CC BY
95
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
УДК 631.582:631/635
Развитие учения о севообороте
в РГАУ-МСХА
им. К.А. Тимирязева
В.Г. ЛОШАКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: [email protected])
Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, ул. Прянишникова, 31а, Москва, 127550, Российская Федерация
Поэтапный анализ развития учения о севообороте за 150-летнюю историю существования РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева свидетельствует о том, что исторически этот процесс был тесно связан с научно-техническим прогрессом и развитием естествознания. В научных трудах выдающихся ученых старой Петровки и Тимирязевки прослеживается сложный, иногда противоречивый и подверженный влиянию идейно-политической конъюкту-ры путь развития учения о севообороте -теоретической основе всех систем земледелия - от трехпольных зерно-паровых чередований до плодосменных и многопольных травопольных севооборотов, от плодосмена и травополья к современным специализированным адаптивным севооборотам с распространением приемов биологизации и экологизации земледелия путем широкого использования посевов бобовых и промежуточных культур, сидерации и фитомелиорации. В нашей стране в послевоенный период все это происходило на фоне стремительно развивающейся интенсификации земледелия на базе его химизации, мелиорации и комплексной механизации, которая, как и во всем мире, вместе с ростом продуктивности полей породила рях экологических проблем. Результаты широкомасштабных и длительных исследований, организованных учеными Тимирязевки во второй половине ХХ века в академии и по зонам страны, показали, что даже при самом высоком уровне интенсификации земледелия нарушение научно обоснованных севооборотов приводит к снижению урожайности в среднем в 1,5-1,7 раза, сопровождается деградацией почв, массовым распространением и поражением культурных растений болезнями, вредителями и сорняками. При этом даже в условиях затяжного экономического кризиса севооборот по-прежнему остается основополагающим, научно обоснованным звеном современных систем земледелия и агротехнологий, базирующихся на прин-
ципах адаптивного использования достижений селекции растений в сочетании с последними достижениями агрохимии и агроэкологии в условиях экологически безопасного агроландшафта.
Ключевые слова: севооборот, монокультура, плодосмен, клевер, система земледелия, многолетние травы, плодородие почвы, урожай, промежуточные культуры.
Для цитирования: Лошаков В.Г. Развитие учения о севообороте в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Земледелие. 2017. № 2. С. 3-9.
150-летняя история РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева это, одновременно, и история развития отечественной научной агрономии. Уже в первые годы своего существования Петровская земледельческая и лесная академия формировалась как крупный центр аграрной науки. Для подготовки высоко квалифицированных специалистов сюда были приглашены десятки ученых, известных своими трудами в различных областях естествознания, в том числе физиологии растений, почвоведения, земледелия, агрохимии, энтомологии и других агрономических наук. Среди них был и патриарх российского земледелия профессор И.А. Стебут, основатель и первый заведующий кафедрой земледелия в Петровской земледельческой и лесной академии.
Круг его научных интересов охватывал многие проблемы агрономии того времени. Среди них особое место занимали вопросы полевой культуры, рационального использования земли, поиск эффективных систем земледелия и севооборотов. П рофессор И .А. Стебут был активным пропагандистом теории плодосмена и полевого травосеяния. Развивая идеи М.Г. Павлова, А.В. Советова и других ученых, он считал севооборот основой системы полевого хозяйства: «... верно составленным может быть только тот севооборот, который служит выражением верно намеченного для местных условий плана полевого хозяйства как части
того здания, которое представляет целое хозяйство» [1].
В своем фундаментальном труде «Основы полевой культуры» И.А. Стебут дал классификацию полевых растений и, наряду с подробным описанием биологии и технологии возделывания, определил их значение как предшественников и место в полевых севооборотах. Он впервые высказал мысль о совокупном действии ряда причин чередования культур в севообороте, о возможности преобразования чистого пара в занятой. Эти положения послужили отправной точкой для проведения обширных исследований по севооборотам в Петровской земледельческой и лесной академии его учениками и последователями - А.А. Фадеевым, В.Р. Вильямсом, Д.Н. Прянишниковым, А.Г Дояренко и др. Благодаря работам этих ученых и их многочисленных учеников академии принадлежит приоритет в разработке научных основ севооборота в различных почвенно-климатических условиях страны [1,2].
Преемник И.А. Стебута на посту заведующего кафедрой земледелия А.А. Фадеев в 1876 г начал на Опытном поле академии сравнительное изучение трех полевых севооборотов - трехпольного, норфольского плодосменного и 14-польного. В этом эксперименте высевали многолетние и однолетние кормовые культуры, кукурузу на силос, сидеральные культуры [3].
Продолжил работу А.А. Фадеева его ученик профессор В.Р. Вильямс, который возглавлял кафедру общего земледелия с основами почвоведения и Опытное поле академии в 1894-1912 гг. В этот период помимо севооборотов, заложенных А.А. Фадеевым, изучали большую коллекцию полевых и луговых растений, многие из которых в дальнейшем рекомендовали для использования в земледелии в полевых, кормовых и специальных севооборотах [2,3,4].
Под руководством В.Р. Вильямса исследования по севооборотам проводил заведующий Опытным полем е ассистент кафедры общего зем- | леделия с основами почвоведения ® А.Л. Яковлев. В 1900-1905 гг. в серии Л публикаций в журнале «Вестник сель- | ского хозяйства» он обобщил резуль- № таты почти 30-летних исследований ю в опытах с полевыми севооборотами м [3]. Основные его выводы сводились 1 к тому, что зернопаровое трехполье 7
представляет собой пример экстенсивного хозяйства, а плодосмен (нор-фолькское четырехполье) с посевами бобовых и пропашных культур - пример интенсивного хозяйства.
В статьях А.Л. Яковлева были изложены важные для теории и практики севооборота сведения по срокам подсева многолетних трав под покров озимых и яровых культур, по урожайности многолетних травосмесей по годам их использования.
Результаты этих и других многолетних исследований легли в основу практических рекомендаций по полевому травосеянию в севооборотах нечерноземных областей России. Они же стали базой для теории В.Р. Ви-льямса о роли полевого травосеяния в почвообразовательном процессе, о значении травопольныхсевооборотов как основы травопольной системы земледелия [4].
Экспериментальная разработка научныхоснов севооборота получила свое дальнейшее развитие в 19121930 гг., когда кафедру земледелия возглавлял профессор А.Г. Дояренко. После реорганизации Опытного поля под его руководством была заложена серия новых полевых экспериментов, в том числе по изучению севооборотов [5,6].
В результате проведенных исследований А.Г Дояренко впервые дал всестороннюю оценку различных видов занятых паров, которые привлекали внимание высокой экономической эффективностью. В 1924 г. в одной из публикаций он дал не только агротехническую, но и экономическую оценку различных видов паров в денежном выражении, а также в калорийных единицах [5].
А.Г Дояренко уделял большое внимание уплотненному использованию пашни в севообороте с помощью посевов пожнивных культур, считая их важным резервом в случае снижения или потери всего урожая основных культур севооборота по причине засух и других неблагоприятных условий.
Большой вклад в учение о севообороте внес Д.Н. Прянишников. Он больше известен как основатель научной агрохимии в России, но длительное время - 35 лет - Д.Н. Прянишников возглавлял в академии кафедру частного земледелия (растениеводства), его перу принадлежат десятки научных I4- трудов как по частному, так и по общему о земледелию. Среди них - «Севооборот и его значение в поднятии урожай-^ ности», в котором Д.Н. Прянишников а> сделал детальный анализ истории раз-| вития земледелия и теории севооборота от трехполья к плодосмену, показал ® значение клеверосеяния и плодосмена, 5 который совершил революцию в зем-$ леделии западноевропейских стран.
По данным Д.Н. Прянишникова, благодаря плодосмену страны Западной Европы в XIX веке увеличили урожайность зерновых культур с 7 до 15 ц/га. Применение на этом фоне минеральных удобрений позволило им к 30 гг. ХХ столетия повысить урожайность зерновых культур в среднем до 30 ц/га [7].
Развитие вопросов клеверосеяния и плодосменной системы земледелия стало краеугольным камнем учения Д.Н. Прянишникова о плодосмене. Оно было предопределено тем, что, будучи верным учеником К.А. Тимирязева, Д.Н. Прянишников взял на вооружение его учение о ведущей, космической роли растений в круговороте веществ и энергии в природе, об их влиянии на биосферу и почву как важнейшую ее составляющую.
Д.Н. Прянишников постоянно обращался к трудам своего учителя, который относительно клеверосеяния писал: «...едва ли в истории найдется много открытий, которые были бы таким благодеянием для человечества, как это включение клевера и вообще бобовых растений в севооборот, так поразительно увеличившее производительность труда земледельца» [8].
Оценив преимущества клеверосеяния и плодосменной системы земледелия еще во время первой своей научной командировки по европейским странам в конце 90-х гг XIX столетия, Д.Н. Прянишников с тех пор постоянно пропагандировал и многократно отмечал их в своих трудах и выступлениях прежде всего как яркий пример эффективного использования биологического потенциала клевера, который, синтезируя и накапливая в почве азот атмосферы, оказывает положительное влияние на плодородие почвы.
Клевер и другие бобовые культуры обогащают почву органическим веществом, улучшают ее водно-физические свойства, оставляя после себя хорошо оструктуренную почву с высокой влагоемкостью, водо- и воздухопроницаемостью. Поэтому они служат непревзойденными предшественниками для многих сельскохозяйственных культур [7].
Все это делает клевер и другие бобовые культуры стержнем плодосменной системы земледелия, который дополнительно укрепляется положительным влиянием на плодородие почвы пропашных культур. Их поля -обязательный элемент плодосменных севооборотов, в которых благодаря внесению навоза и интенсивной обработке почвы происходит усиление эффекта чередования зерновых и бобовых культур.
Д.Н. Прянишников подчеркивал, что родина плодосменных севообо-
ротов - западноевропейские страны с влажным климатом, в которых среднегодовое количество осадков достигает 800-1000 мм при положительных среднегодовых температурах января. Такой климат исключительно благоприятен для вегетации клевера и других многолетних трав, потребляющих большое количество влаги - их транспирационный коэффициент в 2 раза выше, чем у других полевых культур [7].
Благоприятен для них и климат большинства районов европейской увлажненной части Нечерноземной зоны. И для них Д.Н. Прянишников рекомендовал плодосменные чередования по типу норфолькского севооборота: клевер - озимые зерновые (рожь, пшеница) - пропашные (картофель, кормовые корнеплоды) -яровые зерновые (овес, ячмень) с подсевом клевера.
В начале прошлого столетия такое чередование было принято в отдельных хозяйствах Нечерноземной зоны как в виде чистого плодосмена, так и в комбинации его с зернопаровым звеном: клевер - озимые зерновые -пропашные - яровые зерновые - чистый пар - озимые зерновые - яровые зерновые с подсевом клевера [9].
С развитием научно-технического прогресса в 30-е годы XX в. в практике земледелия Нечерноземной зоны стали вводить широко распространенные в дальнейшем многопольные чередования с занятыми парами и многолетними травами: два года многолетние травы (клевер в чистом виде, чаще в смеси с тимофеевкой) - озимые зерновые - пропашные - яровые зерновые - занятый пар (вика-овес на корм, зернобобовые) - озимые зерновые - яровые зерновые с подсевом многолетних трав [4].
По рекомендациям Д.Н. Прянишникова увеличение доли многолетних и однолетних кормовых трав в структуре посевных площадей превращало такие зернотравянопропашные полевые севообороты в условиях Нечерноземной зоны в травянозер-новые (более 50 % трав) кормовые или травопольные (100 % трав) 7-10-польные лугопастбищные кормовые севообороты.
В прифермских травяно пропашных кормовых севооборотах Нечерноземной зоны структура посевных площадей определяла использование 4-6-польных чередований с примерно равной площадью посевов кормовых трав и пропашных культур (кормовые корнеплоды, картофель, кукуруза на силос и др.): однолетние травы на зеленый корм с подсевом многолетних трав - два года многолетние травы -картофель - кукуруза на силос - кормовые корнеплоды [7].
Пропагандируя полевое травосеяние и плодосменную систему земледелия в Нечерноземной зоне и в других районах с достаточным увлажнением, Д.Н. Прянишников в то же время решительно выступал против шаблонного и повсеместного использования такого подхода в качестве «панацеи от всех бед» [7].
В своих научных трудах и публицистических выступлениях он боролся с попытками сторонников травопольной системы земледелия подменить ею реальные программы повышения плодородия почвы с помощью минеральных удобрений. Мужественная борьба Д.Н. Прянишникова против мифических догматов травополья позволила отстоять научно-материалистические основы отечественной агрономии и определить развитие земледелия в нашей стране путем его интенсификации с широким использованием средств химизации.
Крупным вкладом Д.Н. Прянишникова в теорию и практику севооборота стали труды по определению причин эффективности смены культур на полях и классификация причин чередования культур.
Эффективность смены культур на полях была известна еще в древности, но ни в те времена, ни в Средние века никто не смог правильно объяснить ее причин. Лишь в XIX в. стали появляться первые теории, содержащие попытки научного обоснования эффективности плодосмена на полях [2,7,10].
Однако все эти теории страдали односторонностью и не давали объективной оценки процессам, которые происходили при чередовании культур или при их бессменном возделывании. Д.Н. Прянишников впервые дал этим явлениям всестороннюю научную оценку. Будучи активным пропагандистом принципов плодосмена, он впервые обосновал и определил причины чередования культур как комплекс взаимосвязанных факторов, наиболее эффективных при их совокупном действии на плодородие почвы и сельскохозяйственные растения. Опираясь на законы научного земледелия, он объединил эти причины в четыре взаимосвязанные группы:
агрохимические,связанные с особенностями питания растений;
агрофизические, обусловленные действием растений на структуру и влажность почвы;
биологические, связанные с различным отношением растений к болезням, вредителям, сорнякам, явлениям почвоутомления;
экономические, определяющие преимущества правильного чередо-
вания культур севооборота с позиций организации производства[7].
Эти положения Д.Н. Прянишникова выдержали испытание временем и сегодня служат важной составной частью теории и практики севооборота в современном земледелии.
Коллективизация, создание крупных колхозов и совхозов в 30-е годы прошлого столетия объективно требовали срочного решения вопросов организации землепользования в крупномасштабных хозяйствах СССР. Это возможно было сделать только в системе научно обоснованных севооборотов. Поэтому их разработка и освоение стало делом большой государственной и политической важности. В 1932-1933 гг. были приняты решения высших государственных и партийных органов страны, требовав-ших«повсеместно ввести правильные севообороты» [11]. А единственно правильными в то время признавали севообороты травопольной системы земледелия В.Р. Вильямса [2,4,12].
В условиях политизации агрономической науки севооборотная тематика исследований в МСХА им. К.А.Тимирязева в тридцатые годы прошлого столетия была переориентирована на разработку и обоснование травопольных севооборотов и полевого травосеяния в основных почвенно-климатических зонах страны по рекомендациям В.Р. Вильямса. На базе Тимирязевской академии была создана Почвенно-агрономическая станция, на которой под его научным руководством проводили исследования по изучению севооборотов и других элементов травопольной системы земледелия. Работы выполняли на выделенных для этой цели опорных пунктах при МТС в различных почвенно-климатических зонах страны [3].
Севооборотнаятематика Почвенно-агрономической станции имени В.Р. Вильямса стала основой научных исследований кафедры земледелия. Особенно широко эту работу развернули с 1938 г., когда кафедру земледелия возглавил ученик В.Р. Вильямса профессор М.Г. Чижевский. Под его руководством в довоенный период изучали рациональные приемы использования травяного пласта в севооборотах Нечерноземной зоны, были выявлены лучшие травосмеси многолетних трав, изучены способы и сроки их подсева под зерновые культуры [3,12].
Такие же вопросы изучали в серии полевых экспериментов с травопольными севооборотами, которые были заложены в тридцатые годы по инициативе заведующего кафедрой растениеводства профессора И.В. Якушкина на Опытной станции по-
леводства. В этих опытах было установлено большое агротехническое значение многолетних трав в севооборотах центрального Нечерноземья на хорошо окультуренных почвах с использованием системы органических и минеральных удобрений [3].
В конце 40-х - начале 50-х гг. прошлого столетия работа ученых академии приобрела особое значение в связи с реализацией «Сталинского плана преобразования природы». Были возобновлены исследования кафедры земледелия и Почвенно-агрономической станции имени В.Р. Вильямса на опорных пунктах и опытных станциях в Ростовской, Волгоградской, Саратовской, Оренбургской, Тамбовской областях, а также развернуты опыты с севооборотами на Кубани, в Московской и Владимирской областях.
В этот период в разработку научно-теоретических основ севооборотов активно включился преподаватель кафедры земледелия С.А. Воробьев, который в дальнейшем стал крупным ученым в этой сфере научного земледелия. Он начал обширные исследования на тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почвах Владимирской области и в экспериментальных севооборотах на легкосуглинистых почвах Опытной станции полеводства ТСХА [2].
Именно ему профессор М.Г Чижевский в 1945 г. поручил закладку и проведение серии стационарныхполевых опытов по изучению севооборотов на Александровской государственной селекционной станции. В результате совместных исследований, проводившихся на базе этого учреждения в течение 15 лет, было установлено, что на связных почвах двухгодичное использование клеверо-тимофеечной смеси в 8-польном зернопаротравяно-пропашном севообороте повышало содержание гумуса в почве, улучшало ее структуру и другие показатели плодородия, увеличивая урожай зерновых культур, по сравнению с 8-польным зернопаропропашным севооборотом, на не удобренном фоне на 48 %, на удобренном - на 62,5 % [13].
Кроме того, было установлено, что в почвенно-климатических условиях центральных областей Нечерноземной зоны эффективнее всего двухгодичное использование клеверо- ® тимофеечной смеси с подсевом ее | под покров яровых зерновых. При ® этом действие пласта многолетних е трав на плодородие почвы имело | краткосрочный характер и уже к ^ концу ротации его уровень восста- ю навливался до исходного состояния м [9,13]. Этот факт продемонстрировал 1 преувеличенную роль многолетних 7
трав, декларируемую сторонниками травопольной системы земледелия, и послужил поводом для изучения способов использования пласта многолетних трав. Результаты таких исследований показали, что на глинистых и суглинистых дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны использование пласта многолетних трав под озимые зерновые более эффективно, чем под яровые культуры, а его последействие хорошо сказывается на урожае последующих пропашных. В то же время на супесчаных и легкосуглинистых почвах по пласту многолетних трав урожай яровых зерновых культур выше, чем озимых, а его последействие затухает на второй культуре, идущей по обороту пласта [13].
По результатам исследований, проведенных учеными кафедры земледелия в центральных областях Нечерноземной зоны в 40-50 гг. было определено место для озимых и яровых зерновых культур, картофеля, льна, ячменя, овса и др. в севооборотах с различной структурой посевных площадей. На основании этих данных впервые провели группировку полевых культур по их потребности в чередовании с другими культурами севооборота [9,13]. В это же время на кафедре земледелия были начаты работы по изучению промежуточных кормовых и сидеральных культур в различных севооборотах [6,14].
Результаты исследований, выполненных в 50-е годы на кафедре земледелия ТСХА и Почвенно-агрономической станции им. В.Р. Ви-льямса в засушливых условиях Юго-Востока страны, показали, что при недостатке влаги многолетние травы не оказывают такого положительного влияния на плодородие почвы и урожай, как в условиях достаточного увлажнения Нечерноземной зоны [5,6,9,13,15]. Более того, они здесь играют отрицательную роль, отбирая влагу у основных культур севооборота. Эти выводы позволили внести существенные поправки в теорию и практику травопольной системы земледелия, которая в начале 60-х гг. подверглась острой критике со стороны партийных и государственных органов страны.
Большое влияние на исследования по теории и практике севооборота в академии оказали работы Т.С. Маль-N цева о значении и месте многолетних о и однолетних трав в севооборотах. Они показали, что в условиях недостатка ^ влаги многолетние травы не могут быть о» основой современных систем земле-| делия, а роль однолетних растений не оправданно занижена. Поэтому в ® программы исследований по севообо-5 ротной тематике были внесены соот-$ ветствующие коррективы [3,13,16].
В начале 60-х гг. аграрно-промыш-ленный комплекс Нечерноземной зоны страны переходил на пути интенсификации и специализации земледелия, и усилия ученых академии были направлены на решение новых проблем, в том числе по севооборотам.
С этой целью в 1962 г в учхозе ТСХА «Щапово» Подольского района Московской области под руководством профессора С.А. Воробьева заложили серию полевых стационарных опытов, в которых изучали севообороты с различной степенью насыщения пропашными и бобовыми культурами, вопросы чередования полевых и кормовых культур и их бессменные посевы при разных уровнях интенсификации и специализации земледелия. Здесь же в это время были заложены полевые эксперименты по изучению продуктивности различных видов промежуточных культур и их влияния на плодородие дерново-подзолистой почвы при использовании на корм и на зеленое удобрение [14].
Результаты исследований показали, что при повышенных нормах органических и минеральныхудобрений и известковании дерново-подзолистых почв возможно предельное (до 100 %) насыщение прифермского севооборота пропашными культурами -кукурузой на силос, картофелем, кормовой и сахарной свеклой. В таких условиях они формировали одинаково высокие урожаи не зависимо от предшественников и степени насыщения севооборота [2,9,1719]. Высокие нормы органических и минеральных удобрений в расчете на планируемый урожай позволяли увеличить выход кормовых единиц в прифермских севооборотах до 8 т/ га при одновременном повышении плодородия дерново-подзолистых почв (табл. 1).
Эти исследования были продолжены и после создания новой экспериментальной базы в учхозе МСХА имени К.А. Тимирязевав «Михайловское», куда в 1965 г. перевели Почвенно-агрономическую станцию имени В.Р. Вильямса. Здесь в 1965-1967 гг. заложили три больших стационарных опыта по изучению предшественников и бессменных посевов основных полевых культур, различных видов полевых севооборотов и их сочетаний
при разных уровнях интенсификации и специализации земледелия.
В конце 60-х гг. здесь также была поставлена серия полевых опытов по изучению покровных культур для многолетних трав при разных уровнях интенсификации земледелия и по изучению эффективности кормового и сидерального использования промежуточных культур в полевых севооборотах [2,14,20,21].
Основные исследования по севооборотам в 60-80 гг. в ТСХА были связаны с тем, что специализация и концентрация животноводства на крупно-товарных фермах привела к выделению интенсивного кормопроизводства в специализированную отрасль земледелия, а, значит, и к существенному изменению структуры посевных площадей [2,14,19-25]. Это определяло необходимость иметь в одних хозяйствах систему кормовых (прифермских и сенокосно-пастбищных) севооборотов, в других - систему специализированных полевых (зерновых, картофельных, льняных и др.) севооборотов с предельным насыщением их ведущими культурами. Такое разделение привело к частичной потере в полевом севообороте элементов плодосмена - бобовых многолетних и однолетних трав, зернобобовых и пропашных культур, увеличению доли зерновых и снижению их урожайности.
Однако результаты исследований на Экспериментальной базе в учхозе ТСХА «Михайловское» показали, что при широком использовании органических и минеральных удобрений по нормам, рассчитанным на планируемый урожай, можно избежать уменьшения продуктивности специализированных зерновых севооборотов. Было установлено, что насыщение полевого севооборота зерновыми
культурами до 75 % на высоком агро-фоне не снижает их урожая и лишь при 100 % зерновых в севообороте он уменьшается на 11-15 % [17].
При этом большое значение приобретает чередование различных видов зерновых культур, отличающихся по озимости, яровости и другим биологическим признакам, которое усиливает широкое использование пожнивной сидерации в сочетании с удобрением соломой [2,20].
1. Продуктивность прифермских севооборотов при различном их насыщении пропашными культурами [17]
Структура посевных площадей, % Сбор кормовых единиц (в среднем за ротацию)
пропашные зерновые I бобовые т/га I %
25 50 25 4,14 100
50 25 25 4.70 113
75 25 7,18 173
100 - - 7,69 185
Результаты многолетних исследований, проведенных в дальнейшем на дерново-подзолистых почвах Московской области, показали, что насыщение 6-польного севооборота зерновыми культурами до 83 % на фоне минеральных удобрений приводит к снижению их урожайности (табл. 2). Однако если до 50 % площади зернового севооборота занимают пожнивные посевы белой горчицы на зеленое удобрение этого не происходит.
Ранее было отмечено, что длительное использование этого пожнивного сидерата как в чистом виде, так и в сочетании с соломой на фоне минеральных удобрений положительно влияет на химические, физические и агрохимические показатели плодородия почвы, а также фитосанитарное состояние посевов [14]. Это позволяет снять отрицательное влияние предельного насыщения севооборота зерновыми культурами на плодородие почвы и получать такие же урожаи, как и в плодосменном севообороте. Следует отметить накопительный эффект пожнивной сидерации и удобрения соломой в севообороте — прибавка урожая зерна озимой пшеницы и озимой ржи, идущих после яровых культур, от этих удобрений была не меньше, а в некоторых ротациях даже больше, чем у ячменя и овса, под которые запахивали зеленую массу горчицы и солому.
Рациональное чередование культур в специализированном зерновом севообороте в сочетании с многолетней пожнивной сидерацией как в чистом виде, так и вместе с удобрением соломой позволяет увеличить выход зерна с единицы севооборотной площади на 65-70 % при благоприятных экологических условиях (табл.2).
Одновременно отмечено высокое - на уровне плодосменного севооборота - качество зерна озимой пшеницы и ярового ячменя [2].
Кроме того, было установлено, что при высокой степени интенсификации земледелия изменяется влияние предшественников, становится возможным повторное возделывание некоторых культур или сокращается период времени для их возвращения на одно и то же поле. В специализи-
рованных зерновых севооборотах особое значение приобретает защита растений от специализированных болезней, вредителей и сорняков. Причем если решение проблемы вредоносности большинства из них решает применение пестицидов, то с корневыми гнилями зерновых культур можно бороться только путем правильной организации чередования культур в севообороте, учитывающей степень поражаемости различных видов зерновых культур этими бо-
лезнями [2,7,9,17,20,24,25]. При бессменных посевах озимой пшеницы и ячменя уже на 3-4-й год наступает массовое поражение растений корневыми гнилями. В то же время овес и озимая рожь мало восприимчивы к этим болезням. Поэтому их чередование приводит к заметному снижению пораженности [2,16,17,20].
Интенсификация земледелия, обеспечивающая рост урожайности зерновых культур до 4-5 т/га и более, определила и новые подходы к размещению многолетних трав в севооборотах в районах достаточного увлажнения. При такой урожайности резко ухудшаются условия (освещенность, обеспеченность влагой и др.) для роста и развития многолетних трав при подсеве под зерновые, особенно озимые культуры, они сильно изреживаются или полностью погибают [9,13]. Для решения этой проблемы был рекомендован подсев многолетних трав под покров яровых зернофуражных культур с уменьшенной вдвое нормой высева и под покров однолетних трав, убираемых на корм (вика-овсяная смесь, озимая рожь на корм и др.).
В результате исследований была установлена высокая эффективность использования озимых промежуточных культур на корм и пожнивных культур на зеленое удобрение в плодосменном севообороте, а также пожнивного сидерата как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой в различных севооборотных звеньях, при бессменном возделывании полевых культур и в зерновых севооборотах [2,20].
В условиях интенсификации и специализации земледелия промежуточные культуры становятся
важным элементом плодосмена в севооборотах, фактором окультуривания дерново-подзолистых почв и фитосанитарного оздоровления полей севооборота [6].
Большое значение в развитии теории и практики севооборота имела работа Координационного совета ВАСХНИЛ и МСХ СССР по севооборотам, который действовал при кафедре земледелия ТСХА более 40 лет (19652009 гг). Он был создан по инициативе профессора С.А. Воробьева. В разные периоды в проведении исследований по программе Координационного совета по севооборотам участвовало от 40 до 82 соисполнителей - научных учреждений системы ВАСХНИЛ и РАСХН, МСХ СССР и РФ, сельскохозяйственных вузов из всех почвенно-климатических зон страны [2].
Регулярная отчетность, постоянная методическая и консультативная помощь, контроль за выполнением намеченных программ исследований с выездом на места, личный контакт ученых, открытые дискуссии и широкий обмен опытом непосредственно на полях научно-исследовательских учреждений и передовых хозяйств каждой зоны обеспечивали высокую эффективность и результативность проводимых исследований. По итогам многолетних исследований в этот период были сделаны важные научные выводы на основе которых даны рекомендации производству:
установлено, что во всех зонах страны при самом высоком уровне интенсификации земледелия применение удобрений, пестицидов, регуляторов роста растений и мелиорация не могутзаменить высокую эффективность правильного научно обоснованного севооборота. Самые интенсивные и прогрессивные технологии становятся бессильными, если нарушается севооборот и закон плодосмена: смена культур на полях при прочих равных условиях эффективнее их бессменного возделывания и продуктивность плодосмена тем выше, чем больше различия в биологии и технологии выращивания культур. Эта эффективность выражается в повышении урожайности основных сельскохозяйственных культур в севообороте среднем в 1,5-1,7 раз, по сравнению с их бессменным возделыванием на таком же фоне удобрений (табл. 3); е
по-прежнему научно обоснованное | чередование сельскохозяйственных д культур обеспечивает высокие коэф- е фициенты использования воды, пита- | тельных веществ почвы и удобрений, ^ лучшее их накопление и сохранение в ю почве, способствует поддержанию ее м благоприятных физических свойств, 1 защите от водной и ветровой эрозии, 7
2. Урожайность зерновых культур и продуктивность зерновых севооборотов, среднее за 4 ротации севооборота (1980-2004 гг.) [20].
Севооборот, доля зерновых и удобрение Урожайность зерна, т/га Выход зерна т/га Выход кормовых единиц, тыс./га
ячмень овес озимая пшеница озимая рожь
Плодосмен, 50 3,28 3,1 3,77 - 1,70 5,30
Зерновой, 83 2,89 2,9 3,50 3,44 2,62 4,32
Зерновой, 83
+П.С.* 3,12 3,2 3,80 3,66 2,82 4,87
3ерновой,83
+П.С.+С.** 3,18 3,2 3,93 3,91 2,90 4,77
* - пожнивный сидерат(горчица белая), ** - пожнивный сидерат + солома
3. Влияние бессменного посева, севооборота и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га [10].
Без удобрений С удобрениями
Культура бессмен- сево- прибавка бессмен- сево- прибавка
ный посев оборот от севооборота, % ный посев оборот от севооборота, %
Озимая пшеница 2,03 3,38 66,5 2,88 4,42 53,4
Яровая пшеница 1,26 1,89 50,0 1,87 2,51 34,2
Озимая рожь 1,11 1,92 73,0 2,23 3,07 37,7
Ячмень 1,31 1,98 51,1 2,26 2,97 31,4
Овес 0,92 1,42 54,3 1,43 1,86 30,0
Картофель 10,94 14,05 28,4 18,94 23,05 21,7
Сахарная свекла 6,99 16,99 143,0 18,18 30,18 66,0
Подсолнечник 1,36 2,13 58,3 1,64 2,45 49,9
а растений - от вредителей, болезней и сорняков. В конечном итоге это способствует формированию высоких и устойчивых урожаев и эффективному использованию средств интенсификации;
интенсификация земледелия обусловила новые научные решения по разработке севооборотов на орошаемых и осушенных землях, а также определила некоторые научно обоснованные изменения и уточнения роли чистых и занятых паров, связанные с необходимостью надежной защиты почвы от эрозии в период парования поля;
в связи со специализацией земледелия решены вопросы о предельном насыщении севооборотов ведущими культурами - зерновыми, сахарной свеклой, картофелем, льном, отдельными видами овощей, хлопчатником и др., о возрастающей роли севооборота и первостепенном значении биологических факторов чередования культур при специализации земледелия;
большое значение для теории и практики севооборота имеют выводы о совместимости и самосовместимости сельскохозяйственных культур, о возможности повторных и длительных бессменных посевов, о необходимости в новых условиях адаптивного земледелия разрабатывать севооборот на основе различий не по группам культур, а по конкретным их видам, разновидностям, сортам и гибридам;
важным вкладом в теорию и практику севооборота стали заключения о промежуточных культурах как факторе интенсификации земледелия и окультуривания малоплодородных почв, об их агротехнической роли, приобретающей значение элементов плодосмена, которые утрачиваются N при специализации земледелия; о решены вопросы об организации системы севооборотов в кон-^ кретных хозяйствах с учетом диф-о ференциации пахотных и других | сельскохозяйственных угодий по уровню плодородия, развития эро-® зионных процессов, в зависимости 5 от характера агроландшафта, землеу-$ стройства, природно-экологических,
производственно-экономических, социально-демографических и других условий.
В то же время некоторые публикации по результатам исследований в длительном опыте ТСХА звучат диссонансом с этими научно обоснованными выводами и предложениями производству и вызывают недоумение [26-30].
Заложенный в 1912 г профессором А.Г. Дояренко как демонстрационный для обучения студентов и крестьян Московской губернии полевой опыт не предусматривался для научного использования [31]. Однако со временем, несмотря на имеющиеся недостатки (отсутствие повторений, склоновый участок, пестрота почвенного покрова и др.), его неоправданно стали использовать как научный и превратили в источник дезинформации для теории и практики земледелия [26-30].
Серьезный недостаток этого полевого эксперимента - неоднородность почвенного покрова, который на 1,5 га площади опытного участка представлен тремя почвенными разностями: песок, супесь и легкий суглинок [31].
Кроме того, опытные делянки общей площадью 50 м2 каждая размещены на склоне с величиной уклона в разных точках участка от 1 до 40 и с общим перепадом высот 6 м. В результате этого блок с 11 вариантами удобрений монокультуры оказался в верхней, а севооборотный - меньший по площади блок только с 9 вариантами удобрений - в нижней половине участка.
По этой причине в годы достаточного и избыточного увлажнения, а таких здесь 70 % лет, возникает эрозия почвы и происходит ее смыв вниз по склону с переносом на соседние делянки [21, 32, 34]. Причем нижняя часть участка с севооборотом переувлажняется, тогда как на верхней с монокультурой этого не происходит.
В результате переувлажнения почвы, её заиления в нижней севооборотной части склона продуктами эрозионного смыва с семенами сорняков и возбудителями болезней растений снижается урожайность картофеля, ячменя, льна-долгунца, и
они в севообороте формируют практически такой же урожай, как и при монокультуре [2, 21, 26-28]. В связи с этим нельзя признать корректными выводы и рекомендации: возделывать на полевых землях ячмень, картофель, лен-долгунец повторно и даже бессменно [26-28].
Это противоречит выводам, основанным на результатах многочисленных исследований, проведенных в Московской области в стационарных полевых опытах кафедры земледелия ТСХА в учхозах «Щапово» и «Михайловское» (Подольский район Московской области), ВНИИ картофельного хозяйства (Коренево), НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны (Немчиновка) и других научных учреждений региона [9,13,16-18,23-25].
В пореформенный период 90-х годов в практике земледелия нашей страны повсеместно получила распространение тенденция к упрощению севооборотов - сокращению ротации, чередование культур только во времени, нередко переход к монокультуре. Однако это чревато нарушениями научно обоснованных требований по временным интервалам повторного возделывания культур на одном и том же поле, что неизбежно ведет к снижению урожаев подсолнечника, сахарной свеклы, льна и других культур, особенно требовательных к смене культур на полях [2,9,10,17,24,33].
Дальнейшему развитию вопросов теории и практики севооборота в пореформенный период были посвящены научные исследования коллектива кафедры земледелия и методики опытного дела РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева и других научных учреждений страны, работавших по программе Координационного совета по севооборотам [2, 21, 24, 25]. Система севооборотов на пашне, хорошо увязанная со структурой и продуктивностью лугов и пастбищ, в новых условиях стала основополагающим звеном агроландшафтных и других систем земледелия [2, 10, 14, 21].
В адаптивно-ландшафтном земледелии севообороты - основа био-логизации, которая в современных условиях создает исключительно благоприятные предпосылки для ведения экологически безопасного земледелия. Такие предпосылки реализуются путем усиления природоохранной, почвозащитной и фитосанитарной функции севооборотов через оптимизацию структуры посевных площадей в сторону расширения посевов многолетних трав, бобовых, промежуточных, сидеральных и других культур и строгое соблюдение принципов плодосмена при проектировании.
В связи с этим задачи повышения продуктивности и устойчивости земледелия необходимо решать комплексно в рамках современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия, которые, наряду с воспроизводством плодородия почвы и защитой ее от эрозии, обеспечивают сохранение агроландшафтов и экологическую безопасность среды обитания человека.
Этому способствуют и новые направления исследований, тесно связанные с освоением в производстве высоко технологичных принципов точного земледелия [35]. Для их развития на факультете агрономии и биотехнологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева создан и функционирует Центр точного земледелия со стационарным полевым опытом на базе зернопропашного севооборота.
Литература.
1. Стебут И.А. Избранные сочинения в 2-х томах. М.: Сельхозгиз, 1956 -1957 гг.
2. Лошаков В.Г. Севооборот и плодородие почвы / под ред. В.Г. Сычева. М.: Изд-во ВНИИА, 2012. 512 с.
3. Учебная и научная работа кафедры земледелия / А.Ф. Голиков, Е.А. Зыкова,
A.Н. Киселев, А.А. Кудрявцева // Известия ТСХА. 1965. Вып. 5-6. С. 186-203.
4. Вильямс В.Р. Собрание сочинений в 12 томах. М.: Сельхозгиз, 1948-1953 гг.
5. Дояренко А.Г. Избранные сочинения / под ред. Л.Л. Балашева. М.: Сельхозгиз, 1963. 495 с.
6. Лошаков В.Г. Научный подвиг Алексея Григорьевича Дояренко // Докл. ТСХА. 2005. Вып. 277. С. 3-15.
7. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения. М.: Колос,1965. Т. 3
8. Тимирязев К.А. Избранные сочинения. М.: Сельхозгиз, 1948. Т. 2. 424 с.
9. Воробьев С.А. Севообороты в специализированных хозяйствах Нечерноземья. М. Россельхозиздат, 1982. 216 с.
10. Земледелие / Г.И. Баздырев,
B.Г. Лошаков, А.Я. Рассадин и др. / под ред. Г.И. Баздырева. М.: ИНФРА-М, 2013. 608 с.
11. Соколов Н.С. Общее земледелие. М.: Огиз - Сельхозгиз, 1938. 452 с.
12. Чижевский М.Г. Введение и освоение правильных севооборотов в колхозах. М.: Сельхозгиз, 1948. 109 с.
13. Воробьев С.А. Основы полевых севооборотов. М.: Колос,1968. 200 с.
14. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры в севооборотах Нечерноземной зоны. М.: Рос-сельхозиздат, 1980. 136 с.
15. Шурыгин А.П. Динамика влажности почвы в полях севооборотов на обыкновенных черноземах // Докл. ТСХА. 1963. Вып.88. С. 141-147.
16. Агрономические основы специализации севооборотов / под ред.
C.А. Воробьева и А.М. Четверни. М.: Агропромиздат,1987. 240 с.
17. Воробьев С.А. Севообороты интенсивного земледелия. М.: Колос, 1979. 368 с.
18. Воробьев С.А., Лошаков В.Г. Севообороты интенсивного земледелия //
Научные основы интенсивного земледелия в Нечерноземной зоне М.: Колос,1976. С. 70-103.
19. Залялов Ф.К. Сравнение кормовых культур по продуктивности и как предшественников яровой пшеницы // Докл. ТСХА. 1963. Вып. 88. С. 175-181.
20. Лошаков В.Г Научно-теоретические основы зерновой специализации севооборотов // Изв. ТСХА. 2006. Вып.4. С. 3-22.
21. Лошаков В.Г. Прошлое и настоящее длительного опыта ТСХА // Агрохимия. 2013. № 12. С. 50-55.
22. Методические указания по проведению опытов с севооборотами на склоновых землях Нечерноземной зоны РСФСР / С.А. Воробьев, В.Г. Лошаков, А.М. Четверня и др. М.: ВАСХНИЛ, 1986. 24 с.
23. Рекомендации по организации севооборотов в условиях специализации земледелия // М.: Госагропром СССР. 1986. 50 с.
24. Севооборот в современном земледелии: сб. докладов межд. научн. конф., посвященной 100-летию со дня рождения проф. С.А. Воробьева / под ред. В.Г Лоша-кова. М.: ТСХА, 2004. 308 с.
25. Теория и практика современного севооборота / под ред. С.А. Воробьева и
B.Г Лошакова. М.: МСХА, 1996. 306 с.
26. Длительному полевому опыту ТСХА 90 лет: итоги научных исследований. М.: МСХА, 2002. 262 с.
27. Доспехов Б.А. Некоторые итоги стационарного полевого опыта Тимирязевской академии за 60 лет // Изв. ТСХА. 1972. Вып. 6. С. 28-47.
28. Егоров В.Е. Опыт длится 60 лет. М.: Знание, 1972. 48 с.
29. Лыков А.М. Агроэкологическая оценка органического вещества легкосуглинистой дерново-подзолистой почвы в Длительном полевом опыте ТСХА // Длительному полевому опыту ТСХА 90 лет: итоги научных исследований. М.: МСХА, 2002. С. 169-231.
30. Дояренко А.Г. Из агрономического прошлого. М.: Колос. 167 с.
31. Хитров Н.Б. Почвы длительного полевого опыта ТСХА // Изв. ТСХА. 2012. Вып. 3. С. 62-78.
32. Хохлов Н.Ф. Применение фотограм-мометрии в длительном опыте // Докл. ТСХА. 2004. Вып. 276. С. 100-103.
33. Воробьев С.А. Временные рекомендации по специализации севооборотов в интенсивном земледелии. М.: МСХ СССР-ВАСХНИЛ, 1977. 48 с.
34. Обмен углеродсодержащих газов с атмосферой в зависимости от характера почвы длительного опыта ТСХА / М.В. Чис-тотин, К.П. Хайдуков, Л.К. Шевцова,
A.Ф. Сафонов // Фундаментальные исследования по созданию новых средств химизации и наследие академика Д.Н.Прянишникова: тезисы докладов международной научно-практической конференции. М.: ВНИИА, 2015. С. 47-52.
35. Якушев В.П., Захаренко А.В. Точное сельское хозяйство / под ред. Д. Шпаара.
C.-Пб. - Пушкин: Изд-во «Павел», 2009. 398 с.
36. Планирование и проведение многофакторных опытов по разработке почвозащитных систем земледелия: методические указания / В.Д. Панников, Н.П. Панов,
B.Г. Лошаков и др. М.: ВАСХНИЛ, 1983. 70 с.
Development of the Doctrine about Crop Rotation in RSAU-MTAA
V. G.Loshakov
D.N. Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agrochemistry, ul. Pryanishnikova, 31 a, Moskva, 127550, Russian Federation
Abstract. The stepped analysis of the development of the crop rotation doctrine during the 150-year history of Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy shows that historically this process was closely associated with scientific and technological progress and development of natural science. In the learned works of the outstanding scientists of old "Petrovka" and "Ti-miryazevka " it is traced a complex, sometimes contradictory and subjected to the influence of ideological and political conjuncture, way of development of the doctrine about crop rotation, which is the theoretical basis for all systems of farming and crop rotations: from three-field grain-fallow rotations to succession cropping and multiple-field grass crop rotations; from succession cropping and multiple-field grass crop rotations to modern specialized adaptive crop rotations using the methods of biologiza-tion and ecologization of agriculture through the wide use of legumes and cover crops, green manuring and phyto-amelioration. In the postwar period in our country these processes occurred together with rapidly growing intensification of agriculture on the basis of its chemicalization, irrigation and integrated mechanization, which, as elsewhere in the world, with the increase in the productivity of fields generated a number of environmental problems. The results of large-scale and long-term studies that were organized at a high scientific and methodological level by scientists of the institute in the second half of the twentieth century in the Academy and in the zones of the country showed that even at the highest level of agriculture intensification a violation of science-based crop rotations leads to a decrease in crop yields on average 1.5-1.7 times, which is accompanied by soil degradation and massive spread of plant diseases, pests and weeds. The results of numerous studies in recent decades, conducted in the regions of our country under the scientific and methodical supervision of the scientists of the institute, have also showed that even under the conditions of a lingering economic crisis, crop rotation remains a fundamental scientific component of modern farming systems and agricultural technologies, based on the principles of adaptive use of plant breeding achievements in combination with the latest achievements of agrochemistry and agroecology in terms of environmentally safe agricultural landscape.
Keywords: crop rotation, monoculture, ro- ^ tation, clover, farming system, perennial grass- S es, soil fertility, yield, intermediate crops. J
Author Details: V.G. Loshakov, D. Sc. Ja (Agr.), chief research fellow (e-mail: LVG36@ ^ yandex.ru). j|
For citation: Loshakov V.G. Develop- z ment of the Doctrine about Crop Rotation 2 in RSAU-MTAA. Zemledelie. 2017. No 2. 2 Pp. 3-9 (in Russ.)
