Шрифт:
Закладка:
Экологическое значение безотвальной обработки почвы просматривается и в снижении выноса с сельскохозяйственных территорий биогенных элементов, вызывающих эвтрофирование водоемов. По обобщенным данным, вынос с поверхностным стоком минеральных элементов с зяби в 3—4 раза больше, чем с участков, на которых применялась безотвальная обработка [378].
6.5. Севооборот и его значение в эколого–биосферном земледелии
Исторический анализ использования различных севооборотов показывает, что к концу XIX в. ввиду расширения потребности в различных культурах, используемых как на продовольственные, кормовые, так и технические цели в земледелии получили распространение плодосменные севообороты. Они позволяли выращивать сельскохозяйственные растения с минимальным отрицательным воздействием на плодородие почвы. По мере увеличения объемов производства и применения средств химизации, а также специализации и концентрации сельского хозяйства севообороты претерпели существенные изменения. Они стали максимально насыщаться культурами, пользующимися наибольшим спросом. Некоторые хозяйства вообще перешли к монокультуре. Но бессменное и повторное выращивание сельскохозяйственных культур становится причиной возникновения многих проблем [57]. Одной из них является распространение заболеваний (табл. 60). По сведениям В. А. Чулкиной, при выращивании зерновых культур в течение одного года поражение растений корневыми гнилями составило 8%, в течение 2—4 лет — 23, 4—5 лет — 75% [574].
Распространение корневых гнилей в севооборотах с большим насыщением зерновыми культурами выявлено во всех регионах страны. Вышеприведенные данные получены на Урале. В Сибири насыщение севооборота зерновыми культурами до 75% повышало численность патогена в почве в 2—3 раза, а распространение болезни — в 1,3 раза [574].
Усиление поражения зерновых культур корневыми гнилями при упрощении севооборотов происходит в результате нарушения структуры почвенного микроценоза. В нем происходит сильная перестройка бактериальных комплексов, ведущая к активизации возбудителей болезни (табл. 60).
Уменьшение численности отдельных видов бактерий при бессменном выращивании сельскохозяйственных культур отмечено и в других исследованиях [56, 57, 58, 521]. После 18-летнего бессменного выращивания пшеницы присутствие в почве высокоактивных бактерий рода Arthrobacter снижалось с 54 до 26%, а бактерий с высокой ферментативной активностью — с 68—72 до 41—48%. В отдельных случаях количество микроорганизмов при монокультуре, по сравнению с севооборотом, может уменьшаться в 200 раз [50].
Таблица 60 Пораженность пшеницы корневыми гнилями в зависимости от ее удельного веса в севообороте [272]
Бессменное выращивание сельскохозяйственных культур способствует размножению в почве микроорганизмов, оказывающих вредное воздействие на растения. При монокультуре люпина доля фитотоксичных актиномицетов достигает 42,8—80,0%, в то время как при размещении его в севообороте она составляет только 16,4—24,1%. При бессменном выращивании люпина в почве в 3—4 раза увеличивается численность фитотоксичных грибов [242]. Под озимой пшеницей, размещенной в севообороте, доля фитотоксичных грибов от их общего количества равнялась 20%, а под бессменными посевами — 41% [377]. Следовательно, повторные посевы, а тем более монокультура, изменяя состав микрофлоры, так же как и средства химизации, являются столь же мощным экологическим фактором, влияющим на направленность почвенных микробиологических превращений. По этому поводу О. А. Берестецкий отмечал, что монокультура оказывает специфическое влияние на качественное разнообразие микрофлоры. В этом случае в почву на протяжении ряда лет поступает однородный растительный материал. В ней сокращается разнообразие активно метаболирующих форм микроорганизмов, обедняется и перестраивается видовой состав бактерий грибов и актиномицетов. В бессменных посевах в неблагоприятную сторону для развития растений изменяются и свойства микробных сообществ (табл. 61). В индустриально технологических системах земледелия эти недостатки компенсировались, но не устранялись применением средств химизации.
Наиболее типичным и известным примером недооценки значения севооборота служит выращивание сахарной свеклы в Центрально–Черноземной зоне и хлопка в Средней Азии. Возникающие при этом проблемы (ухудшение плодородия почвы, распространение вредителей, болезней и сорняков) решались обычным способом — внесением все возрастающих доз минеральных удобрений и применением постоянно расширяющегося спектра пестицидов. В результате состояние окружающей среды в этих регионах достигло критического уровня [467].
Таблица 61 Особенности бактериальных комплексов в почве под ячменем при бессменном выращивании в севообороте, % к общему количеству бактерий в почве [109]
В эколого–биосферном земледелии упрощение севооборотов, а тем более недооценка их значения недопустимы. Это просто не позволит полностью раскрыть его потенциал. В природоохранном земледелии севооборот должен обеспечивать максимально возможную продуктивность, определяемую с учетом соблюдения экологических требований: полное использование питательных веществ, содержащихся во всех почвенных горизонтах; улучшение физико–химических и, что очень важно, биологических свойств почвы; активизацию почвообразовательного процесса; защиту почв от водной и ветровой эрозии; предотвращение выноса биофилов из агроландшафта, а также развитие и распространение сорняков, вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур.
Для выполнения этих требований необходимо прежде всего расширить видовой состав культур, включаемых в севооборот. Очевидность этого давно уже является земледельческим каноном. Но он так глубоко забыт, что в 90‑х гг. XX столетия потребовались дополнительные наблюдения, подтверждающие его незыблемость (табл. 62).
Приведенные данные показывают, что рост численности фитотоксичных видов микроорганизмов сопровождается увеличением токсичности почвы. Это может быть причиной ухудшения прорастания семян, задержки роста и развития растений и снижения их продуктивности, о чем свидетельствуют результаты наблюдений. Поэтому доля зерновых и овощных культур в структуре посевных площадей, с фитопатологической точки зрения, не должна превышать 50, сахарной свеклы — 27— 33, подсолнечника (на семена) — 10—15% [574]. Осторожно следует относиться и к насыщению севооборотов зернобобовыми. Их участие не должно превышать 25—30% [219].
Таблица 62 Некоторые показатели состояния почвенной среды и продуктивность севооборотов с различным соотношением культур [315]
В эколого–биосферном земледелии должны использоваться севообороты, в состав которых включены растения, различающиеся по своим морфобиологическим характеристикам. Этому требованию в большей мере соответствуют плодосменные севообороты. На необходимость их использования обращает внимание и Е. К. Саранин [487]. Для поддерживания плодородия почвы он также рекомендует при составлении севооборотов включать многолетние травы, бобовые и сидеральные культуры, шире использовать внесение органических удобрений. С его предложениями нельзя не согласиться. Но при этом следует добавить, что чередование растений должно учитывать их различную потребность в элементах минерального питания и устойчивость к эрозии и к сорнякам. Кроме того, предпочтение следует отдавать культурам, которые не требуют многократной обработки почвы. Необходимость соблюдения этого положения вызвана тем, что интенсивное механическое
