И.С. Белюченко, О.А. Мельник
Сельскохозяйственная экология
Учебное пособие. – Краснодар: Изд-во КГАУ, 2010. - 297 с.

7. Перспективы развития агроландшафтов

7.2. Совмещенные и смешанные посевы

Совмещенные посевы известны в земледелии с давних времен, а примеры смешанных травостоев нам показывает природа. С возрождением "нормального" земледелия (без минеральных удобрений и пестицидов) совмещенные посевы снова получают прописку на наших полях. Большое значение в смешанных и совмещенных посевах придается подбору и сочетанию культур. При создании такого типа агроландшафтов рациональнее используются земельная площадь, почвенные ресурсы при сочетании и чередовании различных по экологии и биологии культур. Правильно подобранные компоненты травосмесей в смешанных посевах создают в подземной и надземной среде условия, благоприятные для развития насекомых и других организмов, сдерживающих распространение вредителей. Совмещенные посевы, ввиду их меньшей специализации и приближении по свойствам к естественным угодиям, отличаются меньшим распространением болезней отдельных культур. Смешанные посевы или посадки используют благоприятное влияние определенных видов растений друг на друга, что благоприятствует улучшению состояния растений и повышению качества продукции.

В органическом земледелии посев рассматривается как единый организм, представляющий собою сбалансированный блок живых организмов (растений – животных – микроорганизмов). При удачном сочетании культур, особенно в многолетних посевах, созданное сообщество живет практически самостоятельно и почти без вмешательства человека. В его функционировании более эффективно проявляются законы саморегуляции, например, численности вредных насекомых (на допустимом уровне). Вредители не исчезают, но наносимый ими вред ниже, чем в чистых посевах, поскольку их распространению в мешанках препятствуют насекомые – хищники, пауки, птицы, лягушки. Введение в посев растений, выделяющих отпугивающие вещества, также способствуют снижению потерь.

Человек не абсолютизируется от таких посевов, а следит за их состоянием и при необходимости принимает определенные меры, не вызывающие нарушения естественного равновесия между растительными видами. При массовом размножении вредителя используются инсектициды направленного действия, но предпочтительно растительного происхождения, а также биологические методы, используя взаимоотношения хищник – жертва по отношению именно к появившемуся вредителю.

Чтобы посев стал единым организмом, в его структуре должны сочетаться по возможности большее число растений: зерновые, травы (эфироносы, лекарственные – лучше аборигены), а также небольшое количество сорняков. Иными словами, при создании посевов необходимо заботиться не только о потребности человека, но и о трофических и топических интересах обитающих в этой зоне насекомых и других животных. Желательным атрибутом антропогенных ландшафтов в связи с этим являются вкрапления кустарников и деревьев (лучше лесные полосы), привлекающие птиц, защищающие посевы от ветра, сдерживающие высушивание почвы и т.д.

Одним из условий совмещенных и смешанных посевов является учет экологических интересов каждой культуры, а потому необходимо внимательно относиться к выбору различных компонентов травосмеси по форме, размеру, скорости роста и т.д. Для предупреждения корневой конкуренции в совмещенных посевах необходимо размещать растения с мочковатой системой корней, чередуя их с растениями, имеющими стержневую корневую систему. Наиболее разработаны теоретические и практические основы смешанных посевов в травосеянии, на анализе которых мы и остановимся подробнее.

Важнейшим условием в создании травосмесей является правильный подбор видов, характеризующихся экологической совместимостью, поддерживаемый определенной технологией ухода и выращивания травостоев. В состав травосмесей вводятся кормовые растения из разных ботанических семейств (злаки, бобовые, крестоцветные), различающиеся своей экологией (отношение к температуре, плодородию почвы, инсоляции), биологией (феноритмотипы, сезонное развитие, формирование урожая, интенсивность побегообразования, специфичность отрастания после отчуждения, продолжительность вегетации в течение года и т.д.), биохимией (содержание белков, углеводов, клетчатки и микроэлементов), физиологией (тип фиксации СО₂, соотношение свободной и связанной воды) и хозяйственной ценностью (урожайность кормовой массы, её поедаемость и переваримость, соотношение в корме листья:стебли, затраты на производство кормов и т л). Высокой урожайностью характеризуются травосмеси, в структуре которых удачно подобрано сочетание и соотношение видов растений, различающихся развитием по укосам, сезонам и годам вегетации и равномерным размещением по ярусам. Такие различия обеспечивают интенсивный фотосинтез травостоя в целом в течение всей вегетации, что способствует повышению использования солнечной энергии и поливов. При подборе видов для травосмесей важнейшим требованием является их высокая продуктивность в определенные периоды года, способность к созданию упругой и устойчивой к механическому воздействию дернины, сдерживающей эрозионные процессы при поливе, способствующей накоплению в почве органических веществ, улучшающей водно-физические и химические свойства почвы и не создающей сильной конкуренции для роста и развития других компонентов травостоя.

Основным бобовым компонентом для травосмесей в южных районах является люцерна, которая на поливе вегетирует с апреля по ноябрь. При подборе злакового компонента для летнего роста первостепенное значение приобретают южные виды, способные переносить пониженные температуры зимой, а для осенне–весеннего периода – бореальные виды, устойчивые к летним высоким температурам (Белюченко, 1977, 1987; Lowe, 1981; Belyutsenko, 1985). В качестве доминант для летнего периода, когда колебания между показателями температуры дня и ночи небольшие, отбираются виды с С₄-типом фотосинтеза (например, сорго, трава Колумба и др.); для осенне–весеннего периода, когда разрыв между ночными и дневными температурами нередко превышает 10 °С, вводятся растения однолетнего и многолетнего типа с С₃-типом фиксации СО₂ (овес, тритикале, рожь, ежа сборная, кострец безостый, овсяница тростниковая и т.д.). При подборе однолетников для осеннее-весенней вегетации необходимо учитывать их способность переносить пониженную температуру зимой, сходство по продолжительности вегетации, их способность размещать листовую массу в разных горизонтах и др. Необходимо учитывать также реакцию растений на уровень грунтовой воды, переувлажнение, засуху и т.д.

При создании травосмесей весьма важно определить состав видов, их размещение в пространстве, долевое участие каждого вида, сроки и способы посева однолетних видов, технологию посева, ухода и использования травостоев. С нашей точки зрения, на юге травосмеси следует составлять из  5–7 разных по своей экологии и биологии видов, из которых 30% будет приходиться на однолетники. При таком наборе в формировании урожая каждого укоса участвуют 2–3 вида. При формировании травосмесей необходимо учитывать также возможное направление взаимодействия между отдельными видами растений с целью подбора таких компонентов, которые бы наиболее полно дополняли друг друга по своим биологическим, экологическим и биохимическим характеристикам и чтобы их взаимоотношения не носили антагонистический характер. В континентальных условиях положительное взаимовлияние различных видов в травосмеси прослеживается по сезонной смене доминирования отдельных компонент, когда одни виды растений получают условия наибольшего благоприятствования в один сезон, а другие – в другой, что проявляется в соответствии с требованиями отдельных растений к условиям существования определенного сезона и их способности к сезонному накоплению урожая. Положительное воздействие растений в травосмеси определяется пространственным размещением корней на разной глубине, а листьев на разной высоте и качественным разнообразием "интересов" отдельных видов (различия в потребности питательных веществ, поглощении прямой и рассеянной радиации и т.д.).

Цельность травосмеси, её продуктивность и другие свойства определяются различиями или близостью кривых сезонного и годичного развития и пространственного размещения отдельных органов, а также неспособностью одних видов угнетать другие через корневые выделения. Сезонность развития отдельных видов растений обусловлена весьма выраженной у них реакцией на свет, температуру и увлажнение. Для травосмесей подбираются виды с разной степенью их реакции на указанные факторы. Погодичные различия в развитии обусловлены жизненным долголетием отдельных видов, а отсюда и различающимися по времени скоростью и мощностью роста, накоплением урожая и т.д. Различия растений в охвате пространства (аэро- и эдафотопа) проявляются в размещении отдельных видов растений и побегов их особей в разных ярусах травостоя. Например, побеги люцерны размещаются ниже основной массы побегов злаков, а корни люцерны, наоборот, проникают значительно глубже корней злаков.

Травосмеси формируют плотный травостой по сравнению с одновидовыми посевами, что обеспечивает им лучшее использование прямой и рассеянной радиации, повышает КПД ФАР, обусловливает более высокий рост их урожая при одинаковых жизненных условиях по сравнению с одновидовыми посевами. Различия в размещении корней отдельных видов по разным горизонтам почвы обеспечивают травосмесям более полное освоение эдафотопа, лучшее снабжение травостоя водой и элементами питания.

Энергетические взаимоотношения в травосмеси определяются способностью одних видов использовать выделяемые вещества другими видами. Чем теснее энергетические взаимоотношения между видами травосмеси, тем её работа эффективнее. Известно, что отдельные виды или разновозрастные группы одного вида выделяют в почву в разном количестве различные вещества (N,P,K и др.), которые могут использоваться корнями других растений. Бактерии и грибы, тяготеющие к одним видам, способны, с одной стороны, использовать энергию и вещества (углеводы, жиры, белки), выделяемые другими растениями, а с другой, очищать выделяемые растениями вторичные метаболиты от вредных примесей и делать их безвредными для других организмов. Учитывая характер взаимоотношений между растениями и их консортами, можно правильно подобрать основные компоненты для травосмеси, которая по своей продуктивности будет выше любого, отдельно взятого компонента в чистом посеве. Например, двойная травосмесь (голубое просо + люцерна) в первый год формирует более высокий урожай, чем любой из составляющих компонентов, выращиваемых отдельно. А во второй год это проявляется особенно отчетливо в условиях Таджикистана (Белюченко, 1992).

Подбираемые для травосмеси растения должны различаться по конкурентоспособности (во времени и пространстве), которая определяется степенью выраженности вегетативной подвижности особей отдельных видов, мощностью и пространственным размещением их подземной массы (корней, корневищ), эффективностью работы листового аппарата и его распределением по горизонтам, скоростью и продолжительностью роста вегетативных структур, эффективностью использования занимаемого объема аэро– и эдафотопа по сезонам года. При составлении травосмесей, включаемых в севооборот с хлопчатником, необходимо избегать введения в их состав видов с высокой агрессивностью – корнеотпрысковые, корневищные и корневищно–столонообразующие. Высокой конкуренцией в оптимальных условиях жизненной среды выделяются растения, которые отличаются наиболее активным поглощением питательных веществ, и, прежде всего, азота. В условиях дефицита какого-то фактора более конкурентными будут растения, которые менее требовательны к этому фактору. Например, при резком дефиците влаги в летний период в богарных условиях Таджикистана многолетний злак Sorghum almum погибает, а такие виды, как Panicum antidotale, Aristida spp., Bothriochloa spp. и др. теряют надземные структуры, но сохраняют подземные (корневища, зону кущения и т.д.) и с наступлением дождливой весны отрастают и развиваются по многолетнему циклу.

В районе Явана (Таджикистан) нами испытывались различные виды травосмесей, убираемых в фазы выметывания – начала цветения. Хорошие результаты показала травосмесь проса, люцерны и овсяницы тростниковой, как постоянных компонентов, с добавлением мешанки в составе рожь (овес) и перко. Урожайность в среднем за три года составила 14 т/га сухого вещества, 1200–1250 кг/га протеина и 4,0–4,5 т/га к.е. Введение в мешанку бобового компонента пелюшки способствовало значительному обогащению белком первого урожая – с 7,0–7,2% до 8,3–9,4% на сухое вещество при повышении урожая с 12,0 до 15,2 т/га зеленой массы. Такое повышение урожая и выхода протеина злакового травостоя возможно только при внесении азотных удобрений в дозе до 40–50 кг/га по действующему веществу. Продуктивные травосмеси достигаются введением в их состав клевера ползучего, способствующего значительному усилению азотфиксации и последующему повышению урожайности пастбищ.

Нет сомнения, что состав злаково–бобовых травостоев в южных районах нашей страны не будет ограничен видами, упомянутыми выше. На наш взгляд, заслуживают внимания для усложнения мешанок в отдельных районах пелюшка и вика туркестанская, шабдар и берзинь; для многолетних осеннее-весеннего развития – житняк, мелкоколосник, мятлик луковичный, а для летней вегетации продолжить поиски многолетних и однолетних видов, характеризующихся высокой урожайностью и питательной ценностью. Работы по подбору компонентов для травосмесей необходимо вести с учетом их режима и характера использования и условий вегетации.

Одним из важных вопросов травосеяния в южных районах является расширение набора кормовых культур, которые можно использовать при организации травосмесей в определенных природно-климатических условиях. Растения должны отличаться долголетней продуктивностью, высокой конкурентоспособностью, устойчивостью к вредителям и болезням, к сорнякам, относительной равномерностью отрастания в течение вегетационного сезона, эффективным использованием основных факторов роста – питательных веществ, влаги, температуры, света, кислорода, углекислого газа.

Среди бобовых культур лучшей является люцерна, отличающаяся высокой конкурентоспособностью, засухоустойчивостью, многоукосностью, широкой лабильностью к температурам, увлажнению. Её можно высевать весной и осенью, в рядки, широкорядно и сплошным способом. Среди злаковых видов нет равных люцерне по конкурентоспособности. Для летней вегетации в смеси с люцерной можно рекомендовать траву Колумба, а в осенне-весенний сезон – овсяницу тростниковую. Их совместные посевы позволят создавать зеленый конвейер с конца марта – начала апреля до ноября.

В летний период основная нагрузка ложится на злаки летнего развития. Их основной сдерживающий фактор – медленное развитие растений в первые два месяца после посева, их слабая конкурентоспособность вплоть до формирования первого укоса.

Основная часть площадей травосмесей должна будет размещаться в севообороте риса и пшеницы, а потому продолжительность их вегетации не будет превышать 2–3 лет. Поэтому в травосмесь необходимо подбирать растения с мощным потенциалом роста в первые годы вегетации. Без биологически обоснованного использования люцерны в травосмесях её роль в травостоях не будет оптимальной: она будет подавлять злаки, или наоборот. Во Франции и Италии почти половина их площадей занята под злаково–люцерновыми травосмесями. Средний урожай люцерны в США составляет 5-7 т/га сена.

Максимальная эффективность работы травосмеси обусловливается оптимальным соотношением в ней отдельных компонентов, особенно злаков и бобовых. В условиях юга первые два года люцерна выступает как весьма мощный конкурент в травосмеси, заметно подавляющий развитие маломощных в год посева особей многолетних злаков. Поэтому при создании травосмесей следует уделять большое внимание выбору способа размещения отдельных её компонентов в пространстве и времени. Хорошо известны примеры создания травосмесей в средней полосе простым перемешиванием семян злаков и бобовых и их совместным высевом (Кутузова, Крылова, 1987). Предложены способы создания травосмесей путем размещения отдельных компонентов в обособленные полосы (Номокнов, Сидоренко, 1980) или рядки (Буланов, 1967).

Весьма положительно зарекомендовал себя ленточный способ посева с размещением двух рядков люцерны в междурядия (30 см) костреца безостого. Широкорядные ленточные посевы злаково-бобовых травосмесей обеспечивают стабилизацию соотношения отдельных компонентов через пространственное разъединение и обеспечивают более эффективную работу бобовых по фиксации N и его использование злаками (Буланов, 1967). Полосные и мозаичные злаково-бобовые травосмеси сводят к минимуму воздействие на рост злаков бобовых растений через обогащение ими почвы азотом.

Важным звеном в создании травосмесей является правильное сочетание в их структуре бобовых с оптимизацией обеспечения фиксируемым ими азотом злаковых компонентов. В опытах в США (Техас) с использованием N¹⁵ было установлено, что при небольших дозах удобрений азота от бобового компонента (Macroptilium atropurpureum) переходит к злаку (Panicum coloratura) 14%, а при высоких – всего лить 5% от общего азота, накапливающегося в биомассе злака (Ismaili, 1987). Бобовые компоненты способствуют повышению содержания протеина и снижению клетчатки в кормовой массе злаков. Так, в опытах в Индии в чистых посевах злаков в их корме содержание протеина составляло 8,1% при содержании клетчатки 32,2%, а при подсеве Centrosema pubescens в междурядья злаков содержание протеина в корме повысилось до 9,3%, а клетчатки понизилось до 30,5% (Chandini, 1982). В наших опытах в Яване содержание клетчатки 28,4%, а при выращивании в смеси с люцерной протеина в корме содержалось 8,9%, а клетчатки – 25,9%.

В условиях Таджикистана нами испытано несколько способов создания травосмесей: традиционный (посев смеси семян злака и бобового в одном рядке); посев злака широкорядным способом весной и подсев бобового компонента осенью; посев компонентов чередующимися строчками и в разные сезоны и др. Лучшие результаты по первым оценкам были получены при следующей компоновке травосмеси: голубое просо (злак) и люцерна высеваются отдельными строчками весной, а осенью через 120 см отдельной строчкой высевается бореальный злак (овсяница тростниковая, ежа сборная, пырей бескорневищный, райграс пастбищный) и отдельной полосой высевают однолетнюю травосмесь ("мешанка" в составе двух–четырех компонентов). Положительные стороны этой травосмеси следующие: 1) пространственная разобщенность делит сферы занимаемого и используемого отдельными видами пространства, что на первых порах резко снижает конкуренцию между ними за условия питания и свет и обеспечивает наиболее мощное развитие их особей; 2) строчное размещение культур позволяет проводить их подкормку соответствующими удобрениями, что дает возможность экономнее расходовать удобрения, а значит и меньше загрязнять ими грунтовые воды; 3) строчное размещение компонентов, различающихся выраженностью сезонного развития, обеспечивает поочередный переход к интенсивной продуктивности не только отдельных видов растений, но и отдельных участков травосмеси, что указывает на необходимость оптимизировать своевременное их обеспечение водой и питательными веществами; 4) при таком способе создания травосмеси производится практически полное залужение всей площади (особенно в осенне-весенний сезон), что повышает устойчивость травостоев к сорнякам; 5) пространственная разобщенность особей отдельных видов способствует ограничению инвазии их болезней и вредителей и т.д. (например, в таких травосмесях ограничиваются очаги повилики на люцерне по сравнению с её чистыми посевами); 6) пространственное обособление отдельных компонентов травосмеси, способствующее более полному проявлению ими потенциальных возможностей, обеспечивает получение максимального урожая надземной массы и корней, лучшую балансировку в кормах питательных и минеральных веществ, а также улучшение физических и химических свойств почвы; 7) такой способ создания травосмеси является наиболее оправданным в плане организации оптимизированной инфраструктуры травостоев, приближающихся по своим параметрам (сезонному развитию, соотношению компонентов) к "условному естественному" травостою, в котором пространственное и технологическое (орошение, удобрение) разграничение экологических ниш снижает конкуренцию между видами, поддерживает их стабильность и высокую продуктивность в наиболее благоприятные для отдельных компонентов сроки.