2. Наукові основи чергування сільськогосподарських культур

Необхідність чергування сільськогосподарських культур давно встановлена практикою землеробства. При чергуванні рослин у сівозміні створюються певні взаємовідносини культур з оточуючим середовищем. При цьому, різні рослини потребують неоднакових вимог до оточуючого середовища – ґрунту, клімату, рельєфу і другим умовам. Тому одні вчені пояснювали необхідність чергування культур особливостями живлення рослин (Теєр – з позицій гумусової теорії, Лібіх – з теорії мінерального живлення рослин); другі – утворенням шкідливих сполук у ґрунті при беззмінних посівах (де Кандоль, Макер); треті – сімбіотичною здатністю бобових (Гельгірель); четверті – різним впливом рослин на фізичні властивості ґрунтів (Костичев, Вільямс). Недоліком всіх вказаних теорій були їх односторонність і обмеженість.

У сучасній теорії сівозміни враховуються усі багатосторонні причини, що вказують на необхідність чергування культур. Д.М. Прянишников об’єднав ці причини в 4 групи: хімічного, фізичного, біологічного і економічного порядку.

Причини хімічного порядку. Різні рослини споживають неоднакову кількість поживних речовин. Одним потрібно більше азоту (зернові), другим відносно більше калію (картопля, цукровий буряк). Деякі культури, наприклад бобові, збагачують ґрунт на азот, який споживають наступні після них сільськогосподарські рослини.

Різні рослини значно відрізняються за загальною кількістю поживних речовин, потрібних їм на утворення високого врожаю (наприклад, цукрові буряки споживають набагато більше поживних речовин ніж зернові).

Рослини відрізняються і за співвідношенням вбирання різних поживних речовин. Зернові на одну частину фосфору вбирають з ґрунту 2 частини азоту і 1,5 частини калію, в той час як цукрові буряки і картопля - відповідно 2,5 й 3-4 частини. Чергування зернових культур з просапними і бобовими дає змогу запобігти односторонньому збідненню ґрунту поживними речовинами.

Правильне чергування культур у сівозміні поліпшує умови живлення рослин, оскільки різні рослини характеризуються неоднаковою здатністю засвоювати поживні речовини із легкорозчинних і малорозчинних сполук ґрунту. Так, деякі з них (гречка, гірчиця, люпин) можуть засвоювати малорозчинні фосфати ґрунту і залишати у ґрунті легкозасвоювані сполуки фосфору, що використовуються наступними культурами сівозміни.

Чергування культур необхідно також тому, що кількість повернених у ґрунт поживних речовин відчужених з врожаєм різна і залежить від маси залишків і їх хімічного складу. Найбільшу кількість рослинних решток забезпечують багаторічні трави. Залишки бобових і зернобобових культур характеризуються більшим вмістом азоту і других елементів живлення.

Корисне чергування рослин і з різною глибиною розміщення у ґрунті кореневої системи, що дає можливість більш повно використовувати поживні речовини і вологу з різних шарів ґрунту.

Причини фізичного порядку. Сільськогосподарські культури у залежності від їх біологічних особливостей і технології вирощування по-різному впливають на структуру ґрунту, його будову і щільність, тобто на фізичні властивості. При правильному чергуванні культур для поліпшення фізичних властивостей ґрунтів, насамперед структури, важливе значення мають кореневі і післяжнивні рештки, що залишаються у ґрунті після вирощування різних культурних рослин. При цьому, особливе значення мають багаторічні трави, які залишають у ґрунті багато рослинних решток, що сприяє створенню міцної грудкуватої структури і накопиченню гумусу. Основні польові культури за знижуючою здатністю до структуроутворення можна розташувати у такому порядку: багаторічні трави - однорічні бобово-злакові суміші – озимі – кукурудза – ярові. Багаторічні, однорічні трави і озимі зернові культури, які утворюють суцільний рослинний покрив, краще ніж просапні захищають ґрунт від водної і вітрової ерозії.

Причини біологічного порядку. Біологічна необхідність чергування культур пов’язана з їх різним відношенням до бур’янів, шкідників і хвороб. Рослини неоднаково протистоять бур’янам. Високою конкурентною здатністю характеризуються багаторічні трави, озима пшениця і жито. Слабко протидіють бур’янам ярові зернові і просапні культури. Однак, просапні культури у результаті міжрядних обробіток на протязі вегетації частково звільнюються від бур’янів і поля після цих культур виходять відносно чистими. Тому правильна сівозміна позитивно впливає на очищення ґрунту і посівів від бур’янів.

Дуже важлива роль сівозміни у боротьбі з шкідниками і захворюваннями сільськогосподарських рослин. У багатьох випадках сівозміна є найкращим запобіжним заходом проти поширення шкідників і захворювань рослин. Правильне чергування культур має вирішальне значення у регулюванні в бажаному напрямку мікробіологічної діяльності ґрунту.

Причини економічного порядку. Економічною основою сівозміни є відповідна структура посівних площ, яка за даних природних умов є найбільш доцільною і забезпечує максимальний вихід продукції з кожного гектара при найменшій собівартості. При розробці раціональної структури посівних площ необхідно враховувати продуктивність і економічну ефективність кожної культури і її вплив на родючість ґрунту.

В організаційно-господарському відношенні сівозміни забезпечують більш раціональне і продуктивне використання всіх земель, робочої сили і техніки протягом року, використання інтенсивних технологій для досягнення високих економічних показників роботи тощо.