Факторы повышения урожайности сельскохозяйственных культур
Д. Н. Прянишников выделил четыре группы факторов повышения урожайности сельскохозяйственных культур при правильном их чередовании в севообороте: химические, физические, биологические и экономические.
Химические факторы. Разные группы сельскохозяйственных культур обладают неодинаковым выносом элементов питания и различной способностью к их усвоению. Зерновые культуры требуют больше азота и фосфора, картофель, сахарная свекла, подсолнечник — калия. Бобовые растения, поглощая много фосфора и калия, обогащают почву азотом.
Растения по-разному усваивают элементы питания из легкорастворимых и труднорастворимых соединений. Льну, пшенице, сахарной свекле нужны легкоусвояемые, растворимые в воде элементы. Картофель, гречиха, эспарцет, люпин могут использовать их из труднорастворимых соединений. Последние культуры после отмирания оставляют для последующих культур более растворимые формы фосфора.
Корни различных культур проникают в почву на неодинаковую глубину. Корни льна и картофеля проникают на глубину 0,8— 1 м, озимой пшеницы и озимой ржи — на 1,5—1,6, кукурузы — на 2—2,5, сахарной свеклы и подсолнечника — на 3—3,5, люцерны — на 4—5 м. Вследствие этого растения с мощной и глубокопроникающей корневой системой используют воду и элементы минерального питания из более глубоких слоев почвы, что не всегда доступно для растений с менее развитыми и поверхностно расположенными корнями. Таким образом, чередование культур в севообороте позволяет не только избежать одностороннего истощения почвы, но и эффективнее использовать запасы элементов питания.
Физические факторы. Сельскохозяйственные культуры отличаются различной требовательностью к рыхлости пахотного слоя, состоянию его водно-воздушного режима и по-разному влияют на плотность, структуру и строение данного слоя.
Многолетние травы улучшают структуру почвы, но, с другой стороны, сильно уплотняют и иссушают ее. После картофеля и кукурузы поля становятся рыхлыми и более влажными. Подсолнечник, сахарная свекла, суданская трава сильно иссушают почву, поэтому после них нельзя размещать культуры, требовательные к влаге.
Физические свойства почвы улучшаются после внесения органических удобрений. Они зависят и от скорости обработки почвы: чем выше скорость, тем меньше глыбистость, лучше показатель крошения, ниже высота гребней.
Биологические факторы. Биологическая необходимость чередования культур вызвана их различным отношением к сорнякам, вредителям и болезням.
При бессменных посевах очень быстро распространяются сорняки, поскольку они приспосабливаются к определенным культурным растениям. Так, овсюг — спутник ранних яровых зерновых культур. Куколь посевной, живокость полевая, ярутка полевая, пастушья сумка, василек синий произрастают преимущественно в посевах озимой пшеницы и озимой ржи. Куриное просо, мышей сизый и зеленый, щирица засоряют посевы проса, кукурузы, риса. Плевел льняной, торица льняная, рыжик льняной, повилика — специфические сорняки льна.
Культурные растения реагируют на сорняки неодинаково. Широколистные высокостебельные (кукуруза, подсолнечник, конопля, клещевина), затеняя почву, подавляют сорняки сильнее, чем узколистные (овес, ячмень, просо, лен), а быстрорастущая озимая рожь и пшеница — меньше, чем яровая пшеница и просо. При возделывании пропашных культур благодаря обработкам междурядий условия для уничтожения сорняков улучшаются по сравнению со сплошными посевами зерновых и других культур. Бороться с засоренностью полей значительно легче, если правильно чередовать озимые культуры с яровыми; зерновые с пропашными или зерновыми бобовыми; узколистные с широколистными. Наиболее полно сорняки уничтожаются в чистых парах.
При повторных и бессменных посевах сельскохозяйственных культур создаются благоприятные условия для размножения вредителей. Например, на сахарной свекле усиленно размножаются свекловичный долгоносик, корневая тля и нематоды; на просе — просяной комарик; на бобовых культурах — клубеньковые долгоносики; на льне, конопле, крестоцветных — блошки. Повторные посевы озимой пшеницы по озимой или яровой пшеницы по яровой приводят к распространению жужелицы хлебной, хлебного пилильщика, гессенской и шведской мух, хлебного жука-кузьки, клопа-черепашки. Ущерб, причиняемый вредителями, значительно уменьшается в результате правильного чередования растений в севообороте. Поражение болезнями часто служит главной причиной, вызывающей необходимость чередования культур.
Среди инфекционных заболеваний зерновых культур первое место по распространению и вредоносности занимают корневые гнили. Они развиваются на подземных и приземных органах растений. В результате уменьшается число нормально функционирующих корней, нарушаются связи между подземными и надземными частями растений, резко снижаются водоснабжение и питание колоса, уменьшается или полностью теряется продуктивность растения, ухудшается качество урожая.
Многолетние травы второго года пользования в пятипольном зерновом севообороте Нечерноземной зоны поддерживают баланс гумуса в пахотном слое в бездефицитном состоянии и до минимума снижают заболеваемость корневыми гнилями зерновых культур, идущих за ними.
Значительный ущерб урожаю льна и конопли наносит фузариоз; картофеля — фитофтороз, черная ножка, фомоз, парша; подсолнечника — ложная мучнистая роса; хлопчатника — вилт. При повторных посевах льна и клевера может накопиться столько зачатков болезней и ядовитых веществ, что это вызовет так называемое почвоутомление.
Экономические факторы. Для более полного и производительного использования техники и рабочей силы в севооборотах целесообразно выращивать культурные растения различных сроков сева и уборки (озимые, ранние яровые, поздние яровые и т. д.).
Экономически выгодно специализировать севообороты — максимально увеличивать в них долю ведущих культур. В таких севооборотах зерновые культуры могут занимать 60—80 % площади, хлопчатник — 75—80, конопля — 70, сахарная свекла — 20, картофель — 30—40 %. Специализация севооборотов увеличивает производство продукции растениеводства, повышает эффективность капиталовложений, снижает материальные и трудовые затраты.
Предшественники.
Предшественниками называют сельскохозяйственную культуру или пар, занимавшие данное поле в предыдущем году. Культурные растения, приемы их выращивания и чистые пары существенно влияют на свойства почвы, что отражается на росте, развитии и урожаях последующих культур. Все предшественники можно объединить в несколько групп: 1 — чистые пары; 2 — многолетние травы; 3 —зерновые бобовые; 4 —пропашные; 5 — технические непропашные (лен); 6 — озимые зерновые; 7 — яровые зерновые непропашные; 8 — однолетние травы.
Их делят на отличные, хорошие и плохие. К отличным относят чистые пары и многолетние бобовые травы.
Чистые пары. Помогают накопить влагу для озимых, очистить почву от сорняков, болезней и вредителей, увеличить запасы питательных веществ.
В районах достаточного увлажнения чистые пары экономически не оправданы, так как прибавки урожая значительно меньше того сбора, какой можно получить с первого поля. В Нечерноземной зоне чистые пары вводят только на засоренных полях, в остальных случаях озимые размещают по занятым парам.
Три года подряд по чистым парам можно сеять только яровую мягкую пшеницу в степных районах Сибири. После озимой пшеницы нельзя сеять ячмень, а затем вновь пшеницу (у них общие заболевания).
Многолетние бобовые травы. Клевер, люцерна, эспарцет и их смеси со злаковыми (тимофеевкой, овсяницей, кострецом и др.) обогащают почву азотом и органическими веществами, улучшают ее структуру, поэтому в увлажненных районах и при орошении они служат отличными предшественниками для озимой и яровой пшеницы, льна, проса, риса, хлопчатника, оказывая положительное последействие в течение нескольких лет. Но поскольку многолетние травы сильно иссушают почву, в районах недостаточного увлажнения их роль как предшественника снижается.
Хорошие предшественники — пропашные, зерновые бобовые, озимые, идущие после удобренного чистого пара и многолетних бобовых трав; однолетние бобовые травы, убираемые на зеленый корм, сено, силос.
Пропашные культуры. Свекла, кукуруза, картофель, подсолнечник очищают почву от сорняков при междурядных обработках, повышают микробиологическую активность почвы, улучшают питание растений. Они служат хорошими предшественниками для всех яровых зерновых и льна. Картофель ранних сортов и кукуруза, убранная на зеленый корм и силос, — неплохие предшественники для озимых культур.
Зерновые бобовые культуры. Хороший предшественник для всех яровых и озимых культур.
Озимые зерновые после удобренного чистого пара и многолетних бобовых трав. Служат хорошим предшественником для сахарной свеклы и картофеля.
Однолетние бобовые травы. Данные травы, убираемые на зеленый корм, сено, силос, используют прежде всего в качестве предшественника для озимых культур. Поля с плохими предшественниками обычно отводят под чистый пар. Одна из таких культур — овес, выращиваемый на бедных почвах. Но у овса нет общих заболеваний с пшеницей и ячменем, поэтому он выполняет санитарную функцию.
Чтобы создать лучшие условия, чередуют культуры сплошного сева с пропашными или парами; бобовые культуры с небобовыми; растения с разной мощностью корневой системы; культуры с неодинаковым периодом вегетации. В правильных севооборотах каждую культуру размещают по хорошим предшественникам. После отличных предшественников два года подряд можно располагать плохие. Например, после многолетних трав — лен-долгунец и яровые зерновые; после пара — зерновые (озимая пшеница — овес, озимая рожь — ячмень).
После хороших предшественников размещают только один плохой (пропашные — зерновые или зерновые бобовые — зерновые). Если хороший предшественник следует за отличным и хорошим, то после него можно располагать два плохих (если вслед за многолетними травами идут пропашные, то после них два года подряд сеют зерновые: овес или яровую пшеницу).
Сахарную свеклу нельзя сеять после подсолнечника, так как последний потребляет влагу из глубоких слоев почвы, где развиваются корни сахарной свеклы. Кроме того, подсолнечник сильно иссушает поле.
Разные культуры неодинаково реагируют на повторные посевы. Сахарная свекла, яровая твердая пшеница, подсолнечник, лен, клевер и др. не выносят повторных посевов, у них сильно снижается урожайность. Картофель, хлопчатник, кукуруза, конопля, рис в данном случае уменьшают урожайность нерезко, поэтому допустимы их повторные посевы. Такой способ выращивания некоторых культур представляет интерес для хозяйств, специализирующихся на выращивании кукурузы, картофеля, хлопчатника и др.