Существует предположение, что земледелие началось в горах и лишь потом постепенно спустилось в речные долины. Много позже оно охватило лесную зону и, наконец, когда у человека появился опыт обработки почвы с использованием тягловой силы животных, наступил черед распашки степей. Но где бы человек ни пахал почвы, вплоть до начала XVIII в. (в некоторых малозалесенных районах еще позже) подход к использованию земли был одинаковым: распахав участок и посеяв на нем ячмень или пшеницу (в Европе), кукурузу или картофель (в Америке), через несколько лет человек забрасывал его и осваивал новый. Ведь на использовавшейся несколько лет подряд пашне урожай падал и посевы сильно засорялись. На брошенном участке возобновлялась естественная растительность и восстанавливалось плодородие почв. Через 10—20 лет этот участок можно было использовать вновь.
Из ранних систем земледелия наиболее известна подсечно-огневая (в лесной зоне; там лес вначале подсекали – надрубали кору, подсушивали и затем сжигали) и залежно-переложная (в степной зоне; там на заброшенной пашне восстанавливались естественные степи), для которых было характерно чередование стадии пашни и естественной растительности. Эти агроэкосистемы были самовосстанавливающимися – израненную плугом почву периодически залечивала естественная растительность.
Население Земли росло, потребность в пище соответственно увеличивалась. Доля пашни в агроэкосистеме возрастала, а доля естественной растительности уменьшалась. Когда способность растительности восстанавливать почву иссякла, пришлось заменять древние системы земледелия севооборотами. В севооборотах почворазрушающие культуры, такие, как ячмень, пшеница, рожь, кукуруза, подсолнечник и др., чередуются с почвоулучшающими – горохом, соей, бобами, многолетними травами. Если севооборот организован правильно, то все взятое из почвы с урожаем возвращается ей почвовосстанавливающими культурами, органическими и минеральными удобрениями.
В севооборотах большое значение играют сидераты – культуры из семейств бобовых (в Нечерноземье – люпин, в Черноземье – донник) или крестоцветных (рапс). Зеленую массу сидератов не убирают с поля, а запахивают в почву как зеленое удобрение. В районах с теплым климатом сидераты можно выращивать до основной культуры или после уборки ее урожая (такие сидераты называются промежуточными культурами), наконец, их можно сеять вместе с основной культурой (например, с кукурузой) и оставить после ее уборки набирать зеленую массу. Немецкие фермеры называют сидераты «золотом земледельца». Их эффективность при удобрении почвы выше, чем у навоза.
Особенности севооборотов зависят от климатических и почвенных условий и от хозяйственной задачи: они могут быть зерновыми, кормовыми (выращиваются разные кормовые культуры: кукуруза, корнеплоды, многолетние и однолетние травы), свекловичными, картофельными. Название севообороту дают по преобладающей культуре.
Чтобы определить, какие культуры и сколько лет возделывать на каждом этапе севооборота и какова будет его общая продолжительность, важно установить последовательность культур. Культура, которая выращивалась на поле в прошлом году, называется предшественником. Горох, обогащающий почву азотом, например, является отличным предшественником для многих культур – всех зерновых и пропашных. Хорошим предшественником для большинства культур является озимая рожь. Она очищает поля от сорняков за счет дружного развития с весны и ранней уборки, позволяющей рано провести зяблевую вспашку и спровоцировать прорастание семян сорняков. Яровые зерновые – пшеница и ячмень – хорошие предшественники для гороха, сахарной свеклы, подсолнечника, многолетних трав, рапса. Подсолнечник не годится как предшественник для пропашных культур, которые высевают с широкими междурядьями, регулярно обрабатываемыми культиваторами, но после него хорошо растет пшеница.
Обычно в севооборот включают еще и паровые поля, почва которых «отдыхает» от интенсивного использования и «подлечивается» (для этого на паровые поля вносят навоз, их очищают от сорняков специальными обработками или гербицидами). Раньше использовались чистые, или черные пары, на которых вегетационный сезон (или хотя бы с весны и до посева озимых) не возделывались культурные растения.
Чистые пары полезны тем, что запасают влагу, которая впитывается в хорошо разрыхленную почву, но у них есть и минусы. Первый из них – экономический: человек лишается полезной площади, с которой можно получить урожай. Второй – экологический: паровые поля особенно сильно подвержены эрозии. Пары усиливают дефицит азота, так как микроорганизмы минерализуют азот гумуса, который переходит в нитратные формы, вымывается дождями и улетучивается в атмосферу.
Этих недостатков нет у занятых паров, когда на паровом поле выращивается почвоулучшающая культура. Эта культура дает урожай или используется как зеленое удобрение и становится залогом урожая будущего года. На занятых парах нет эрозии, но не накапливается влага. Если последующий год будет засушливым, урожай на этом поле снизится.
В разных зонах применяют разные пары. В степях, где в дефиците вода, а черноземные почвы достаточно плодородны, целесообразнее иметь чистые пары, так как главное для будущего урожая здесь – создать запас влаги. Занятые пары используются в районах с большим количеством осадков и лесными почвами, которые бедны питательными элементами.
В степной зоне используются и различные варианты комбинированных паров, например кулисные, когда на поле сохраняются полосы высоких растений, способствующих снегонакоплению и уменьшающих риск эрозии.
Контрольные вопросы
1. Какие системы земледелия использовались до введения севооборотов?
2. Какие требования предъявляют к культуре-предшественнику?
3. Какую роль играют чистые и занятые пары?
4. Что такое сидераты и какова их роль в поддержании плодородия почв?
