Home » Земледелие » Почвозащитные севообороты

Почвозащитные севообороты

В современных агроландшафтных системах земледелия к севообороту предъявляется требование обеспечения почвозащитной и природоохранной функций, особенно на землях, подверженных риску водной или ветровой эрозии.

Почвозащитные севообороты — севообороты, направленные на защиту почв от водной эрозии на склонах более 5°, где смыв почвы может достигать 15 т/га в год, и ветровой эрозии, например в открытой степи, где скорость ветра около поверхности более 3-4 м/с.

В основе почвозащитных севооборотов заложено свойство некоторых сельскохозяйственных культур защищать почву от эрозии, в сочетании со специальными приемами обработки почвы и размещения культур.

Почвозащитные свойства культур

Различные сельскохозяйственные культуры обладают разной почвозащитной функцией, зависящей от плотности травостоя, мощности развития растений, количества растительных остатков, оставляемых на поверхности поля, длительности пребывания на поле, технологии возделывания и влияния культур на структуру почвы.

Многолетние травы обладают наибольшей почвозащитной способностью. Покрывая почву в течение всего года, они надежно защищают её от эрозии, хотя плотность травостоя в осенний, зимний и весенний периоды снижается. Используют её преимущественно на сено и зеленый корм.

Однолетние культуры сплошного посеве, например, зерновые и кормовые, проявляют также способность к защите почв, хотя и меньше, чем многолетние травы, укрывая почву на протяжении 9-11 месяцев в году с максимум травостоя в мае-июле. Дополнением к ним являются пожнивные, поукосные и подсевные культуры, для того чтобы не оставлять почву открытой после уборки основной культуры. Яровые зерновые укрывают почву только в течение 3 месяцев лета, а пропашные — 1-1,5 месяца.

При риске эрозии избегают возделывания пропашных культур, которые разрыхляют и распыляют почву.

Эффективность защиты почв зависит от массы корней растений и их распределения по профилю почвы. Мощная корневая система многолетних трав надежно сцепляет почву в верхних слоях, благодаря чему проявляются их почвозащитные свойства.

Масса корневой системы многолетних трав может достигать 50-60% массы надземной части. Озимые зерновые и кукуруза наращивают массу корневой системы до 40% от массы надземной части, яровые зерновые — 28-30%, лен-долгунец, картофель, корнеплоды — 18-20%.

По почвозащитной способности сельскохозяйственные культуры можно разделить на три группы:

  1. с высокой почвозащитной способностью — многолетние травы, озимые зерновые (последние, иногда относят к группе со средней почвозащитной способностью);
  2. со средней почвозащитной способностью — однолетние травы, яровые зерновые;
  3. со слабой почвозащитной способностью — пропашные, технические, овощные культуры, чистые пары и плодовые насаждения.

Приведенная оценка позволяет определить состав и структуру посевных площадей почвозащитных севооборотов.

Если принять за единицу уровень полной защиты почвы от эрозии, то почвозащитная способность культур распределяется следующим образом:

  • многолетние травы — 0,91-0,98,
  • однолетние травы — 0,65,
  • зерновые сплошного посева — 0,50-0,65,
  • картофель и подсолнечник — 0,25,
  • сахарная свекла и кукуруза — 0,15,
  • чистый пар — 0.

Построение почвозащитных севооборотов

Соотношение в структуре посевных площадей севооборота пропашных культур сплошного посева и многолетних трав в зависимости от уклона склона определяют с учетом их почвозащитной роли.

Основные принципы проектирования, введения и освоения почвозащитных севооборотов:

  • детальный учет и анализ агрономических особенностей эродированных земель;
  • выбор культур, обеспечивающих наибольший почвозащитный и экономический эффект;
  • нарезка полей и рабочих участков должна соответствовать техническим возможностям при возделывании культур;
  • учет плодосменности, совместимости и самосовместимости, уплотненности и противоэрозионной устойчивости культур;
  • биологическая и экономическая целесообразность.

При наличии в хозяйстве равнинных территорий и пологих склонов с небольшим уклоном и территорий, подверженных риску эрозии, целесообразно на первых вводить полевые, специальные и прифермские севообороты с максимальным насыщением пропашными культурами, тогда как на крутых склонах и эродированных почвах — севообороты, в которых преобладают культуры сплошного сева. На очень крутых склонах вводят севообороты с многолетними травами и однолетними культурами сплошного посева.

Важным приемом повышения почвозащитной роли севооборотов является полосное размещение культур, представляющее собой чередование полос культур с различной почвозащитной способности. Данный прием позволяет сократить проявление эрозионных процессов, исключить обработку почв вдоль склона и создать условия для эффективного использования почвенного плодородия.

Ширина полос имеет важное значение при определении противоэрозионной эффективности: чем шире обрабатываемая полоса, тем меньше противоэрозионный эффект. Однако узкие полосы осложняют проведение полевых работ с использованием техники.

На полях, подверженных водной эрозии, ширину полос определяют в зависимости от крутизны склона и возможного чередования культур.

Таблица. Изменение ширины полос в зависимости от крутизны склонов (по Заславскому и Каштанову, 1986)

Крутизна склона, град.
Рекомендуемая ширина полос, м
чередование многолетних трав с однолетними культурами
чередование однолетних культур с пропашными
1-3
100-80
80-60
3-5
80-60
60-40
5-8
60-40
40-20
8-10
40-20
20-10
10-12
20-10
20-10

Полосное размещение культур и чистых паров применяют также на землях, подверженных ветровой эрозии. Для легких почв рекомендуют чередование зерновых культур и чистого пара с многолетними травами равными по ширине полосами в 50-100 м (до 200 м): 1 — пар чистый, 2-3 — пшеница, 4-8 — многолетние травы 1-5-го года пользования, 9 — пшеница, 10 — пшеница или фуражные. Полосы размещают под прямым углом к направлению господствующих ветров.

Для борьбы с ветровой эрозией и большего накопления снега в степных районах Сибири, помимо безотвальной обработки, оставляют на зяби стерневые кулисы с более высоким срезом или высевают кулисы из подсолнечника и горчицы. Согласно данным опытных учреждений Северного Казахстана, кулисный пар накапливает в 2-3 раза больше снега при повышении урожайности на 0,4-0,7 т/га.

В степной части Северного Кавказа для борьбы с ветровой эрозией чистые пары заменяют занятыми кукурузой с междурядьями до 210 см. Такие пары защищает посевы озимой пшеницы.

При определении ширины полос учитывают гранулометрический состав почвы, комковатость, то есть содержание фракций более 1 мм в верхнем слое в эрозионно опасный период, среднюю высоту стерни или травы, среднюю скорость ветра во время пыльных бурь, ориентацию размещения полос.

Преимуществом полосного размещения культур является их экономичность, оно не требует больших капитальных затрат.

При построении севооборотов, направленных на защиты от водной эрозии, придерживаются следующего принципа: на равнинных почвах и пологих склонах размещают севообороты с насыщением пропашными культурами, на склонах повышенной крутизны — севообороты с насыщением культурами сплошного посева. На крутых и смытых склонах вводят севообороты, насыщенные до 75% и более многолетними травами.

Таблица. Соотношение в севообороте посевных площадей (%) различных по почвозащитной способности культур в зависимости от крутизны склона

Крутизна склона, град
Пропашные культуры
Однолетние культуры сплошного посева
Многолетние травы
До 1
75
25
-
1-5
50
50
-
5-8
25
50
25
8-12
-
50
50
12
-
25
75

Почвозащитную роль севооборотов на склоновых землях значительно увеличивается при введении промежуточных культур.

Примеры почвозащитных севооборотов

В почвозащитных севооборотах преобладают многолетние травы и однолетние культуры сплошного посева: 1-4 — многолетние травы 1-4-го года пользования, 5 — яровая пшеница, 6 — овес с подсевом многолетних трав. При этом многолетние травы представляют  сложные травосмеси, состоящие из 2-3 бобовых и 2-3 злаковых компонентов.

В европейской части России на склоновых землях с углом более 5° для защиты от водной эрозии рекомендуются травопольные и травянозерновые севообороты:

  1. для Нечерноземной зоны: 1-4 — многолетние травы, 5 — озимая рожь, 6 — однолетние травы с подсевом многолетних трав;
  2. для лесостепной зоны: 1-3 — многолетние травы, 4 — озимая пшеница, 5 — кукуруза (полосами), 6 — зернобобовые, 7 — озимые с подсевом многолетних трав.
  3. Для степной зоны: 1-4 — люцерна, эспарцет, 5 — озимые + пожнивные, 6 — кукуруза (полосами), 7 — яровые зерновые с подсевом люцерны и эспарцета.

На склонах от 5 до 7° вводятся почвозащитные севообороты: 1-4 — многолетние травы; 5 — яровая пшеница; 6 — яровая пшеница; 7 — зернофуражные; 8 — однолетние травы с подсевом многолетних трав.

На склонах от 1 до 5° вводят севообороты с занятым паром: 1 — пар занятый; 2 — яровая пшеница; 3 — горох; 4 — яровая пшеница; 5 — овес с подсевом донника.

В условиях риска водной эрозии почв на склонах с углом более 7° проводят залужение злаково-бобовыми смесями многолетних трав, например, костер безостый с люцерной. 

В условиях ветровой эрозии рекомендуются трехпольные кормовые севообороты: 1 — донник; 2 — яровая пшеница; 3 — зернофуражные с подсевом донника.

На Кубани введен почвозащитный севооборот: 1-2 — многолетние травы, 3-4 — озимая пшеница, 5 — ячмень с подсевом многолетних трав (люцерна, житняк, эспарцет, кострец).

В Самарской области Среднего Заволжья склоновые земли защищают с помощью следующего чередования: 1-4 — многолетние травы (люцерна, житняк), 5 — яровая пшеница, 6 — просо, 7— яровые зерновые с подсевом многолетних трав.

На склоновых землях лесостепных районах Тульской области, рекомендуются семипольные почвозащитные севообороты: 1-3 — многолетние травы 1-3-го года пользования, 4 — озимые + пожнивный посев однолетних трав, 5 — яровые зерновые с подсевом озимой вики, 6 — озимая вика, 7 — озимые с подсевом многолетних трав. В данном севообороте около половины посевных площадей заняты смесями многолетних трав, состоящих из бобовых и злаковых компонентов. Сочетание однолетних культуры сплошного сева с пожнивными и подсевными позволяют защищать почву с весны до поздней осени.

В Орловской области на Новосильской зональной агролесомелиоративной опытной станции введен и освоен 7-льный севооборот: 1-4 — многолетние травы 1-4-го года пользования, 5 — озимая рожь на зерно, 6 — гречиха, 7 — яровые зерновые с подсевом многолетних трав. 

Украинским НИИ земледелия рекомендуется на склоновых землях лесостепной зоны следующее чередование: 1 — вико-овсяный занятый пар, 2 — озимые с последующими пожнивными культурами, 3 — яровые с подсевом многолетних трав, 4-6 — многолетние травы 1-3-го года пользования, 7 — озимые на зерно (посев полосами в сочетании с полосами трав, оставленных на 4-й год пользования) и пожнивные посевы после уборки озимых, 8 — суданская трава и другие однолетние травы. Последние высевают полосами поперек склона в сочетании с полосами трав, оставленных на 5-й год пользования.

В Западной Сибири и на Алтае применяют почвозащитный севооборот: 1-2 — многолетние травы, 3 — яровая пшеница, 4 — зернофуражные с подсевом многолетних трав. В Алтайском крае: 1 — однолетние травы с подсевом житняка или многолетних травосмесей; 2-6 — многолетние травы. На среднеэродированных землях используют 5-польные зернопаротравяные севообороты с полосным размещением поперек направлению господствующих ветров. Полосы черного пара и зерновых чередуются с полосами житняка.

Почвозащитный севооборот
Схема 5-польного почвозащитного севооборота с десятилетней ротацией

В условиях риска ветровой эрозии в степных районов и на востоке страны в основе почвозащитных севооборотов лежит применение многолетних трав с полосным размещением посевов культур, особенно, если они проявляют слабую почвозащитную функции, например, кукуруза, и кулисного пара поперек направления господствующих ветров (при ветровой эрозии) или поперек склона (при водной эрозии), а также по горизонталям при сложной конфигурации рельефа.

Поля севооборота разделяют на несколько равных по площади полос, шириной от 50 м на легких почвах до 100-150 м на связных. В качестве многолетних трав чаще применяют засухоустойчивый житняк, плотный покров которого хорошо защищает почву от выдувания с соседних полос, занятых яровой пшеницей или кулисным паром.

При отсутствии многолетних трав в восточных степных районах почвозащитную роль в севообороте выполняют посевы и стерня зерновых, которых чередуются полосами с кулисным паром.

На Павлодарской опытной станции по защите почв от ветровой эрозии применяют пятипольный почвозащитный севооборот с десятилетней ротацией с полосным размещением культур: 1-5 — многолетние травы, 6-7 — яровая пшеница, 8 — кулисный пар, 9-10 — яровая пшеница. Полосы кулисного пара и однолетних культур чередуются с полосами многолетних трав. Защитные четные полосы засевают многолетними травами, например, смесью житняка с люцерной или эспарцетом, нечетные — занимают паром и пшеницей.

В Красноярском крае на маломощных выщелоченных среднесуглинистых черноземах в условиях риска ветровой эрозии, вводят 5-польный почвозащитный севооборот: 1-3 — многолетние травы 1-3-го года пользования, 4 — яровая пшеница, 5 — яровая пшеница с подсевом многолетних трав.

На Северном Кавказе для предотвращения ветровой эрозии также вводят почвозащитные севообороты, основанные на многолетних травах и полосным размещением культур.

Продуктивность почвозащитных севооборотов может быть повышена за счет введения посевов смесей однолетних трав, промежуточных культур и некотором загущении посевов зерновых культур.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.