культурных растений (кукуруза, сахарная свекла, картофель, просо), озимые и зимующие распространяются в посевах озимых зерновых культур и многолетних травах второго года жизни, ранние яровые хорошо развиваются и плодоносят в посевах яровых зерновых культур, для многолетних и двухлетних сорняк особенно благоприятные условия создаются на полях многолетних трав. Смена этих культур и соответствующая система обработки почвы создает неблагоприятные условия для любой биологической группы сорных растений. Бессменные посевы одной и той же культуры создают благоприятные условия для размножения вредителей сельскохозяйственных культур, повреждающих определенные культуры или группы культур.

При возделывании сахарной свеклы на постоянных плантациях быстро размножаются нематоды, снижающие урожай и содержание сахара в корнях. Под многолетними травами, особенно при длительном их использовании, а также при возделывании зерновых в течение нескольких лет увеличивается заселенность почвы проволочником.

Многие культуры при бессменном возделывании даже при частом возвращении на прежнее поле сильно поражаются различными болезнями, вызываемыми грибами – паразитами, бактериями и вирусами.

Озимая пшеница, озимый и яровой ячмень, в меньшей степени озимая рожь поражаются корневыми гнилями, ржавчиной, картофель – ризоктонией, паршой, лен - фузареозом, ржавчиной, антрокнозом, сахарная свекла – корнеедом, церкоспорозом.

Источником инфекции могут быть семена, почва, растительные остатки. По данным ВНИИ льна инфекция фузариоза и других грибных болезней сохраняется в почве в течение 5-6 лет.

Поражения болезнями сельскохозяйственных культур часто бывает главной причиной, побуждающей вводить в севооборот.

Многие ученые считают главной причиной снижения урожайности бессменных посевов – наличие в почве токсических веществ, выделяемых микроорганизмами, корнями самого растения или разлагающимися растительными остатками.

Растения в процессе жизнедеятельности выделяют вещества, оказывающие отрицательное влияние на последующие культуры или подавляющие развитие микроорганизмов (фитонциды). Микроорганизмы, развивающиеся в ризосфере культурных растений, выделяют вещества, подавляющие жизнедеятельность последующих растений (макроэлементы) или других микроорганизмов (антибиотики). Неблагоприятное сочетание этих сложных процессов признается в настоящее время основной причиной почвоутомления, вызывающее падение урожая данной культуры, а также несовместимости некоторых культур в севообороте. При этом культурные растения могут страдать от антибиотических веществ, выделяемых почвенными организмами.

С другой стороны, корни растений могут выделять фитонциды, чувствительные для микроорганизмов. Наконец, антибиотические связи существуют также между отдельными видами грибов и бактерий. Если при этом учитываются патогенные организмы, вызывающие болезни культурных растений, то такие антибиотические связи могут быть использованы как средство падения патогенных организмов. Особенно страдают от почвоутомления культуры, сильно поражающиеся грибными и бактериальными болезнями (лен, клевер и др.).

Некоторые ученые считают причиной почвоутомления токсичные вещества, выделяемые корнями растений.

Различные культуры по-разному реагируют на повторные посевы. Урожаи ячменя и подсолнечника резко снижаются при повторных посевах или при чистом возвращение на прежнее место. Зерновые культуры можно высевать 2-3 года подряд и возвращать на прежнее место через 1-2 года. Хлопчатник, кукурузу при высоком уровне агротехники можно выращивать повторно дольше, кукурузу на силос без снижения урожая можно возделывать в течение 10-15 лет на одном и том же месте. Резко снижается урожайность зернобобовых культур, особенно люпина, при повторном посеве. Совершенно не выносит повторных посевов сахарная свекла. Эту культуру можно возвращать на прежнее поле не раньше, чем через 3 года.

Проведенные исследования позволили все культуры по отношению к повторной и бессменной культуре разделить на три группы:

1. Растения хорошо переносят повторные посевы (устойчивые) – хлопчатник, кукуруза, конопля, картофель.

2. Не выносят повторных посевов (неустойчивые) – сахарная свекла, подсолнечник, лен, зернобобовые, рапс, клевер.

3. Занимают промежуточное положение между двумя первыми группами (относительно устойчивые) – оз. рожь, оз. пшеница, ячмень, яровая пшеница, гречиха, овес.

Одним из путей подавления патогенных грибов в ризосфере корневой системы растений -активизация живых организмов почвы. В условиях высокого плодородия, особенно при внесении органических удобрений, у многих растений повышается устойчивость к болезням или снижается вред от них. Действие органического удобрения можно объяснить изменением видового состава микроорганизмов в связи с внесением их с навозом и увеличением количества энергетического материала, что способствует повышению общей активности микрофлоры и подавлению патогенных грибов.

Видовой состав грибов и ризосферных бактерий в почве может меняться в результате смены возделываемых растений или условий жизнедеятельности микроорганизмов. Следовательно, правильным чередованием культур или изменением агротехники можно достичь лучших результатов в предотвращении почвоутомления и защите растений от болезней и вредителей.

В практике земледелия различных почвенно-климатических зон и в зависимости от биологических особенностей и технологий возделывания культур в качестве главной причины снижения урожаев при повторных посевах выступает то один, то другой из рассмотренных выше факторов.

По мере интенсификации земледелия и регулирования питательного и водного режимов почвы возрастает значение биологических факторов чередования культур и усиления фитосанитаров роль севооборотов.

Экономические причины. Необходимость чередования сельскохозяйственных культур объясняется:

- Во-первых, тем, что при тех же материальных затратах урожайность сельскохозяйственных культур в севообороте значительно выше, чем в бессменных посевах;

- Во-вторых, чтобы поддерживать урожайность в бессменных посевах не достаточно высоком уровне необходимы дополнительные затраты, связанные с внесением удобрений, защитой растений от вредителей, болезней и сорняков.

Таблица № 4б