Обоснование севооборотов

Модульная единица 2.3.

Лекция: «Обоснование севооборотов и проектирование участков в АгроГИС»

Цели и задачи. Сформировать умение разрабатывать севообороты и проектировать поля и производственные участки в АгроГИС.

Аннотация. Рассматриваются агроэкологические и агрономические задачи формирования севооборотов и процедура проектирования полей и производственных участков в АгроГИС.

Ключевые слова: повторное и бессменное возделывание, предшественники, чистые и занятые пары, поля, производственные участки, чередование культур, болезни, вредители, сорняки, зерновые, пропашные.

Рассматриваемые вопросы.

1. Обоснование севооборотов.

2. Проектирование полей севооборотов и производственных участков.

Обоснование севооборотов

В севообороте выращивают различные по биологии и техноло­гии возделывания сельскохозяйственные культуры (озимые, яровые, многолетние травы, пропашные и др.), которые чередуются в опре­деленной последовательности. Это чередование неразрывно связа­но с системой обработки почвы, системой удоб­рения, защитой от эрозии, мероприятиями по борьбе с сорняками, болезнями, вредителями и т. д. В ос­нове чередования культур в севооборотах лежит принцип плодосме­на, что означает строгое чередование культур, различающихся био­логическими особенностями и технологиями возделывания. Нарушение за­кона плодосмена часто приводит к негативным последствиям, выра­жающимся в развитии эрозионных процессов, снижении плодоро­дия почвы, загрязнении окружающей среды и т.п.

По отношению к бессменному и повторному выращиванию выделены три группы культур: сильно снижающие урожай при по­вторных посевах (лен-долгунец, сахарная свекла, клевер, горох, лю­пин, подсолнечник); способные при хорошем удобрении, обработке почвы и борьбе с сорняками обеспечивать при двух и даже трех по­вторных посевах высокий урожай (рожь, соя, ячмень, пшеница, овес, рис, картофель, табак); способные давать высокие и устойчивые уро­жаи при повторных посевах в течение нескольких лет (хлопчатник, кукуруза, конопля).

Размещение севооборотов зависит от почвенно-ландшафтных условий.

На смытых скло­новых землях вводят почвозащитные севообороты, насыщенные многолетними травами и зерновыми колосовыми культурами сплош­ного посева; на суглинистых несмытых почвах с относительно ров­ным рельефом (крутизной не более 3°) - севообороты, насыщенные техническими культурами; на массивах со сложным рельефом - по­левые севообороты, насыщенные культурами сплошного посева, а также подсолнечником, кукурузой на силос и зеленый корм; на пой­менных почвах - овощекормовые севообороты, насыщенные кормовой свеклой, картофелем, кукурузой, овощными культурами и мно­голетними травами; на орошаемых землях - культурные пастбища, картофель и др.; рядом с фермами - прифермские кормовые севоо­бороты.

Биологическая необходимость чередования культур вызывается их различным отношением к элементам питания, сорнякам, вредите­лям и болезням, а также степенью развития корневой системы. В посе­вах многих сельскохозяйственных культур имеются свои специализиро­ванные сорные растения, поэтому при бессменных посевах создаются благоприятные условия для их накопления. Например, зимующие и ози­мые сорняки приспособлены к озимым хлебам и многолетним травам, яровые ранние и поздние сорняки - соответственно к яровым и по­здним зерновым культурам. Смена культур на поле создает неблагоп­риятные условия для сорняков. Повторные посевы быстро засоряются, что приводит к значительному снижению урожая и ухудшению его ка­чества. При междурядных обработках посевов пропашных культур уничтожаются сорняки, их вегетативные органы, поэтому поле после пропашных бывает более чистым от сорняков. Повышенная засорен­ность наблюдается в культурах со слабой конкурентной способностью. Она неодинакова у разных культур. Обычно культуры, обладающие хорошей конкурентной способностью, отличаются быстрым ростом и имеют большую листовую поверхность. Условно полевые культуры делят на три группы: с высокой конкурентной способностью (озимые зерновые, многолетние травы, конопля и др.); со средней конкурент­ной способностью (ячмень, овес, подсолнечник, кукуруза, люпин и др.); со слабой конкурентной способностью (яровая пшеница, просо, лен, картофель, сахарная свекла, соя).

Степень засоренности поля зависит от времени уборки культу­ры. Раносозревающие культуры, а также убираемые на зеленый корм, сено, когда многие сорняки не успели созреть и обсемениться, спо­собствуют уменьшению засоренности почвы.

Чередование в севообороте культур обычного рядового посева с чистыми и занятыми парами, пропашными культурами - надежное средство в борьбе с сорняками.

Не менее важную роль играет севооборот в борьбе с вреди­телями и болезнями сельскохозяйственных культур. Появление и массовое размножение их связаны в первую очередь с отсутствием чередования или бессистемным чередованием культур. Так, злаковые мухи сильно повреждают пшеницу, рожь иячмень, а на другие культуры не оказывают вредного действия. При повтор­ных посевах создаются благоприятные условия для размножения вредителей. Проволочник сильно размножается при частом воз­вращении клевера на прежнее место. Сахарная свекла при возде­лывании на одном и том же поле повреждается свекловичным долгоносиком, а корни ее — нематодами. При бессменном возде­лывании сильно размножаются в посевах зерновых клоп-черепаш­ка, зерновая совка, жужелица, в посевах бобовых - долгоносики, рапса - блошки и т.п.

Очень опасны при бессменных посевах различные болезни, вы­зываемые грибами, бактериями, вирусами. Например, зерновые по­ражаются корневыми гнилями, лен - фузариозом, картофель - пар­шой, фитофторозом, подсолнечник - ложной мучнистой росой, фомопсисом.

Бессменное возделывание одних итех же культур на одном месте может привести к накоплению токсичных веществ, выделяе­мых растениями, микроорганизмами, грибами, бактериями. Это яв­ление получило название «почвоутомление».

Для лучшего использования питательных веществ полезно че­редовать растения с разной корневой системой, что дает возможность более эффективно использовать питательные вещества пахотных и подпахотных горизонтов.

Эффективность севооборота проявляется в дополнительном по­лучении продукции без существенных материальных затрат. По эф­фективности предшественники делят на целесообразные, допусти­мые, нерациональные и недопустимые (табл.77).

Самыми требовательными культурами к предшественникам являются озимые хлеба, поэтому их размещают по чистым, занятым, сидеральным, кулисным парам и зернобобовым культурам. Для них требуется наличие в пахотном слое необходимого количества про­дуктивной влаги для получения хороших всходов, достаточного ко­личества легкодоступных питательных веществ; чистота полей от вре­дителей, болезней, сорняков и, особенно, вегетативных зачатков мно­голетников.

Яровые пшеницу и ячмень лучше размещать после кукурузы на силос и сахарной свеклы. Для проса и гречихи лучшими предше­ственниками являются пласт многолетних трав, озимые хлеба и са­харная свекла. Овес и пивоваренный ячмень лучше размещать после кукурузы на силос.

Для гречихи лучшие предшественники - пропашные и бобо­вые культуры, а также озимые хлеба, высеваемые по чистым и хоро­шо удобренным занятым парам.

Зернобобовые культуры (горох, чина, чечевица) в севооборо­тах имеют важное агротехническое значение (рано освобождают поле, растительные остатки легко разлагаются). Их можно размещать пос­ле сахарной свеклы, яровых зерновых и озимых культур.

Чистый пар - лучший предшественник для озимых культур. Однако ему присущи такие серьезные недостатки, как повышенная эрозионная опасность, отсутствие поступления в почву раститель­ных остатков, чрезмерная минерализация органического вещества, потери азота вследствие миграции нитратов за пределы корнеобитаемого слоя, высокий непроизводительный расход влаги, ветровая и водная эрозия и др.

Его положительную роль связывают с накоплением влаги и минерального азота в почве, преодолением засоренности, улучше­нием фитосанитарной ситуации, снижением напряженности полевых работ в периоды максимальных нагрузок, получением высококаче­ственного зерна.

Послойная обработка паров позволяет очистить пахотный слой от сорняков. Систематические поверхностные обра­ботки чистого пара уничтожают вегетирующие сорняки, в том числе многолетние.

Вопрос о целесообразности чистого пара и его доле в севообо­ротах является дискуссионным. Отказаться от чистого пара можно, только заменив его функции другими средствами. Если регулирова­ние минерального питания и фитосанитарной ситуации достигается применением удобрений, гербицидов и т.п, а производственные пи­ковые нагрузки снимаются дополнительными производственными ресурсами, то главным критерием чистого пара или замены его заня­тым становится влагообеспеченность.

Кулисным паром называют чистый пар, на котором создают снегозадерживающие кулисы из высокостебельных растений. Кулис­ные пары применяют в степных и лесостепных районах. Они защищают почву от ветровой эрозии, задерживают и накап­ливают снег, предохраняют озимые от вымерзания.

Важный резерв повышения урожайности культур - занятые пары. Они являются средством интенсификации земледелия, дают возможность увеличить производство кормов. Отличительная осо­бенность занятых паров-укороченный период парования почвы. Они целесообразны в лесостепной, более увлажненной зоне, где разрыв в урожайности озимых по чистым и занятым парам небольшой. Боль­шое значение занятых паров заключается также в обогащении по­чвы свежим органическим веществом, спо­собствующим усилению микробиологических процессов почвы и ускорению разложения накопившихся в почве трудноразлагающихся растительных остатков. При этом создаются условия для накопле­ния гумуса и образования агрономически ценных структурных агре­гатов почвы. В лесостепи занятые пары эко­номически более выгодны, чем чистые пары, и по мере роста культу­ры земледелия и повышения уровня интенсификации занятые пары заменят чистые. В занятых парах выращивают раноубираемые культуры обычного рядового посева: озимые на зеленый корм, озимые рапс и сурепицу, вайду красильную на корм, клевер и эспарцет на один укос. Более продолжительный период вегетации имеют такие куль­туры, как овес с викой или горохом на сено или сенаж, многолетние травы после второго укоса, кукуруза на зеленый корм, горох с под­солнечником на сенаж и др. Пропашные пары занимают пропашны­ми культурами - картофелем ранним, кукурузой или подсолнечни­ком на силос, турнепсом и др. Парозанимающие культуры, как пра­вило, выращиваются на корм. Важно, чтобы они имели ускоренный рост в начальный период вегетации и чтобы их послеуборочные ос­татки разлагались в короткий срок. Весьма целесообразны в каче­стве парозанимающих бобовые культуры, обогащающие почву био­логическим азотом.

Сидеральным паром называют пар, занятый растениями для заделки в почву на зеленое удобрение. Для этих целей высевают пре­имущественно бобовые (люпин, донник и др.) и крестоцветные (вайда красильная, горчица белая и сизая, сурепица, редька масличная и др.).

Многолетние травы в севообороте освобождают агроценозы от факторов почвоутомления, являются действенным средством улуч­шения агрофизических свойств (сложение, строение, связность и др.) и санитарного состояния почвы. Они очищают ее от многих вреди­телей, возбудителей болезней культурных растений, предохраняют почву от ветровой и водной эрозии, обогащают ее большим количе­ством органического вещества, а бобовые многолетние травы - био­логическим азотом. Преимущество травосмесей в том, что смешанный травостой полнее использует влагу и питательные веще­ства, формирует более густой травостой, способный больше аккуму­лировать солнечной энергии, дает более устойчивые урожаи по го­дам, лучше поедается скотом, с меньшими потерями убирается на сено, слабее повреждается болезнями и вредителями, засоряется сор­няками. Травосмеси создают в почве мощную корневую систему, после уборки оставляют большую массу корней, оказывая этим по­ложительное влияние на агрофизические свойства почвы, особенно на ее структуру.

Пропашные культуры (сахарная свекла, картофель, ку­куруза, подсолнечник) возделывают с широкими междурядьями, обрабатываемыми в период вегетации, что активизирует минерали­зацию гумуса и способствует разрушению структурных агрегатов. Их убирают поздней осенью, вследствие чего отсутствует время для хорошей подготовки почвы под посев следующей культуры. Пропаш­ные культуры более требовательны к почвенно-климатическим ус­ловиям и имеют более сложную технологию возделывания, выносят из почвы большое количество влаги и питательных веществ, хорошо отзываются на глубокую вспашку, орошение, внесение удобрений, гербицидов и др. Из группы пропашных культур наиболее требова­тельной к предшественнику является сахарная свекла. Размещают ее в хорошо удобренных полях с уклонами не более 2° после озимых культур, идущих по чистым или занятым парам.

Кукурузу и подсолнечник целесообразно размещать по озимым, яровой пшенице, ячменю. Для картофеля наиболее желательными предшественниками являются озимые, однолетние бобовые и поля многолетних трав на второй год после распашки. В структуре посе­ва подсолнечника надо иметь не более 10 % пашни.

С учетом биологических особенностей и технологии возделы­вания культур в севооборотах нельзя допускать размещения про­пашных по пропашным, а также перегрузки севооборотов этими куль­турами. Лучше всего пропашные размещать после зерновых, а яро­вые зерновые колосовые - после пропашных. При этом зерновые хорошо используют последействие удобрений, внесенных под пред­шественник, растут на чистых от сорняков почвах.

Зерновые колосовые чередуются с пропашными, зернобобовы­ми и другими культурами. Не рекомендуется размещение друг за дру­гом культур, относящихся к одной биологической группе, из-за уве­личения токсичности почвы, развития болезней и вредителей, раз­множения сорняков.

Сахарная свекла требует строгого соблюдения правильного че­редования, но может размещаться в коротких специализированных севооборотах (4-5-польных). В севооборотах с длинной ротацией эту культуру стремятся размещать по возможности дальше от полей, занятых подсолнечником и суданской травой, которые сильно иссуша­ют почву до глубины 1,5-2 м.

Подсолнечник можно возделывать в севооборотах 6-7-летней ротацией. С учетом отрицательных свойств подсолнечника как пред­шественника желательно размещать его в конце севооборота перед чистым или занятым паром, а лучшие предшественники для него -зерновые колосовые (озимая пшеница и ячмень).

При возделывании культур в севообороте требуется выбрать и обосновать такое чередование культур, которое обеспечивало бы высокие экономические показатели работы хозяйства, получение ста­бильных урожаев при высоком качестве продукции и создание усло­вий для повышения плодородия почвы. Эффективность севооборота проявляется в дополнительном получении продукции без существен­ных материальных затрат.