1. Теоретичні основи сівозмін

В основі сівозмін лежить науково обґрунтована структура посівних площ тобто співвідношення площ під різними сільськогосподарськими культурами і чистими парами, виражене в відсотках до загальної площі орної землі. Вона розроблюється в відповідності до спеціалізації господарства.

Необхідність чергування сільськогосподарських культур давно встановлена практикою землеробства. Науково обґрунтоване чергування культур з’явилося із розвитком природничих наук. Так, по теорії швейцарських ботаніків Декандолей, відповідно до якої рослини беруть із ґрунту як потрібні, так і не потрібні їм речовини. Останні, попадаючи у ґрунт, накопичуються в ньому і затримують розвиток посівів даної культури. Ця теорія була експериментально перевірена Макером, який встановив, що рослини виділяють крізь корні органічні речовини, які шкідливі для послідуючих посівів тих же рослин, але не шкідливі для інших, а, навпаки, живлять їх.

З розвитком теорії сівозміни необхідність чергування культур стали обґрунтовувати із точки зору ґрунтового живлення рослин. Характерна особливість цих обґрунтувань – ділення рослин на групи по впливу на родючість ґрунту. До виникнення мінеральної теорії живлення рослин сільськогосподарські культури поділяли на збагачуючі ґрунт гумусом і виснажливі щодо його.

Багаторічними дослідженнями, проведеними вченими в Україні і за кордоном, було встановлено, що врожай більшості польових культур під час вирощування їх у сівозміні підвищується в 1,5 2 рази порівняно з беззмінними культурами, які тривалий час вирощуються на одному полі.

За даними Харківської дослідної станції, врожай культур в сівозміні як на неудобреному фоні, так і після внесення добрив був значно вищий ніж у беззмінних посівах.

В умовах беззмінної культури пшениці на Ротамстедській дослідній станції (Англія) при вирощуванні її без добрив в середньому за 80 років збирали по 7,6 ц/га зерна, а в чотирипільній сівозміні з конюшиною – 16,2 ц/га. Починаючи з 1879 р. в м. Галле (Німеччина) ведуться досліди з беззмінного вирощування жита, урожайність якого за ці роки склала, без внесення добрив, близько 6 ц/га.

Найбільш чутливі до повторних, беззмінних посівів льон, цукрові буряки та соняшник. Повторних посівів цих культур не практикують, оскільки різко зменшується їх урожайність. Середньо чутливими до беззмінних посівів є жито, пшениця, овес, ячмінь; менш чутливими – картопля, кукурудза, бавовник, коноплі, тютюн, рис. При внесенні відповідних доз добрив високий урожай цих культур збирають і в беззмінних посівах.

Найбільш правильне і повне наукове обґрунтування необхідності чергування культур у полях сівозміни дав Д.М. Прянишников, який вважав, що врожайність культур у беззмінних посівах зменшується внаслідок дії хімічних, фізичних, біологічних та економічних факторів.

Хімічні фактори. Сільськогосподарські культури виносять з ґрунту неоднакову кількість поживних речовин, і в різному співвідношенні. Так, цукрові буряки, картопля і кукурудза виносять з ґрунту неоднакову кількість поживних речовин в порівнянні з зерновими культурами. Тому при багаторічному вирощуванні на одному і тому самому полі однієї і тієї ж культури з часом настає не однобічне виснаження ґрунту, на який-небудь елемент мінерального живлення. Ще до широкого застосування мінеральних добрив це вважалося однією з головних причин виснаження ґрунту.

Біологічні фактори. Необхідність чергування культур в сівозміні зумовлена також шкідливою дією бур’янів, шкідників і хвороб на рослини, внаслідок чого знижується врожай та погіршується його якість.

Відомо, що більшість бур’янів засмічує всі сільськогосподарські культури. Проте є такі бур’яни, які пристосувалися тільки до певних культур і засмічують переважно лише їх посіви: стоколос житній – жито, плоскуха – просо, вівсюг – овес.

Забур’яненість посівів залежить також від біологічних особливостей розвитку вирощуваних культур. Наприклад, озиме жито рано навесні розвиває значну вегетативну масу і затінює бур’яни, тому посіви цієї культури менш забур’янені.

Фізичні фактори. Фізичні властивості ґрунту і вміст поживних речовин у ньому значною мірою залежить від наявності кореневих решток, які залишаються після збирання врожаю сільськогосподарських культур. Дослідами доведено, що після вирощування просапних культур на полі значно менше залишається рослинних решток, ніж після культур суцільного способу сівби, особливо багаторічних трав.

Різні сільськогосподарські культури протягом вегетаційного періоду випаровують неоднакову кількість вологи. Наприклад, просо, кукурудза та сорго на утворення одного ц. сухого врожаю, за період вегетації забирають з ґрунту 200–300, пшениця та ячмінь – 400–500, конюшина та люцерна – 600–800 ц/га вологи.

Залежно від розвитку і розміщення кореневої системи в ґрунті такі рослини, як конюшина, люцерна, цукрові буряки забирають вологи з глибоких шарів ґрунту (200–300 см.), висушуючи його більше ніж інші рослини.

Економічні фактори. Правильне чергування культур має велике організаційно-господарське значення. Якщо при монокультурі в окремі періоди в господарстві створюється велике напруження в використанні робочої сили, тракторів, сільськогосподарських машин та інших засобів виробництва, то запровадження правильних сівозмін сприяє кращій організації праці. Раціональне розміщення в сівозміні озимих і ярих, просапних, зернових, зернобобових культур, створює умови для продуктивнішого використання засобів виробництва.