Принципи сівозміни зернових культур

Однією з умов збереження родючості грунту є сівозміна культур, яка полягає в правильному чергуванні рослин. Як відомо, культури, що належать до одного сімейства, найчастіше схильні до одних і тих же хвороб, піддаються нападу одних і тих же шкідників, тому чергування повинне здійснюватися за допомогою рослин з різних сімейств.

Зернові по реакції на повторне вирощування відносяться до среднечувствительным культур. В цілому за цим показником виділяють три групи рослин :

Малочутливі. Врожайність таких культур практично не знижується при їх вирощуванні на одному місці впродовж декількох років. Основні культури, що входять до цієї групи : картопля, рис, тютюн, коноплі та ін.

Середньочутливі. До цієї групи входять зернові, кукурудза.

Високочутливі. Вже на другий рік врожайність таких культур різко знижується. До них відноситься льон, соняшник, буряк.

До числа головних причин зниження врожайності входять хвороби (коренева гнилизна), шкідники (озима совка, малятко та ін.), бур’яни (повитиця, дзига соняшникова). Культури з різних сімейств потребують індивідуальних технологій вирощування, мають свої біологічні особливості, що дозволяє усунути причини, що впливають на врожайність. Рослини в сівозміні висіваються після кращих попередників.

Даючи оцінку останнім, беруть до уваги час їх прибирання, зміст в грунті вологи і поживних речовин, об’єми рослинних залишків, стан грунту і рівень її забруднення бур’янами, хворобами, шкідниками.

Якщо не дотримуватися принципів сівозміни, то з року в рік грунт сильніше виснажуватиметься, а урожай – падати. У цій статті ми розповідаємо, які культури найбільше виснажують землю.

1. Принципи сівозміни
2. Порядок розробки сівозміни
3. Види сівозмін
4. Прості сівозміни з багаторічними рослинами
5. Складені сівозміни
6. Складні сівозміни
7. Дворічні сівозміни
8. Часткові дворічні сівозміни
9. Соняшник в сівозміні
10. Сівозміна зернових культур
11. Принципи сівозміни

Іноді досить складно визначити, які рослини повинні вирощуватися в сівозміні і як вони повинні чергуватися. Нижче сформульовані основні принципи, які допоможуть виробити правильний алгоритм роботи :

Перевагу слід віддавати двохсезонним інтервалам між вирощуванням певної культури або виду культур. Більше часу знадобиться деяким широколистим рослинам.

Найбільш ефективними в знищенні бур’янів і шкідників є чорна або зелена пара, менш ефективною вважається хімічна пара.

Сівозміни повинні чергуватися – це допоможе запобігти розмноженню рослин-самосівів, у яких висока вірогідність перетворення на смітні рослини.

Щоб мати більше можливостей по управлінню інтенсивністю сівозміни, необхідно використати фуражні/зернові культури і пару.

На збереження вологи в грунті робить вплив агротехніка (об’єм пожнивних залишків на поверхні грунту), інтервал між посадками, здатність залишків рослин затримувати сніг, глибина залягання коренів, кількість опадів, характеристики грунту і т. д.

Управляти підготовкою насінного ложа можна шляхом вирощування культур з різними характеристиками (колір рослинних залишків, їх об’єм, структура).

Слід віддавати перевагу системам без чіткої послідовності культур і інтервалами між ними, що дозволити понизити до мінімуму вірогідність появи стійких видів шкідників.

Порядок розробки сівозміни

Ефективний агробізнес неможливий без раціональної сівозміни. Вибір системи сівозміни здійснюється на підставі характеристик грунту, кліматичних і господарських умов. При підготовці до розробки проекту виконується детальний аналіз усіх початкових даних, що пов’язано з вибором структури посівних площ, культур і їх розміщення на полях.

При аналізі клімату необхідно оцінити міру забезпеченості рослин вологою і теплом, тривалість і початок періоду без заморозків, характеристики снігового покриву, запаси вологи у весняний період і безпосередньо перед посадкою озимих, несприятливі погодні умови.

Треба зібрати відомості про структуру і властивості грунту, рельєф, ерозійні процеси, наявність джерел води і так далі. На усіх земельних ділянках, де планується посів культур, виконується водогосподарське обстеження, яке в подальшому служить основою для плану меліоративних заходів.

Проектування сівозмін виконаються після складання плану використання усіх земель і вибору спеціалізації господарства. Розробка структури посівних земель має на увазі визначення співвідношень між різними категоріями культур. В межах однієї групи вибирають рослини з найвищою продуктивністю. Окрім цього, при їх виборі мають бути враховані екологічні потреби рослин відносно грунтів.

Число сівозмін, площі полів, склад і чергування культур на кожному полі вибираються на основі розробленої структури посівних площ. Рослинні культури чергуються відповідно до принципів побудови сівозмін, рекомендацій дослідних станцій, досвіду землеробства. Система агротехнічних заходів створюється для кожного поля.

Нижченаведена таблиця сівозміни складена на підставі існуючих нормативів і може служити основою для розробки своєї системи

Види сівозмін

Класифікація сівозмін є умовною і повинна розглядатися тільки як інструмент, який допоможе планувати сівозміни. Розглянемо наступні види сівозмін :

• прості сівозміни з багаторічними культурами;
• складені сівозміни;
• складні сівозміни;
• дворічні сівозміни;
• часткові дворічні сівозміни.

При простих сівозмінах обробляється тільки одна культура кожного виду у встановленій послідовності. Це класичний різновид сівозміни. Прикладом може служити наступна схема: озимина – кукурудза – пара або озимина – кукурудза – горох і т. д.

Перевага таких систем – невелика кількість оброблюваних культур. Правда, при цьому ми маємо справу з обмеженою кількістю комбінацій чергувань і інтервалів між ними.

Прості сівозміни з багаторічними рослинами

Це звичайні сівозміни, різноманітності в яких домагаються за допомогою посіву багаторічних культур впродовж декількох років. Приклад: кукурудза – соя – кукурудза – соя – кукурудза – соя – люцерна – люцерна – люцерна.

У числі переваг цього різновиду сівозмін : обмежена кількість однорічних культур, можливість внесення гною при обробітку багаторічних культур. Окрім цього, багаторічні культури дозволяють уникнути виснаження грунту, поліпшити структуру грунту і роблять це краще, ніж однорічні.

Недоліками простих сівозмін з багаторічними культурами є труднощі прибирання кормових культур на 40 годий, а також контролю над господарствами при вирощуванні багаторічних рослин без проведення випасу.

Складені сівозміни

Є поєднанням двох і більше простих сівозмін, що проводяться в певній послідовності. Завдяки такому підходу вдається створити різноманітнішу і тривалішу систему.

Як і у випадку з простими сівозміною, ми маємо справу з обмеженою кількістю рослинних культур, що є вагомою перевагою. Ще одно чеснота – більше одного повторення за ротацію для певних типів культур. З’являється можливість підвищити різноманітність попередників для кукурудзи і пшениці.

Недоліком цього виду сівозміни є обмеження в можливості розподілу робочого навантаження.

Складні сівозміни

В цьому випадку використовуються культури одного сімейства, що дає можливість вибирати різні комбінації типів і послідовностей культур. При правильному підборі рослин можна максимально раціонально розподілити навантаження. Це оптимальний варіант для боротьби з шкідниками, які мешкають на одному з видів культур.

Головним недоліком є велика кількість культур, тому тут потрібно великий управлінський досвід і умілий збут продукції.

Дворічні сівозміни

Цей варіант сівозміни відомий менше, а його основний принцип: однорічні рослини ростуть дворічними послідовностями, а потім слідує тривала перерва. Наприклад, кукурудза – кукурудза – соя – соя – ячмінь – ячмінь.

Принцип позаимствован з природи, де окремі культури ростуть на певних площах і в певний час, а потім заміщаються іншим видом рослин. Тимчасові ліміти для таких сівозмін набагато більші, ніж у випадку з однорічними рослинами, але принцип зберігається. Таким чином, основна концепція – це чергування рослин зі зміною інтервалів між культурами. Наведемо приклади, що дозволяють зрозуміти її вплив на комах.

Колись було поширено вирощування кукурудзи з року в рік. Основним шкідником культури був кукурудзяний жук, який поїдав рильця і відкладав яйця на коренях кукурудзи. Вже на наступний сезон з яєць з’являлися нові комахи, які за наявності кукурудзи або інших відповідних культур поїдали їх корені, завдаючи величезного збитку. Для боротьби з шкідниками використовувалися великі об’єми інсектицидів.

Якщо кукурудза вирощувалася аграріями після сої, цей шкідник не представляв ніякої загрози. Після тривалих спостережень було з’ясовано, що жук виживав таким чином. У одному з районів був поширений біотип, з яєць якого личинки в наступному сезоні не з’являлися (посів сої), чекаючи посіву кукурудзи наступного року. Пізніше ця популяція стала домінувати саме в тих районах, де використовувалася сівозміна “кукурудза – соя” між послідовним вирощуванням кукурудзи.

Можна зробити висновок, що певні популяції комах виживають за рахунок дворічної сівозміни, але шкідників з відхиленнями в поведінці вони послабляють.

Безумовно, зміна характеристик відбувається не так швидко, і певним видам комах з одним поколінням на це може знадобитися до двох десятиліть. Весь цей час виробник може бути цілком упевнений, що використовує ідеальну сівозміну, засоби захисту, але в один прекрасний момент система перестає працювати.

Доповненням до основної концепції дворічної сівозміни є тривала перерва між культурами. Для того, щоб внести різноманітність в сівозміну, краще всього використати різні комбінації інтервалів. Щоб захиститися від комах і бур’янів, одна з перерв має бути тривалішою – це дозволить значно зменшити їх чисельність.

Нові культури на певній площі стикаються з невеликою кількістю проблем, властивим цим рослинам. На другий рік вони дають не менший урожай, а великі проблеми з’являються тільки на третій рік. Пов’язано це з тим, що криві зростання і згасання біосистем змінюються в геометричній прогресії, тому короткої паузи зазвичай бракує, особливо якщо популяції мають спеціальні механізми адаптації і виживання, наприклад, час спокою насіння.

Таким чином, мета дворічної сівозміни – дати достатню перерву у визначеному місці. Прикладом може служити колись популярна багаторічна сівозміна, після якої впродовж декількох років вирощували одно і те ж рослину. У деяких країнах поширена така схема: сім років пасовища чергуються з сімома роками вирощування рослин.

Ще одно перевага даного виду сівозміни – різноманітні програми застосування гербіцидів. Це особливо торкається агрохімії, в якій використовуються компоненти з тривалою залишковою дією. Наприклад, досить висока концентрація атразину підходить для вирощування кукурудзи, а за нею площа може бути засіяна іншою стійкою культурою – цей час буде досить для того, щоб гербіцид втратив свою активність перед посадкою чутливих до нього рослин.

Отже, переваги дворічної або продовженої сівозміни :

• можливість збити з пантелику популяції комах-шкідників шляхом внесення різноманітності за допомогою певних послідовностей і інтервалів;
• велика різноманітність зберігається при обмеженій кількості культур;
• можливість використання гербіцидної програми тривалої і короткострокової дії;
• зменшення витрат і зниження вірогідності адаптації біотипів.

Основними недоліками є недостатня практика використання цих систем і менша кількість рослин, що робить вплив на можливість розподілу робочого навантаження.

Часткові дворічні сівозміни

Ця система сівозміни є комбінацією дворічних і інших видів сівозмін. Основна ідея – використати подвійні різновиди культур, що може дати дуже потужний ефект. Її застосування дозволяє зрозуміти, як працюють природні цикли, що дає можливість використати послідовності і інтервали для створення умов, максимально сприятливих для розвитку рослин, які одночасно допомогли б уникнути багатьох проблем.

Головна перевага системи полягає в тому, що залежно від вибраної схеми можна обробляти більшу або меншу кількість рослин. Таким чином, ми користуємося достоїнствами подвійних сівозмін і в той же самий час позбавляємося від основних проблем. Порівняно з іншими системами, недоліків тут значно менше, але тільки при добре спланованих сівозмінах.

Достоїнства такого підходу добре помітні на наступному прикладі, який добре апробований фермерами : ярова пшениця – озима пшениця – горохові – кукурудза – просо – соняшник. Система прекрасно зарекомендувала себе в посушливих регіонах з холодним кліматом. Пшениця (ярова або озима) сприяє створенню добре зволоженого шару грунту, після неї залишається велика кількість рослинних залишків.

В цьому випадку зимостійкість пшениці представляє набагато меншу проблему, а бобові рослини почувають себе краще у великому шарі пожнивних залишків і створюють відповідні умови для наступної рослини – кукурудзи (не витрачають вологу). Під час вирощування кукурудзи можна використати гербіциди (атразин), оскільки подальші культури не чутливі до нього.

Просо допомагає відновити необхідний запас вологи, що дуже важливо для вирощування соняшнику. Широколисті бур’яни зникають в період вирощування кукурудзи і проса. Сухі і теплі умови після соняшнику сприятливі для посіву ярової пшениці. При вирощуванні широколистих рослин після ярової або озимої пшениці можна застосовувати гербіциди з тривалою залишковою дією.

Соняшник в сівозміні

Ця культура має незмінний попит, завдяки чому її площі в Україні постійно збільшуються. Багато хто бачить в соняшнику монокультуру, вирощуючи його на одному і тому ж місці впродовж багатьох років, що призводить до значного зниження врожайності. Ускладнюють проблему часті посухи і масове розширення площ під соєю, що обмежує вибір культур для сівозміни.

Соняшник не вимогливий до запасів вологи, тому непогано розвивається і в сухих умовах. Рослина має розвинену кореневу систему, що дозволяє йому добувати воду з глибини до 230 см Ця здатність ускладнює вибір подальших в сівозміні культур, які потребують запасів вологи, і є однією з причин, по якій раніше після соняшнику не сіяли озимину, – були відсутні технології No – till і техніка, яка дозволяла б отримати сходи пшениця при накопичення волога тільки у верхній грунтовий шар.

Після соняшнику перевагу отримає будь-яка культура з поверхнево розташованою кореневою системою, у тому числі і кормові рослини. При вирощуванні соняшнику після кукурудзи він витягатиме ту, що залягає глибоко вологу, яка була недоступна попередниці. Такими ж вдалими попередниками соняшнику можна вважати сорго, озиму пшеницю.

При розробці сівозмін не слід забувати, що соняшнику властиві хвороби, що зустрічаються у таких рослин : рапс, гірчиця, капуста, редис, соя, картопля та ін.

Не варто використати в системі культури, які можуть вражатися білою гнилизною або склеротиниозом, фомозом і сірою гнилизною. Хорошими компаньйонами для соняшнику будуть будь-які злаки, ячмінь, сорго, просо, рис, бавовна.

Що стосується бур’янів, то їх широколистих представників краще всього знищувати в посадках злакових рослин, наприклад, пшениці, ячменю, сорго, а злакові бур’яни – в посівах широколистих рослин, до яких відносяться рапс, соняшник. З цього можна зробити висновок, що краще всього соняшник поєднується в сівозмінах із злаковими культурами – це допомагає ефективніше очистити землю від смітних рослин.

Пшениця в сівозміні

Сучасні підходи до розробки сівозмін за участю пшениці мають на увазі її чергування з широколистими рослинами, в ролі яких можуть виступати рапс, соя, горох, картопля, олійні, буряк та ін.

Правильно підібравши рослину для вирощування після пшениці, можна істотно підвищити його врожайність, зменшити витрати на захист. Що стосується пари, то сьогодні вважається, що це втрата часу і можливого прибутку.

Що після чого саджати? Незалежно від технології обробки грунту (класичною, глибокого розпушування, No – Till та ін.), після озимої пшениці краще всього сіяти широколисті рослини і бобові (сою, горох, нут). Бобові забезпечують насичення грунту азотом, що дозволяє істотно заощадити на купівлі азотних добрив для наступних в сівозміні рослин, наприклад пшениці. Що стосується самих зернових, то найбільш стійкі урожаї пшениці і високий рівень білку були отримані при сівозміні пшениця – бобові – рапс.

При вирощуванні озимої пшениці значний вплив на урожай може зробити повернення її на колишнє місце в системі сівозміни. Найменший період її повернення, при якому врожайність не зменшується, дорівнює 2 рокам. При цьому не слід забувати про чергування з соняшником: пауза в сівозміні між цією культурою і озимою пшеницею має бути не менше 2-3 років, що дозволить відновити баланс вологи в грунті. При нестачі вологи не варто сіяти пшеницю по кукурудзі, призначеній на силос.

Запаси води в цьому випадку містяться в шарі грунту завтовшки 150 см, що не може гарантувати отримання високих урожаїв.

Згідно з коментарями заступника голови Всеукраїнської Аграрної Ради (ВАР) Михайла Соколова щодо рішення ВРУ, законопроект №7403-д виступає «півзаходом». Нагадаємо, що даним рішенням Верховна Рад скасовує норми про невідшкодування ПДВ для виробників, самостійно поставляють на експорт (за кордон) ріпа.

УЗА (Зернова Асоціація України) прийняла протестуючий позицію, щодо закриття неефективних рейкових станцій, які забезпечують транспортування зерна в порт від елеваторів. Відомості представив Президент УЗА. Інформація була подана протягом засідання про проблеми розвитку процесу логістики зернових.

Система динамічної сівозміни

Основою будь-якої сучасної системи землеробства є інтенсивні технології вирощування сільськогосподарських культур у сівозміні.

У сучасних умовах господарювання в Україні визначальними факторами формування сівозмін є попит ринку на окремі види продукції з відповідними якісними показниками та економічна доцільність їх вирощування. Так, у зв’язку з різким скороченням виробництва продукції тваринництва в останні 20–25 років відбувалось неконтрольоване скорочення посівних площ кормових культур (із 29–35% до 4–6%). А постійне зростання попиту на насіння соняшнику як в Україні, так і на світовому ринку призвело до небезпечного, з екологічної точки зору, розширення площ, зайнятих олійною культурою.

За цей період його посівні площі збільшилися із 10–12% до 34–37% (в окремих господарствах південних районів Степу до 50%). Внаслідок стабільно високих цін на насіння цієї культури саме вирощування соняшнику дозволяє забезпечувати рентабельність будь-якого аграрного підприємства і вирішувати невідкладні проблеми виживання в умовах ринкової економіки. Але при цьому не враховуються віддалені наслідки такого явища, зокрема, різке погіршення фітосанітарного стану ґрунту і вологозабезпеченості посівів кількох наступних культур, що обумовлює зниження їх урожайності.

Майже в усіх господарствах степової зони відбулася невиправдана відмова від застосування чистого пару, який у Степу є єдиним попередником пшениці озимої, що гарантує отримання високого врожаю зерна незалежно від погодних умов осені. Все це негативно впливає на структуру сівозмін та обумовлює необхідність розміщення пшениці озимої після несприятливих попередників (стерньові, соняшник), що призводить до значних втрат врожаю, погіршення екологічного стану ґрунту тощо.

Продуктивність польових культур значною мірою залежить від порядку їх розміщення у динамічній сівозміні. Максимально високий урожай можна отримати по кращих попередниках.

Таблиця 1. Наукові рекомендації з розміщення сільськогосподарських культур по попередниках у зоні Степу та Лісостепу України

При проектуванні схем динамічних сівозмін слід уникати чергування попередників, близьких між собою за біологією. Не рекомендується розміщувати колосові зернові після колосових, бобові після бобових. Крім того, особливу увагу необхідно приділяти дотриманню періодів повернення культур на попереднє місце вирощування (табл. 1, 2). З наведених таблиць видно, що ідеальних динамічних сівозмін не буває і бути не може. Польові культури не завжди вдається розміщувати по найкращих попередниках, адже часто виникає необхідність у їх розміщенні по добрих, допустимих, умовно допустимих та навіть недопустимих попередниках.

Так, добрий попередник стабільно забезпечує високу урожайність наступної культури порівняно з іншими попередниками. Допустимий — гарантує стабільні врожаї наступної культури, а за екстремальних умов зумовлює різке зниження її продуктивності. Умовно допустимий — попередник, після якого умови для вирощування наступної культури помітно погіршуються. І на кінець недопустимий — попередник, після якого створюються вкрай несприятливі умови водно-фізичного, поживного, фітосанітарного стану ґрунту для наступної культури.

Інтенсивна технологія краще реалізовує потенційні можливості попередника, ніж звичайна. Іншими словами, інтенсивні технології дещо знижують роль попередників, оскільки негативні наслідки повторного розміщення культури нейтралізувалися за допомогою хімічних засобів захисту рослин від шкідливих організмів. Проте така інтенсифікація за рахунок монокультурного вирощування є надзвичайно високовитратною. Тому товаровиробникам необхідно намагатися розміщувати найбільш важливі польові культури по кращих та добрих попередниках з метою не тільки підвищення урожайності, а й економії матеріальних ресурсів.

Слід зауважити, що, окрім динамічних мобільних сівозмін, товаровиробникам доцільно ширше запроваджувати сівозміни з короткою ротацією.

За законом плодозміни сівозміна має бути насиченою на 50% зерновими колосовими, на 25 — бобовими (кормовими) і зернобобовими, на 25% просапними культурами. У випадку занадто спрощених сівозмін (до 2–3 полів) в структуру посіву слід максимально залучати проміжні, сидеральні культури для послаблення явища алелопатичної ґрунтовтоми, періодично вводити парові поля або поля під залуження, застосовувати підвищені дози мінеральних, органічних добрив, а в разі потреби і пестицидів.

Структура короткоротаційних сівозмін повинна визначатися спеціалізацією господарства, а остання, своєю чергою, — зональними ґрунтово-кліматичними умовами та конʼюнктурою ринку.

При введенні короткоротаційних сівозмін значення сівозмінного чинника настільки зростає, що за агротехнічною ефективністю він не поступається, а за економічною навіть перебільшує такі заходи, як оновлення сортів, зміна технологій обробітку ґрунту.

Таблиця 2. Наукові рекомендації з розміщення сільськогосподарських культур по попередниках у зоні Полісся України

Якщо господарство вирощує широкий набір культур, то розміщувати їх необхідно в багатопільних сівозмінах. Коли ж планується зосередити роботу на 2–3–4 культурах, то тут мають бути короткоротаційні 4–5-пільні сівозміни плодозмінного типу.

У сучасних умовах за зростання попиту на зернову та олійну продукцію прикладом оптимальної короткоротаційної сівозміни може бути, зокрема, чотирипільна з таким чергуванням культур:

• багаторічні бобові трави, зернобобові чи кормові культури;
• пшениця озима;
• соняшник, зернобобові, кукурудза та інші, окрім зернових стерньових культур;
• ячмінь ярий, пшениця яра, однорічні трави, однорічні трави з підсівом багаторічних трав.

Так, у першому полі бобові культури нагромаджують азот у ґрунті та покращують його структуру за рахунок розвиненої кореневої системи, а також повертають у ґрунт значну кількість органічних речовин. Всі бобові культури є найкращими попередниками для пшениці озимої — однієї з основних зернових та продовольчих культур, яка в міру своїх біологічних особливостей створює оптично щільні посіви та пригнічує бур’яни, а також повертає значну кількість органіки в ґрунт у вигляді соломи.

Після пшениці найдоцільніше висівати соняшник, кукурудзу чи зернобобові, які є економічно вигідними та затребуваними культурами.

В четвертому полі сівозміни, особливо у варіанті після найгіршого попередника соняшнику і при відсутності чистого пару, найдоцільніше розміщувати зернові культури з підсівом однорічних трав. Солому або зелену масу краще використовувати на корм ВРХ чи застосовувати у вигляді сидератів, або органічного удобрення.

Отже, вищенаведена короткоротаційна, універсальна динамічна сівозміна в сучасних умовах дозволяє підтримувати бездефіцитний баланс гумусу без використання гною, забезпечувати боротьбу з хворобами та шкідниками без значного використання пестицидів, суттєво зменшити норми мінеральних добрив і одержувати екологічно чисту високоякісну продукцію за мінімальних витрат матеріальних ресурсів.

Олександр ЦИЛЮРИК, доктор с.-г. наук
Дніпровський державний аграрно-економічний університет
Лідія ДЕСЯТНИК, канд. с.-г. наук
Державна установа Інститут зернових культур НААН України