Законы земледелия и принципы формирования продуктивности сельскохозяйственных культур

Впоследствии Р. Сакс расширил и преобразовал этот закон в закон минимума, максимума и оптимума, согласно которому наибольший урожай осуществим при среднем (оптимальном) наличии данного фактора. При минимальном и максимальном значениях этого фактора урожай становится невозможен вообще.

Закон совокупного действия факторов жизни растений. Отдельные факторы жизни действуют не изолированно, а в тесном взаимодействии друг с другом. Растения испытывают непрерывно влияние всего комплекса факторов. Они в наибольшей степени проявляют свою силу только при совместном действии. Позже Э. Митчерлих дал этому закону математическое выражение в виде

C (AY) где Y — ожидаемый урожай; Х — напряженность испытуемого фактора; С — коэффициент действия переменного фактора; А — условная постоянная, характеризующая наивысший урожай.

Основное следствие из закона совокупного действия факторов — принцип, что нельзя наивысшую эффективность использования земли обеспечить каким-то одним агротехническим приемом, нужно осуществлять комплекс необходимых мероприятий.

Другим следствием закона совокупного действия факторов является закон адекватной взаимообусловленности фитоценоза и биотопа (упрощенно: единства организмов и среды). Этот закон установлен и подтвержден многочисленными исследованиями геоботаников и экологов.

Сущность закона адекватной взаимообусловленности фитоценоза и биотопа состоит в следующем. В естественных условиях на каждой конкретной территории формируется определенное растительное сообщество (фитоценоз). В процессе длительного отбора как следствия многолетней межвидовой и внутривидовой конкуренции и различных форм взаимоотношений между растениями формируется стабильное по флористическому (видовому) составу, строению и продуктивности сообщество. Разные виды дополняют друг друга в использовании как наземного и подземного пространства, так и временного интервала вследствие естественной сменяемости одних видов другими в течение вегетационного периода. Образующаяся в сообществе органическая масса, как и содержащиеся в ней различные минеральные элементы, практически полностью остаются на месте произрастания (экотоп). Под воздействием вегетирующих растений, их корневых систем, прижизненных выделений, процессов разложения и минерализации растительных остатков, жизнедеятельности почвообитающих организмов (микробы, грибы, нематоды, личинки насекомых, дождевые черви и т. п.) место произрастания, а не только его часть — почва, трансформи50 культурных растений руется в среду местообитания (биотоп). По условиям жизни биотоп оптимально соответствует требованиям конкретного растительного сообщества: его продуктивные способности достигают естественного максимума.

С усилением упомянутых процессов естественное растительное сообщество приобретает такие важные свойства, как устойчивость к природным возмущениям и стабильность в образовании органического вещества. И чем больше видов и разнообразнее формы взаимоотношений между ними, тем устойчивее и стабильнее функционирует сообщество. Позднее оно приобретает новое уникальное свойство: способность к авторегуляции, или, иначе, способность к самовоспроизводству в полном объеме, в том числе по составу и структуре. Сообщество переходит в качественно новое состояние, называемое биоценозом или экосистемой.

При вовлечении в сельскохозяйственное производство все естественное растительное сообщество с установившимися в нем структурой, составом и взаимоотношениями полностью разрушается. На распаханных территориях возделывают культурные растения, чтобы решать важнейшую задачу сельского хозяйства: получать с каждого гектара посева наибольшее количество растениеводческой продукции определенного качества. Поэтому в сравнении с естественными сообществами посевы сельскохозяйственных культур имеют ряд особенностей: они обычно одновидовые, чаще представлены однолетними растениями, вынос элементов минерального питания с урожаем превышает поступление их в почву с незначительным количеством растительных остатков, неуклонно снижается плодородие почвы, нарастает пораженность посевов вредными организмами ввиду возделывания одной культуры два и более лет подряд на одном поле, урожайность растений падает и сильно колеблется по годам и т. п.

Чтобы избежать этих и подобных негативных явлений в земледелии, постоянно апробировали различные способы возделывания культур. Прежде всего, из-за относительной простоты технического решения стремились на одном поле год от года высевать совершенно разные по биологии культуры.

Изложенное выше В. Д. Панников положил в основу важнейшего принципа земледелия — плодосмена (севооборота). Сущность его заключается в чередовании культур в пространстве и времени, что позволяет при прочих равных условиях получать более высокий урожай, чем при повторных посевах одной культуры на том же поле (монокультура). Необходимость периодической смены разных культур на полях обусловливается тем, что каждая из них по-разному влияет на почву и окружающую среду, неодинаково изменяя агрофизический, водно-воздушный, тепловой и питательный режимы почвы по ее вертикальному профилю, а также на состав микрофлоры и интенсивность развития патогенных организмов. На основании этого закона разрабатываются научные принципы севооборота. Например, по годам на одном поле чередуют посевы или даже посевы и паровые поля: многолетние травы — озимая пшеница — картофель — 3.1. Понятие о сорте культуры и особенностях его создания 51 овес — занятой пар — озимая рожь и т. д. Соблюдение этого принципа в практике земледелия позволяет устранить многие, но далеко не все негативные явления современного земледелия. Поэтому принцип плодосмена объективно выражает лишь часть закона адекватной взаимообусловленности естественного растительного сообщества и условий его местообитания.

Закон возврата питательных веществ. Его открытие К. Маркс назвал одной из величайших заслуг Ю. Либиха. Согласно этому закону, при нарушении баланса усвояемых питательных веществ в почве вследствие выноса их с урожаем или в результате других причин его необходимо восстановить путем внесения в почву соответствующих удобрений. Это имеет огромное значение для сохранения плодородия почвы, достижения высоких урожаев и для получения продукции нужного качества.

Трансформация законов земледелия в ХХ веке

В ХХ в. закон возврата питательных веществ был преобразован в закон возрастания плодородия почв, или прогрессивного роста эффективного плодородия почв по мере интенсификации земледелия.

Действие этого закона проявляется при соблюдении других законов земледелия, особенно закона возврата питательных веществ, поскольку значительная часть этих веществ ежегодно отчуждается с урожаем, что дало повод Р. Мальтусу говорить об убывающем плодородии почв.

Но при рациональном нехищническом подходе к почве в результате интенсификации земледелия, обусловленном:

• механизацией и химизацией технологических процессов;
• внесением удобрений;
• снижением численности и вредного действия сорняков, болезней и вредителей;

наоборот, происходит повышение продуктивности почв полей.