Основные направления развития биологического земледелия в сельском хозяйстве

Рост продуктивности сельскохозяйственных культур повсеме­стно связан с освоением интенсивных технологий, с совершенст­вованием зональных систем земледелия, с более экономным рас­ходованием энергетических ресурсов, с подбором культур в агроценозы, обеспечивающих эффективное использование биоклима­тического потенциала природной зоны.

Однако, как отмечают Е.М.Самойлов, А.П.Сизов (1989), более перспективной следует считать разработку биологически обосно­ванных систем земледелия, в которых не исключается использова­ние средств химизации и механизации, но выдвигаются весьма строгие, экологически обоснованные нормативные требования к дозам, формам, срокам и способам их применения.

Основная задача биологического земледелия заключается в ак­тивизации биоты почвы, в пополнении ее органическим веществом и создании условий, благоприятных для почвообразовательного процесса. Освоение этого направления в земледелии базируется на совершенствовании структуры посевных площадей, использова­нии плодосменных севооборотов или севооборотов с высоким удельным весом многолетних трав, бобовых культур, где в макси­мальной степени применяются сидераты, органические удобрения, растительные остатки. В биологическом земледелии сводится к минимуму отвальная обработка почвы, сокращаются нулевые и минимальные обработки, так как это приводит к росту использо­вания пестицидов. В большей мере здесь применяются безотваль­ные плуги, плоскорезы, а также чизельные и дисковые орудия. На фоне данных обработок наибольшее распространение должны по­лучать биологические, фитоценотические и экологические меры борьбы с сорняками, вредителями и болезнями.

Повышение биологической активности почвы в альтернатив­ных (биологических) системах земледелия должно быть основано на сидерации паров, на применении компостов из органических удобрений, нейтрализующих излишнюю кислотность почвы, на оптимизацию водного, воздушного и пищевого режимов.

В современных интенсивных системах земледелия рекоменда­ции предусматривают применение высоких доз минеральных удобрений для восполнения выноса питательных веществ из поч­вы, обязательное использование пестицидов для борьбы с сорня­ками, вредителями и болезнями и, как следствие, чрезмерное уп­лотнение пахотного слоя машинами и орудиями в процессе вы­полнения множества технологических операций. Это приводит к угнетению биоты почвы, нарушается санитарно-гигиеническая обстановка на поле, в окружающей среде и в целом загрязняется весь агроландшафт.

Как отмечают В.Г. Минеев и др. (1995), при биологическом земледелии важно не применение минеральных удобрений, а под­держание почвы в жизнеспособном, биологически активном со­стоянии. При этом пополнение биогенных элементов в почве предполагается за счет внесения органических удобрений, моби­лизации их из труднорастворимых минералов, а также за счет сим-биотической и ассоциативной азотофиксации бактерий. Поэтому основное внимание при биологическом земледелии уделяют прие­мам активизации деятельности микрофауны почвы, которая обес­печивает культурные растения элементами минерального питания за счет переработки растительных остатков, органических удобре­ний и гумуса почвы с одной стороны, мобилизации их из минера­лов почвы, составляющих ее потенциальные резервы, - с другой.

Биологическое земледелие в своей основе должно стремиться к задачам получения программированных урожаев как высшей фор­ме взаимодействия агроценоза, созданного в результате антропо­генной деятельности, с ресурсами климата данной природной зо­ны. Поэтому биологическое земледелие следует рассматривать с точки зрения выполнения главной цели, стоящей перед сельским хозяйством, а именно: получение экологически чистой продукции в необходимом количестве с наименьшими затратами труда и средств.

Программированное возделывание сельскохозяйственных куль­тур ставит целью осуществление в заданной последовательности надлежащего комплекса агроприемов, необходимых для достиже­ния на каждой стадии формирования урожая заранее предусмот ренных программой качественных и количественных показателей роста, развития и продуктивности растений. Современное поле любой возделываемой культуры представляет собой сложную многогранную систему, включающую многочисленные биологи­ческие процессы и весьма разнообразные воздействия внешних факторов. Отличительной особенностью каждой такой биологиче­ской системы является ее функционирование по определенным законам и принципам, из которых непременным и важнейшим все­гда является принцип оптимальности функционирования (А.А. Климов и др., 1971).

Урожайность по определению И.С. Шатилова (1975) - инте­гральная величина. Она определяется не только биологическими особенностями культуры, но и условиями выращивания. При про­граммировании необходимо учитывать и правильно применять основные законы земледелия и растениеводства и в первую оче­редь - закона равнозначности и незаменимости факторов жизни растений, ограничивающего фактора, находящегося в минимуме, законов оптимума и возврата, плодосмена и физиологических ча­сов, регуляторной системы.

Растения в ходе своего роста и развития неадекватно реагируют на изменяющиеся те или иные факторы внешней среды, то уско­ряя, то замедляя процессы, происходящие в них при накоплении биомассы. В ранних работах А.Г. Лорха (1937, 1938) было отмече­но, что в практике наблюдается неравномерный рост урожая, и задержки зависят от неблагоприятного сочетания так называемых факторов жизни: влаги, температуры воздуха, света и минераль­ных веществ. Высший урожай дают те растения, у которых было меньше всего задержек в росте или «простоев». Поэтому прихо­дится все время следить за ходом развития растений, устраняя препятствия, мешающие растению давать наивысшие приросты урожая.

Проводя опыты по изучению действий удобрений, как основы получения планируемых урожаев, З.И. Журбицкий (1958) отмечал, что недостаток какого-нибудь фактора роста, хотя бы временный, приостанавливает рост растений и не позволяет получить полный эффект от удобрений. Снижение прибавок урожая, по сравнению с расчетными, заставляет обращать внимание на другие факторы рос­та, чтобы устранить причины, уменьшающие эффект от удобрений.

В последующем, по мере накопления эмпирических данных о динамике формирования урожая в различных эколого-географических условиях, технического совершенствования базы научных учреждений страны, стало возможным на качественно новом уровне решать проблему получения программированных урожаев сельскохозяйственных культур. Суть проблемы состоит в том, что она отражает закономерный процесс логического разви­тия учения об урожае как сложной функции многих процессов и факторов, определяющих его количественные и качественные ха­рактеристики.

А.А. Климов, Г.Е. Листопад, Г.П. Устенко, А.Ф. Иванов (1971, 1975, 1976) считают, что только с помощью метода оптимального программирования, как более высокого этапа развития агробиоло­гии, можно достигнуть правильного и рационального синтеза мно­гочисленных факторов агрофитоценоза для направления развития его по нужному для нас пути, приводящему к наилучшим результа­там и правильному функционированию этой сложной производи­тельной фотосинтезирующей системы. Получение заданного уро­жая требует учета сложных объективных биологических и других законов природы и прежде всего закономерностей фотосинтетиче­ской деятельности растений в посевах и построения биолого-математической модели оптимальной фотосинтетической продук­тивности агрофитоэкоценоза. Основывается она на учете требова­ний законов наследственности, роста, развития, жизнедеятельности культурных и других видов растений, животных, микроорганизмов, построении ряда частных биологических моделей с последующим созданием на их основе синтезированной общей модели. Помимо биологических и генетических особенностей растений в модели должны быть учтены динамика показателей агроклиматических ресурсов, соблюдены требования законов земледелия, обеспечен­ности технологического процесса рабочей силой, средствами ме­ханизации, энергетическими и материальными ресурсами.

Анализ достаточно большого числа факторов позволяет всесто­ронне подойти к вопросу оптимизации жизнедеятельности расте­ний. Задача разработки программы, по мнению И.П. Кружилина (1987), сводится к тому, чтобы на запланированную урожайность определить строго нормированную подачу регулируемых факто­ров, которые обеспечат получение расчетной урожайности при расширенном (бездефицитном) балансе гумуса и элементов мине­рального питания без загрязнения окружающей среды. Это предо­пределяет необходимость дифференцированного подхода в выборе средств и норм внесения регулируемых факторов.

И.С. Шатиловым (1975) сформулированы основные десять принципов программирования урожая, включая определение гид­ротермического показателя продуктивности природной зоны, при­хода ФАР и КПД ее использования, создание условий для реали­зации потенциала продуктивности районированных сортов и гиб­ридов, формирование соответствующего уровня фотосинтетиче­ского потенциала, строгое соблюдение основных законов земледе­лия и растениеводства, разработку системы удобрения под запла­нированную урожайность и комплекса агротехнических мероприя­тий исходя из потребности культуры, при орошении - обеспечение потребности в воде в оптимальном количестве, исключение отри­цательного влияния болезней и вредителей на рост и развитие рас­тений, наличие соответствующих экспериментальных данных и широкого использования математического аппарата, который по­зволит наиболее точно определить оптимальный вариант комплек­са мероприятий.

Поступление света, тепла, влаги и других факторов внешней среды, как правило, не оптимизировано по удовлетворению по­требности в них агрофитоценозов. Каждый из них в конкретной природной зоне имеет свои ограничения. Поэтому Х.Г. Тооминг (1977) считает необходимым различать уровень потенциального урожая, определяемого приходом на посевы ФАР, и действительно возможного урожая, ограниченного по одному из факторов, нахо­дящемуся в минимуме.

По мере оптимизации водного режима и сближения уровня фактического водопотребления с испаряемостью, при условии полного обеспечения растений другими факторами роста и разви­тия растений, величины действительно возможного и потенциаль­ного урожая выравниваются (X. Молдау и др., 1963).

Качественно новый подход к возможности выращивания пла­нируемых урожаев предложен учеными Волгоградского СХИ, где оптимальное программирование урожая рассматривается, прежде всего, как особое упорядочение организации агрофитоценоза для достижения максимальной его продуктивности. Оно включает в себя предварительный расчет величины формируемого урожая по заранее составленной программе с учетом физико-географических, почвенно-климатических, экономических условий зоны и биоло­гических особенностей культивируемых растений. При этом дос­тижение максимального урожая высокого качества и низкой себе­стоимости должно обеспечиваться при минимальных затратах труда, времени, материально-технических, энергетических и дру­гих ресурсов. Основывается разработка модели на применении метода математического планирования многофакторных полевых экспериментов, способствующих получению объективной инфор­мации и установлению закономерностей взаимодействия основ­ных факторов формирования урожая. Математическое моделиро­вание и разработка машинных программ для программирования технологических агрокомплексов с составлением сетевых графи­ков возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте находят практическое применение в производственных условиях и показывают высокую точность расчетов по программированию урожая (А.Ф. Иванов, А.А. Климов, Г.Е. Листопад, Г.П. Устенко, 1975).

Программирование урожаев не исключает возможности сниже­ния объемов внесения минеральных удобрений при условии заме­ны их органическими удобрениями и использовании сидератов, важно не допустить создания дефицита питательных веществ в почве и не снизить биологическую активность микрофлоры.

К основным принципам биологического земледелия В.Г. Минеев и др. (1993) относят:

1. Правильную организацию накопления, хранения и исполь­зования органических удобрений путем оптимального сочетания отраслей растениеводства. Основные источники органического вещества - навоз, компосты, сидераты.

2. Обеспечение культурных растений азотным питанием за счет не минеральных азотных удобрений, а максимального ис­пользования биологического азота - симбиотической, ассоциатив­ной азотофиксации, а также фиксации молекулярного азота атмо­сферы свободно живущими микроорганизмами. Для этого необхо­димо изменить структурность почвы, улучшить ее агрофизические свойства, снизить затраты на использование энергоемкой техники.

3. Воспроизводство плодородия почвы, улучшение ее агрофизи­ческих и биологических свойств на основе научно-обоснованного севооборота. Именно севообороту при биологическом земледелии уделяется особое внимание. Не допускается частая повторяемость культур в севообороте и тем более монокультура.

4. При биологическом земледелии допускается только поверх­ностная обработка почвы без оборота пласта. Поверхностная за­делка навоза и растительных остатков в верхние слои почвы при­водит к повышению биологической активности почвы, быстрой минерализации органических веществ.

5. Максимальное использование биологического азота в агро-ценозе, активизация путей фиксации азота атмосферы бобовыми растениями, а также свободно живущими микроорганизмами. В биологическом земледелии отмечается более высокая биомасса микроорганизмов и повышенная биологическая активность.

6. Получение продукции, не загрязненной пестицидами, высо­кого качества, пригодной для диетического питания и более дли­тельного хранения.

7. Снижение энергоемкости сельскохозяйственного производ­ства, использование энергосберегающих технологий. Уменьшение энергозатрат связывается с использованием биологических средств и методов активизации процессов в почве и растениях, подбором научно-обоснованных, менее энергоемких, но наиболее эффективных агротехнических приемов.

8. Необходимо контролировать состояние баланса питательных элементов в системе почва-растение, добиваясь оптимального их количества и соотношения.

В биологическом земледелии урожайность сельскохозяйствен­ных культур определяется не одним только фактором жизни рас­тений, хотя он может быть и очень важным, а совокупным дейст­вием множества факторов. Только тогда повышение продуктивно­сти растений происходит в результате значительного улучшения водного, воздушного и пищевого режимов и, как следствие, уси­ления важнейших физиологических процессов и интенсивности обмена веществ. В.Р.Вильямс (1948) отмечал, что из закона равно­значности элементов совершенно определенно следует, что расте­ние может развивать полную работу, может дать максимальный эффект только в том случае, если все земные условия его жизни (влага, пища) беспрерывно притекают в наибольшем количестве, -в том числе, которое нужно для того, чтобы усвоить весь налич­ный приток солнечного тепла и света.

К наиболее важным факторам жизни растений многие исследо­ватели относят водный режим почвы. У бобовых растений сниже­ние влажности почвы, как правило, приводит к ухудшению азотофиксирующей способности. По данным B.C. Снегового, В.М. Ба­жова (1989), на орошаемых землях в верхнем по­луметровом слое количество клубеньков на одно растение дости­гало 45, на контроле (без полива) - 19. При этом основная масса клубеньков (более 83%) находилась в слое 0-20 см. В опытах Медведева Г.А.,Чурзина В.Н., Дроновой Т.Н. (1980-1989) азотофиксирующая способность корней люцерны заметно снижалась по мере увеличения дефицита влаги в почве. Угнетающее влияние водного стресса на азотофиксирующую способность клубеньков оказалось значительно более выраженным, чем на фотосинтетическую ак­тивность растений.

По мнению М.Н. Багрова, И.П. Кружилина (1980), процесс транспирации протекает нормально только в том случае, если по­ступление воды к корням будет бесперебойным и в нужном коли­честве, что обуславливается высокой подвижностью воды в почве. Несоответствие между поступлением воды в корневую систему и транспирацией нарушает нормальное оводнение растительного организма и приводит к депрессии фотосинтеза.

Растения в процессе своего роста и развития требуют различное количество воды, как по объему его потребления, так и по степени оптимальной для культуры влажности почвы, отражая в характере водопотребления свои биологические особенности. Дифференци­рованный подход к подбору культур по водотребовательности и отзывчивости на орошение позволяет более эффективно использо­вать их потенциал продуктивности при улучшении водного режи­ма почвы. У многолетних трав Н.С. Петинов (1978), на основе ана­лиза всего диапазона колебаний показателей водного режима (со­держание общей, свободной, связанной воды, водоудерживающей способности, интенсивности транспирации, водного дефицита), выделяет три группы растений. Первая группа - растения с узким диапазоном изменчивости водного режима. Вторая группа – самая многочисленная, представлена преимущественно типичными лу­говыми травами - характеризуется достаточно широким размахом изменчивости водного режима, Она распространена на местооби­таниях с повышенным увлажнением почвы. Третья группа - виды с наибольшей изменчивостью водного режима, и такие растения имеют самые низкие показатели.

По требовательности к водному режиму А.В. Андреев (1974) разделяет бобовые и злаковые многолетние травы на две группы: мезофиты и ксерофиты. Первые обычно хорошо реагируют на до­полнительное увлажнение почвы, вторые засухоустойчивы и жа­ростойкие, но слабо или отрицательно реагируют на систематиче­ское повышение увлажнения. К мезофитным растениям относятся: из бобовых - люцерна и клевер, из злаковых - кострец безостый, овсяница луговая, ежа сборная, тимофеевка луговая, райграс паст­бищный и др. К ксерофитам из бобовых относятся эспарцет и дон­ник, из злаковых - житняки, волоснецы, пырей сизый бескорне­вищный, регнерия волокнистая.

В орошаемом земледелии водный режим почвы и растения мо­жет быть полностью регулируемым, и это накладывает свои осо­бенности на основные принципы формирования и сохранения агроценозов.

Оптимизация условий водоснабжения, минерального питания ведет, прежде всего, к усилению ростовых процессов растений, к увеличению в посевах суммарных размеров главного питающего аппарата - площади листьев, увеличению оптической и геометри­ческой плотности посевов, более полному использованию ими приходящей энергии солнечного света и углекислого газа из воз­духа. Это является одним из важнейших положительных условий увеличения урожаев (А.А. Ничипорович, 1976).

А.П. Джулай (1976) отмечает, что при влажности почвы 75-95% ППВ вода сама передвигается и подходит к корням. В этом случае они развиваются неинтенсивно, энергетический материал расходу­ется в основном на рост и развитие надземной части растений.

По мнению И.П. Кружилина (1976), составление программы действий для оптимизации внешних условий путем регулируемого воздействия на количественные и качественные показатели управ­ляемых факторов жизни растений определяется биологической потребностью возделываемого сорта. Назначение поливов по за­ранее составленной программе позволяет оптимизировать условия роста и развития растений и способствует проявлению максималь­ной их продуктивности при минимальных затратах труда и средств и возможности уверенно управлять процессом формирования урожая. Непременным условием получения программированных урожаев, как считают Б.Б. Шумаков, В.Д. Бердышев (1968), явля­ется оптимизация факторов внешней среды на протяжении всего периода вегетации растений. Это становится вполне реальным в условиях орошения, где представляется возможность изменять водный, а вместе с ним и пищевой режимы почв и тем самым реа­лизовать получение максимального урожая.

Взаимосвязь влагообеспеченности растений с физиологически­ми процессами, происходящими в клетках, достаточно тесная и может быть отнесена в условиях регулируемого водного режима в качестве основного принципа формирования и сохранения высо­копродуктивных агрофитоценозов. Это обстоятельство является той теоретической основой, обусловившей распространение в орошаемом земледелии методов назначения поливов по фазам раз­вития растений, морфологическим признакам и физиологическим показателям, включая сосущую силу, концентрацию клеточного сока, осмотическое давление, степень открытия устьиц и др.

Орошению в вопросах повышения продуктивности сельскохо­зяйственных культур отводится значительная роль. Оно способст­вует повышению влажности приземного слоя, создает соответст­вующие условия для нормальной микробиологической деятельно­сти, улучшает тепловой и питательный режимы почвы, повышает интенсивность фотосинтеза растений, и, как следствие, накопле­ние органических веществ.

По мнению Н.С. Петинова (1974), регулируя формы, соотноше­ния, дозы и сроки внесения удобрений на фоне правильного оро­шения можно значительно улучшить водный режим растений: усилить поглощение и передвижение воды вследствие повышения интенсивности дыхания корней, содержания в них углеводов и фосфорорганических соединений кислоторастворимых фракций -важнейшего звена энергетического обмена; повысить количество прочносвязанной воды и степень гидратации протоплазмы и хлоропластов, степень активности воды, характеризуемую более низ­кими величинами сосущей силы клеточного сока листьев.

Существует тесная связь между коэффициентом скрытой теп­лоты испарения и потребным количеством воды для получения соответствующего урожая. По имеющимся данным, у полевых растений на образование 1 кг органического вещества в процессе фотосинтеза затрачивается в зависимости от возделываемой куль­туры 3734...4570 ккал, а на испарение 1 кг воды требуется 586 ккал (М.К. Каюмов, 1975; Н.М. Вербицкая. 1975; X. Молдау и др., 1963).

По наблюдениям А.А.Ничипоровича (1961), очень частое раз­витие и работоспособность фотосинтетического аппарата растений ограничивает недостаточное водоснабжение. По его мнению, с улучшением условий возделывания уменьшается количество энер­гии, идущее на транспирацию, и увеличивается использование ее на фотосинтез. По приведенным им расчетам, при увеличении ко­эффициента использования энергии на фотосинтез до 6...8%, рас­ход воды на создание сухого вещества может быть снижен до 75... 100 м³/т вместо обычного для современных посевов 400...600 и выше. Как отмечают Б.А. Шумаков, К.С. Гарин (1962), на поле без растений до 80% падающей солнечной радиации поглощается почвой, вызывая ее нагревание и испарение влаги. С появлением всходов и образованием листьев энергия солнечной радиации на­чинает поглощаться растениями и достигает 55% к моменту, когда суммарная площадь листовой поверхности приближается к 30-40 тыс. м² на гектаре. В результате изменения водного и пищевого режима почвы в орошаемом земледелии можно за счет увеличения густоты насаждения растений получать большие урожаи.

В условиях регулируемого водного режима почвы при форми­ровании и сохранении высокопродуктивных агроценозов важная роль принадлежит орошению. Согласование поливного режима почвы с потребностью растений во влаге, в соответствии с их био­логическими особенностями, составляет одну из основных задач при создании агроценозов с высоким уровнем продуктивности при эффективном использовании почвенных и климатических ресур­сов природной зоны. Поэтому вполне правомерно можно отнести регулируемый водный режим при возделывании культуры на оро­шении к одному из важнейших принципов, положенных в основу формирования и сохранения высокопродуктивных агроценозов.

Вода является средой, где протекают все биологические процес­сы в надземной части растений и корневой системе. Главным усло­вием повышения эффективности использования оросительной воды является согласование водного режима с другими факторами жиз­недеятельности растений, что вытекает из закона равнозначных факторов и незаменимости одного другим. В орошаемом земледе­лии условия жизни растений поддаются искусственному регулиро­ванию в большей степени, чем в богарном. При орошении жизне­деятельность растений становится вполне управляемой, что позво­ляет с достаточной достоверностью программировать урожаи.

Продуктивность фитоценоза в определенной географической зоне настолько приближается к максимально возможной, насколь­ко полно элементы внешней среды удовлетворяют потребности растений. В этом плане оптимизация процессов водного питания растительного сообщества по существу сводится к тому, чтобы потребление воды корневыми системами растений соответствова­ло их потребности в ней.

Важной составной частью биологического земледелия является совершенствование структуры посевных площадей, предусматри­вающей увеличение поступления растительных остатков в пахот­ный и корнеобитаемой слой за счет введения в севообороты куль­тур с хорошо развитой корневой системой, перевод части низко­продуктивных пахотных земель из агроценоза в естественный биоценоз путем предварительного залужения их высокопродук­тивными, длительного срока использования, бобово-злаковыми смесями, увеличения в севооборотах доли бобовых однолетних культур, одновидовых бобовых и бобово-злаковых многолетних трав, в увлажненных зонах сокращение площади чистых паров и перевод их в занятые и сидеральные.

По приведенным М.И. Сидоровым, Н.Н. Зезюковым, В.В. Верзилиным, Л.П. Кузнецовым (1991) данным, наибольшая биологи­ческая активность почвы наблюдается в плодосменном севооборо­те. Так, нитрификационная способность у озимой пшеницы соста­вила в плодосменном севообороте 48,8 мг/кг, в зернопаропропашном - 39,9, по черному пару - 34,1, после гороха - 39,3, ячменя -20,8 и при бессменном возделывании - 22,3 мг/кг. Выделение С0₂ за 1 час соответственно было равно 232,5; 217,9; 194,1; 203,1; 163,9 и 142,6 мг/м². Целлюлозолитическая активность разложения льня­ного полотна максимальной была также в плодосменном севообо­роте и составила 12,8%, по зерновым предшественникам - 6,0-6,9, после гороха и в зернопаропропашном севообороте -10,5-10,7, по черному пару - 9,2%.

Приведенные данные свидетельствуют, что, наряду с плодос­менным чередованием культур, высокую биологическую актив­ность почвы обеспечивают также зернопаропропашные севообо­роты и однолетние бобовые культуры, в данном случае горох.

В.Г. Минеев и др. (1993) отмечают следующие преимущества плодосменных севооборотов:

1. Севооборот способствует более рациональному использова­нию эффективного и потенциального плодородия почв: культуры плодосмена имеют различный химический состав, а следователь­но, потребность их в количестве и соотношении питательных эле­ментов разная. Поэтому в севообороте можно подобрать лучшие предшественники для последующих культур.

2. Севооборот - важнейший биолого-экологический фактор. Он облегчает борьбу с вредителями, болезнями и сорняками. Чем более обосновано чередование культур в севообороте, тем выше фитосанитарный эффект. С точки зрения биологического земледе­лия нельзя не отметить исключительно благотворное влияние на почву бобовых, особенно многолетних, растений. Они улучшают азотное питание культур и азотный баланс почвы, способствуют более рациональному расходованию гумуса, повышают биологи­ческую активность почвы, ее фитосанитарное состояние.

3. Чередование культур в севообороте оказывает положительное влияние на агрофизические свойства почвы. Корневая система зла­ков улучшает ее структуру, обогащает верхние слои почвы органи­ческим веществом, в результате снижается ее плотность, усиливает­ся воздухо- и влагопроницаемость, повышается влагоемкость.

4. Севооборот - важное агротехническое мероприятие. При че­редовании зерновых культур сплошного сева с пропашными под­держивается структурное состояние почвы. В севообороте ведут систематическую борьбу с сорняками механическими, то есть эко­логически чистыми приемами. Освоенный научно-обоснованный севооборот позволяет проводить борьбу с сорняками практически без применения гербицидов. К тому же эффект от системы удоб­рения, обработки почвы, мероприятий по защите растений, вне­дрения высокопродуктивных сортов значительно возрастает, если их применяют в севообороте.

На высокую эффективность плодосменных севооборотов ука­зывают М.И. Сидоров и др. (1991), отмечая, что успешное возде­лывание растений в агроценозах возможно только в севообороте, основанном на плодосмене, когда чередуются культуры с высоким и низким содержанием азота в биомассе (горох-озимые, сахарная свекла-ячмень). Чередование культур на принципах плодосмена копирует природные условия, то есть агроценоз как бы приближа­ется к биоценозам.

Учитывая важную роль многолетних трав в системе мер по биологизации земледелия, необходимо подробнее остановиться на основных принципах формирования на богарных и орошаемых землях высокопродуктивных и долголетних агроценозов из много­летних трав.

Интенсивные формы хозяйствования и усиление антропогенно­го вмешательства в природную среду могут привести к наруше­нию экологического равновесия и снижению потенциального плодородия почвы. Поэтому роль многолетних трав, обеспечи­вающих определенную стабилизацию почвенного плодородия в условиях орошаемого земледелия, будет, безусловно, возрастать. Особое место отводится смесям многолетних трав как наиболее устойчивой форме существования агрофитоценоза, способного при изменении условий внешней среды сохранять длительное время высокую продуктивность. Как отмечает A.M. Гаврилов (1985), взаимоотношения растений в смешанных посевах могут быть самые разнообразные: от резкой конкуренции до взаимопо­мощи. С учетом этого можно выявить и подобрать культуры и сорта, наиболее полно использующие площади совместного оби­тания и вегетационное время. В таких агрофитоценозах растения образуют несколько ярусов, листья их находятся в наиболее вы­годном положении, что способствует эффективному использова­нию солнечной энергии для формирования урожая.

Как отмечает Л.Н. Алексеенко (1981), для луговых фитоценозов характерны ярко выраженная сезонная динамика и разногодичная изменчивость, в значительной степени зависящая от климатиче­ских факторов, и анализ этих изменений позволяет обосновать эф­фективность тех или иных агротехнических приемов в системе рационального использования лугов и пастбищ.

Преимущества смесей многолетних трав, в сравнении с чисты­ми посевами их, обуславливаются различиями морфологических и биологических свойств бобовых и злаковых компонентов. При со­вместном посеве бобовых и злаковых трав более полно использу­ется плодородие различных слоев почвы за счет ярусного распре­деления корневой системы и избирательного поглощения биоло­гического и минерального азота, доступных и труднодоступных соединений фосфора и калия (Н.М. Савельев, 1951).

В.Р. Вильяме (1948) отмечал, что ни один злак и ни одно бобо­вое растение не могут придать почве прочной комковатой струк­туры. Многолетние злаки, наряду с формированием большой мас­сы органического вещества, образуют много аммиачных солей, которые не обеспечивают перегною прочность структуры. Бобо­вые растения позволяют значительную массу органического веще­ства, накопленного многолетним злаком, превратить в деятельный перегной.

При составлении травосмесей нужно учитывать требования трав к условиям среды (водно-воздушному, пищевому, тепловому, световому режимам, метеорологическим условиям и реакции поч­вы); биологическим особенностям видов (долголетие, способ во­зобновления и размножения, тип кущения, рост, отрастание, сроки цветения, рослость); хозяйственным качествам (возможный уро­вень продуктивности по годам жизни, питательную ценность, поедаемость), устойчивость против болезней и вредителей, агроэко-номическое воздействие на почву (В.А. Тюльдюков, 1988).

Особенно тщательный подбор компонентов для травосмесей должен быть для районов с морозными, но малоснежными или бесснежными зимами, как это часто бывает в Сибири, где при вы­ращивании бобовых в смеси с зимостойкими злаковыми травами нередко получают более высокие, а главное - более устойчивые по годам урожаи зеленой массы.

Немаловажным является то обстоятельство, что травосмесь, со­стоящая из злаковых и бобовых культур, при использовании на сено лучше сохраняет при сушке наиболее ценные в кормовом от­ношении части растений: цветки, бутоны, листья. Сено таких тра­востоев часто бывает более высокого качества. При подборе трав в состав травосмесей необходимо учитывать, что большинство злаковых трав более долговечны, чем многолет­ние бобовые травы. Злаковые компоненты бобово-злаковых тра­востоев, даже при орошении, в большинстве случаев менее уро­жайны, чем бобовые. Однако их включают в травосмеси для обес­печения более устойчивых урожаев по годам пользования, созда­ния разнообразия корма и в какой-то мере для формирования прочной дернины и оструктуривания почвы. В последние годы все заметнее тенденция отказа от сложных травосмесей, так как мно­гие компоненты, усложняя травосмесь, не играют значительной роли в увеличении продуктивности травостоев. Исследованиями В.А. Тюльдюкова (1988) установлена целесообразность использо­вания на орошаемых землях простых двучленных травосмесей из одного верхового злака и одного бобового компонента. Наиболее продуктивной оказалась в опытах смесь из люцерны синей и кост­реца безостого.

Для получения высоких урожаев зеленой массы и сена много­летних трав в смешанных посевах надо подбирать компоненты с учетом долголетия культуры, продуктивности и назначения посева с таким расчетом, чтобы они, как считает П.Л. Гончаров (1965), не угнетали, а дополняли друг друга.

Высев смеси злаковых и бобовых трав для почвозащитных про-тивоэрозионных целей определяется тем, что они образуют более плотную и прочную дернину, чем одни злаковые или бобовые тра­вы. Следует иметь в виду, что в злаковых травах при выращивании их в смеси с бобовыми, благодаря лучшему снабжению азотом, несколько больше содержится протеина (МИ. Тарковский и др., 1974).

На естественных кормовых угодьях в зависимости от экологи­ческих условий природных зон сформировались различные по флористической насыщенности агрофитоценозы. Как правило, в условиях изменяющегося по годам и в течение сезона водного ре­жима почв при экстенсивном использовании природных лугов происходит усложнение флористического состава агрофитоценоза за счет внедрения низкопродуктивного разнотравья. Поэтому аг­рофитоценозы, сформированные из сеяных многолетних трав по­сле коренного улучшения, по своей продуктивности значительно превосходят естественные травостои. Подбор видов и сортов мно­голетних трав в состав травосмесей определяется особенностями почвенных и климатических условий природной зоны, характером использования травостоя, технологией возделывания и планируе­мым урожаем. В условиях Оренбургской области эффективным приемом улучшения пойменных остепненных лугов является по­сев смеси, состоящей из люцерны, эспарцета и костреца по оборо­ту пласта.

На пойменных землях Томской области наиболее урожайными были злаковые смеси костреца, овсяницы и тимофеевки. Включе­ние в эту смесь клевера или люцерны не обеспечивало повышения урожайности. По наблюдениям П.Г. Казанцева (1985), на третий год бобовые полностью выпадали из травостоя.