Плодосмен

Плодосмен — это система земледелия, основанная на ежегодном чередовании (ротации) сельскохозяйственных культур на одном и том же участке земли. В отличие от примитивных форм землепользования (залежной, переложной, паровой), плодосмен предполагает научно обоснованный севооборот, при котором поля не остаются под чистым паром, а постоянно заняты посевами. Ключевое отличие плодосмена от других систем — отсутствие чистого пара и включение в севооборот пропашных культур и многолетних трав, что позволяет поддерживать плодородие почвы без длительного отдыха участка.

История возникновения и развития

Переход от трёхполья (пар — озимые — яровые) к плодосмену стал важнейшим этапом аграрной революции в Европе. Трёхпольная система, господствовавшая в Средневековье, приводила к истощению почв и снижению урожайности из-за отсутствия азотфиксирующих культур и недостатка органических удобрений.

Зарождение плодосмена относят к XVI–XVII векам в Нидерландах и Англии. В Нидерландах, где остро стояла проблема нехватки земель, фермеры начали внедрять интенсивные севообороты с включением клевера, турнепса и кормовых корнеплодов. В Англии в XVIII веке так называемая норфолкская четырёхпольная система (пшеница — репа — ячмень — клевер), пропагандируемая лордом Чарльзом Таунсендом (известным как «Турнепс Таунсенд»), стала образцом плодосмена. Эта система позволяла не только кормить скот (репа и клевер), но и обогащать почву азотом (клевер — бобовая культура), разрыхлять её корнеплодами (репа) и подавлять сорняки.

В XIX веке плодосмен получил научное обоснование в трудах немецкого агрохимика Юстуса фон Либиха, который сформулировал закон возврата питательных веществ в почву. В Российской империи внедрение плодосмена началось в первой половине XIX века в помещичьих хозяйствах, но широкого распространения не получило из-за крепостничества и крестьянской общины с её чересполосицей. Массовый переход к плодосмену в России произошёл только в советский период, в ходе коллективизации и освоения целинных земель, когда были разработаны зональные севообороты.

Принципы и научные основы

Основу плодосмена составляют несколько фундаментальных принципов:

• Различное потребление питательных веществ. Разные культуры по-разному выносят из почвы макро- и микроэлементы. Например, зерновые (пшеница, рожь) потребляют много азота и калия, корнеплоды (свёкла, картофель) — много калия, а бобовые (горох, клевер) сами фиксируют атмосферный азот, обогащая почву.
• Различная глубина корневой системы. Культуры с глубокой корневой системой (люцерна, подсолнечник) используют питательные вещества из нижних горизонтов, а с мочковатой (овёс, пшеница) — из верхнего слоя. Чередование позволяет равномерно осваивать весь пахотный слой.
• Влияние на структуру почвы. Многолетние травы (клевер, люцерна) улучшают водопроницаемость и структуру почвы, создавая комковатую структуру. Пропашные культуры (картофель, кукуруза) требуют интенсивной обработки междурядий, что приводит к разрыхлению почвы, но может усиливать эрозию.
• Фитосанитарный эффект. Чередование культур препятствует накоплению в почве специализированных вредителей и возбудителей болезней. Например, при бессменном выращивании картофеля на одном поле резко возрастает численность колорадского жука и фитофторы. Возвращение культуры на прежнее место рекомендуется не ранее чем через 3–4 года.
• Аллелопатия. Взаимное влияние растений через корневые выделения. Некоторые культуры (например, рожь) подавляют рост сорняков, другие (например, подсолнечник) могут угнетать последующие посевы.

Классификация и виды плодосменных севооборотов

В современной агрономии плодосмен является синонимом севооборота с интенсивным использованием земли. Севообороты классифицируют по нескольким признакам.

По хозяйственному назначению

• Полевые. Предназначены для производства зерна, технических культур, кормов. Включают от 4 до 10 полей. Пример: пар — озимая пшеница — сахарная свёкла — ячмень — горох.
• Кормовые. Ориентированы на производство сочных и грубых кормов для животноводства. Включают многолетние травы, кукурузу на силос, корнеплоды. Пример: клевер — клевер — озимая пшеница — кукуруза на силос — ячмень с подсевом клевера.
• Специальные. Для выращивания овощей, риса, табака, хлопка. Отличаются высокой насыщенностью культурами одного семейства и интенсивной обработкой. Пример овощного севооборота: капуста — томаты — лук — морковь — огурцы.

По соотношению культур

• Зернопаровые. С чистым паром и большим удельным весом зерновых (до 70–80%). Характерны для засушливых регионов.
• Зернопропашные. Включают пропашные культуры (кукуруза, подсолнечник, картофель) и зерновые. Чистый пар отсутствует.
• Плодосменные (в узком смысле). Классический тип с чередованием зерновых, пропашных и бобовых трав. Именно этот тип исторически назывался плодосменом.
• Травопольные. Основаны на большом удельном весе многолетних трав (до 50% и более). Разработаны В.Р. Вильямсом для восстановления почвенной структуры.

Преимущества и недостатки

Преимущества плодосмена перед бессменным возделыванием

• Повышение урожайности на 20–40% без дополнительного внесения удобрений.
• Снижение засорённости полей, поражения болезнями и вредителями.
• Улучшение агрофизических свойств почвы (структура, водопроницаемость).
• Более эффективное использование органических и минеральных удобрений.
• Снижение рисков эрозии почвы (особенно при включении многолетних трав).
• Равномерное распределение трудовых нагрузок в течение года.

Недостатки и ограничения

• Сложность планирования и необходимость строгого соблюдения схемы в течение нескольких лет.
• Требовательность к высокой культуре земледелия и квалификации агронома.
• Меньшая экономическая эффективность в краткосрочной перспективе по сравнению с узкой специализацией (например, монокультура кукурузы при высоких ценах на неё).
• Невозможность применения в условиях мелкоконтурности и чересполосицы (характерно для личных подсобных хозяйств).

Применение в современном мире

В современном сельском хозяйстве плодосмен является обязательным элементом адаптивно-ландшафтного земледелия и точного земледелия. В развитых странах (США, страны ЕС, Канада) соблюдение севооборотов часто является условием получения государственных субсидий и сертификации органической продукции. В России севообороты разрабатываются для каждого хозяйства с учётом почвенно-климатических условий (зональные системы земледелия — для Нечерноземья, чернозёмной зоны, Поволжья, Сибири).

Современные тенденции включают:

• Дифференциацию севооборотов в зависимости от рельефа и плодородия почвы внутри одного поля.
• Включение сидеральных культур (горчица, рапс, фацелия) в севооборот в качестве «зелёного удобрения».
• Биологизацию земледелия — увеличение доли бобовых культур и уменьшение применения минеральных удобрений.
• Использование ГИС-технологий для моделирования и оптимизации севооборотов.

Критика и альтернативы

Основная критика классического плодосмена исходит от сторонников монокультуры (бессменного возделывания одной культуры), которая практикуется в некоторых регионах мира (например, кукуруза в США, пшеница в Австралии). Монокультура позволяет максимально унифицировать технологии и использовать специализированную технику, но требует огромных доз пестицидов и удобрений, что приводит к деградации почв и загрязнению окружающей среды.

В органическом земледелии плодосмен считается обязательным, но предлагаются более сложные схемы, включающие до 8–10 полей с большим разнообразием культур. Альтернативой плодосмену в некоторых системах является сидеральный пар (запашка зелёной массы растений) или почвозащитное земледелие (No-till, Strip-till), где севооборот упрощается, но основной упор делается на сохранение растительных остатков на поверхности почвы.

Интересные факты

• В XIX веке в России плодосмен называли «многопольем» или «правильным севооборотом». Первым его пропагандистом был агроном А.Т. Болотов, разработавший севооборот для своего имения в Тульской губернии.
• Самая длинная непрерывная ротация культур в мире существует с 1843 года на опытном поле Ротамстедской опытной станции (Великобритания). Там с 1843 года ведутся наблюдения за плодосменным севооборотом и бессменным возделыванием пшеницы.
• В древнем Китае и Риме были известны примитивные формы плодосмена, например, чередование пшеницы и бобов.

Источники

• Вильямс В.Р. «Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения» (1939).
• Прянишников Д.Н. «Избранные сочинения. Том 2. Частное земледелие» (1963).
• Кауричев И.С., Панов Н.П. и др. «Почвоведение» (1982).
• Доспехов Б.А. «Методика полевого опыта» (1985).
• Кирюшин В.И. «Экологизация земледелия и технологическая политика» (2000).