Закони землеробства та принципи формування продуктивності сільськогосподарських культур

Згодом Р. Сакс розширив і перетворив цей закон на закон мінімуму, максимуму та оптимуму, згідно з яким найбільший урожай є здійсненним за середньої (оптимальної) наявності даного фактора. За мінімальних і максимальних значень цього фактора урожай стає неможливим узагалі.

Закон сукупної дії факторів життя рослин. Окремі фактори життя діють не ізольовано, а в тісній взаємодії один з одним. Рослини безперервно відчувають вплив усього комплексу факторів. Вони найповніше проявляють свою силу лише за спільної дії. Пізніше Е. Мітчерліх надав цьому закону математичного виразу у вигляді

C (AY) де Y — очікуваний урожай; Х — напруженість досліджуваного фактора; С — коефіцієнт дії змінного фактора; А — умовна стала, що характеризує найвищий урожай.

Основний наслідок із закону сукупної дії факторів — принцип, що не можна забезпечити найвищу ефективність використання землі якимось одним агротехнічним прийомом, потрібно здійснювати комплекс необхідних заходів.

Іншим наслідком закону сукупної дії факторів є закон адекватної взаємозумовленості фітоценозу та біотопу (спрощено: єдності організмів і середовища). Цей закон встановлено та підтверджено численними дослідженнями геоботаніків та екологів.

Сутність закону адекватної взаємозумовленості фітоценозу та біотопу полягає в такому. У природних умовах на кожній конкретній території формується певне рослинне угруповання (фітоценоз). У процесі тривалого добору як наслідку багаторічної міжвидової та внутрішньовидової конкуренції й різних форм взаємин між рослинами формується стабільне за флористичним (видовим) складом, будовою та продуктивністю угруповання. Різні види доповнюють один одного у використанні як наземного і підземного простору, так і часового інтервалу внаслідок природної заміни одних видів іншими протягом вегетаційного періоду. Утворена в угрупованні органічна маса, як і різні мінеральні елементи, що містяться в ній, практично повністю залишаються на місці зростання (екотоп). Під впливом вегетуючих рослин, їхніх кореневих систем, прижиттєвих виділень, процесів розкладання та мінералізації рослинних решток, життєдіяльності ґрунтових організмів (мікроби, гриби, нематоди, личинки комах, дощові черви тощо) місце зростання, а не тільки його частина — ґрунт, трансформується в середовище існування (біотоп). За умовами життя біотоп оптимально відповідає вимогам конкретного рослинного угруповання: його продуктивні здібності досягають природного максимуму.

З посиленням згаданих процесів природне рослинне угруповання набуває таких важливих властивостей, як стійкість до природних збурень і стабільність в утворенні органічної речовини. І чим більше видів і різноманітніші форми взаємин між ними, тим стійкіше та стабільніше функціонує угруповання. Пізніше воно набуває нової унікальної властивості: здатності до авторегуляції, або, інакше, здатності до самовідтворення в повному обсязі, зокрема за складом і структурою. Угруповання переходить у якісно новий стан, що називається біоценозом або екосистемою.

При залученні до сільськогосподарського виробництва все природне рослинне угруповання зі встановленими в ньому структурою, складом і взаєминами повністю руйнується. На ораних територіях вирощують культурні рослини, щоб вирішувати найважливіше завдання сільського господарства: отримувати з кожного гектара посіву найбільшу кількість рослинницької продукції певної якості. Тому, порівняно з природними угрупованнями, посіви сільськогосподарських культур мають низку особливостей: вони зазвичай одновидові, частіше представлені однорічними рослинами, винос елементів мінерального живлення з урожаєм перевищує надходження їх у ґрунт із незначною кількістю рослинних решток, неухильно знижується родючість ґрунту, зростає ураженість посівів шкідливими організмами через вирощування однієї культури два і більше років поспіль на одному полі, урожайність рослин падає і сильно коливається за роками тощо.

Щоб уникнути цих і подібних негативних явищ у землеробстві, постійно апробували різні способи вирощування культур. Перш за все, через відносну простоту технічного рішення прагнули на одному полі з року в рік висівати зовсім різні за біологією культури.

Викладене вище В. Д. Панников поклав в основу найважливішого принципу землеробства — плодозміну (сівозміни). Сутність його полягає в чергуванні культур у просторі та часі, що дозволяє за інших рівних умов отримувати вищий урожай, ніж при повторних посівах однієї культури на тому самому полі (монокультура). Необхідність періодичної зміни різних культур на полях зумовлюється тим, що кожна з них по-різному впливає на ґрунт і навколишнє середовище, неоднаково змінюючи агрофізичний, водно-повітряний, тепловий і поживний режими ґрунту за його вертикальним профілем, а також на склад мікрофлори та інтенсивність розвитку патогенних організмів. На підставі цього закону розробляються наукові принципи сівозміни. Наприклад, за роками на одному полі чергують посіви або навіть посіви та парові поля: багаторічні трави — озима пшениця — картопля — 3.1. Поняття про сорт культури та особливості його створення 51 овес — зайнятий пар — озиме жито тощо. Дотримання цього принципу в практиці землеробства дозволяє усунути багато, але далеко не всі негативні явища сучасного землеробства. Тому принцип плодозміну об'єктивно виражає лише частину закону адекватної взаємозумовленості природного рослинного угруповання та умов його місця зростання.

Закон повернення поживних речовин. Його відкриття К. Маркс назвав однією з найвеличніших заслуг Ю. Лібіха. Згідно з цим законом, при порушенні балансу засвоюваних поживних речовин у ґрунті внаслідок винесення їх з урожаєм або в результаті інших причин його необхідно відновити шляхом внесення у ґрунт відповідних добрив. Це має величезне значення для збереження родючості ґрунту, досягнення високих урожаїв і для отримання продукції потрібної якості.

Трансформація законів землеробства у ХХ столітті

У ХХ ст. закон повернення поживних речовин був перетворений на закон зростання родючості ґрунтів, або прогресивного росту ефективної родючості ґрунтів у міру інтенсифікації землеробства.

Дія цього закону проявляється при дотриманні інших законів землеробства, особливо закону повернення поживних речовин, оскільки значна частина цих речовин щорічно відчужується з урожаєм, що дало привід Р. Мальтусу говорити про спадну родючість ґрунтів.

Але при раціональному нехижацькому підході до ґрунту в результаті інтенсифікації землеробства, зумовленій:

• механізацією та хімізацією технологічних процесів;
• внесенням добрив;
• зниженням чисельності та шкідливої дії бур'янів, хвороб і шкідників;

навпаки, відбувається підвищення продуктивності ґрунтів полів.