Севооборо́т, чередование сельскохозяйственных культур и различных видов паров во времени и на территории (на разных полях) или только во времени (на одном поле). Является важнейшей составляющей систем земледелия. Необходимость применения севооборотов обусловлена причинами химического, физического, биологического и экономического характера. Чередование сельскохозяйственных культур позволяет частично компенсировать диспропорцию между накоплением в почве питательных элементов и их выносом, возникающую при бессменном возделывании; способствует поддержанию почвенной структуры вследствие чередования пропашных культур с культурами сплошного сева; при правильном подборе чередования культур в севообороте происходит нарушение цикла развития вредителей и болезней сельскохозяйственных культур.

Перечень групп сельскохозяйственных культур и/или паров в порядке их чередования называется схемой севооборота. Схема может быть представлена в виде звеньев севооборота – частей севооборота, состоящих из чистого пара и 1–2 культур или из 2–3 культур. На первом месте в каждом звене ставится чистый пар или культура, которая создаёт наилучшие условия для роста последующей (наилучший предшественник). По первому члену звена выделяют паровое, зернобобовое, пропашное и травяное звенья. Период, в течение которого сельскохозяйственные культуры и пары проходят через каждое поле в последовательности, предусмотренной схемой севооборота, называется ротацией.

При необходимости в севооборот вводят сборные поля, когда на одном поле размещают 2, 3 и более культуры одной и той же группы. Например, на поле пропашных культур можно разместить картофель, кукурузу на силос и кормовые корнеплоды, на поле яровых зерновых – ячмень и овёс, на поле озимых зерновых – озимую пшеницу и озимую рожь. Поле севооборота, временно выведенное из общего чередования и занятое несколько лет одной культурой, называется выводным полем.

Помимо основных культур, в севообороте иногда возделывают промежуточную культуру, выращиваемую в период, свободный от возделывания основных культур севооборота. В зависимости от сроков посева и уборки основных культур промежуточные культуры подразделяют на озимые, пожнивные, подсевные и поукосные. Возделывание промежуточных культур позволяет повысить коэффициент использования пашни, характеризующий отношение площади посевов сельскохозяйственных культур к общей площади пашни.

Классификация севооборотов

Типы севооборотов

В зависимости от производственного назначения выращиваемых культур выделяют 3 типа севооборотов.

1. Полевые севообороты. Предназначены для производства зерновых, технических или кормовых культур. Подразделяются на универсальный и специализированный подтипы.

2. Кормовые севообороты. Предназначены для производства грубых, сочных и зелёных кормов. Подразделяются на прифермские и сенокосно-пастбищные подтипы.

3. Специальные севообороты. Предназначены для возделывания культур, требующих особой агротехники и специальных условий. Подразделяются на овощные, овощекормовые, бахчевые, рисовые, конопляные, табачные и махорочные, земляничные и плодопитомнические, лекарственные и эфиромасличные подтипы. К специальным севооборотам относятся также почвозащитные севообороты, в которых применяемые агротехнические приёмы и выращиваемые культуры обеспечивают защиту почв от эрозии.

В отдельных случаях, когда площади каждой группы культур недостаточны для введения отдельных севооборотов и когда их объединение обеспечивает более эффективное чередование, вводят комбинированные севообороты (например, кормополевые).

Виды севооборотов

Разделение севооборотов на виды обусловлено сочетанием основных групп сельскохозяйственных культур, отличающихся по биологическим свойствам и технологии выращивания, и паров. Основные виды севооборотов, распространённые на территории России:

1. Зернопаровые севообороты. Преобладают зерновые культуры, и используется поле чистого пара. Распространены в засушливых регионах, где чистый пар является единственным хорошим предшественником яровой пшеницы (степные зоны Южного Урала, Алтая, Западной Сибири). Пример: пар чистый – пшеница – пшеница – ячмень.

2. Зернопаротравяные севообороты. Преобладают зерновые культуры, чередующиеся с чистым паром и многолетними травами. Распространены в северных районах Европейской части России и в районах Западной Сибири с достаточным уровнем увлажнения. Пример: пар чистый – озимая рожь – ячмень с подсевом многолетних трав – многолетние травы – многолетние травы – озимая рожь – овёс – ячмень.

3. Зернопаропропашные севообороты. Преобладают зерновые сплошного сева, чередующиеся с чистым паром и пропашными культурами. Распространены в полузасушливых степных и лесостепных районах Европейской части России (Поволжье, Северный Кавказ, южная часть Центральночернозёмной зоны, Южный Урал), в степных и лесостепных районах Западной Сибири. Пример: пар чистый – озимая пшеница – сахарная свёкла – ячмень – горох – озимая пшеница – яровая пшеница.

4. Зернотравяные севообороты. Преобладают зерновые сплошного сева, остальная площадь занята многолетними и однолетними травами. Распространены в Нечернозёмной зоне в хозяйствах с прифермскими севооборотами. Пример: пар занятый – озимые с подсевом многолетних трав – многолетние травы – многолетние травы – лён – озимые – яровые зерновые.

5. Зернопропашные севообороты. Преобладают зерновые, сменяющиеся пропашными культурами. Распространены в районах достаточного увлажнения (Нечернозёмная зона, районы Центральночернозёмной зоны с достаточным увлажнением, Северный Кавказ, лесостепная зона Западной Сибири, Дальний Восток). Пример: пар занятый – озимые – картофель – яровые зерновые – яровые зерновые.

6. Зернотравянопаропропашные севообороты. Зерновые культуры чередуются с чистым паром, многолетними травами и пропашными культурами. Распространены в полузасушливых и засушливых регионах Поволжья и Кубани. Пример: чистый пар – озимая пшеница – картофель – ячмень с подсевом многолетних трав – многолетние травы – многолетние травы – озимая пшеница – овёс.

7. Плодосменные (зернотравянопропашные) севообороты. На долю зерновых культур приходится до половины площади пашни, другие культуры представлены пропашными и бобовыми. Используются в некоторых районах Центральночернозёмной и Нечернозёмной зон, на орошаемых землях южных районов России. Пример: люцерна – озимая рожь – свёкла – овёс с подсевом люцерны.

8. Травянопропашные севообороты. Пропашные культуры чередуются с многолетними травами. Используются в качестве полевых севооборотов в условиях орошения в южных районах России для производства зерна, технических культур, овощей, бахчевых, табака. Пример: люцерна – люцерна – люцерна – арбуз – арбуз – зерновые с подсевом люцерны.

9. Пропашные севообороты. Большую долю посевных площадей занимают пропашные культуры. Распространены в районах достаточного увлажнения (Нечернозёмная зона) и на орошаемых землях (Кубань, Ставрополье, Северный Кавказ). Пример: однолетние травы – кормовые корнеплоды и картофель – кукуруза на силос – подсолнечник на силос.

10. Травопольные севообороты. Бо́льшую часть пашни занимают многолетние травы, а на оставшуюся долю приходятся однолетние травы, зернофуражные культуры и непропашные технические культуры. Такие севообороты характеризуются хорошими почвозащитными свойствами, их используют в районах с ветровой и водной эрозией. Пример: клевер – озимая пшеница – райграс или лён – ячмень с подсевом многолетних трав.

11. Сидеральные севообороты. Одно или несколько полей отводятся под сидеральные культуры. Применяют в некоторых районах Нечерноземья на песчаных и супесчаных почвах. Пример: люпин – озимая рожь с пожнивным посевом – картофель – люпин на зерно и зелёную массу – озимая рожь – картофель – овёс с подсевом люпина.

12. Травянозерновые севообороты. Не менее половины пашни отводится под многолетние и однолетние травы, остальная часть занята зерновыми культурами. Широко распространены в Нечернозёмной зоне в районах с достаточным увлажнением. Пример: многолетние травы – многолетние травы – многолетние травы – многолетние травы – озимая пшеница – овёс – ячмень – однолетние травы с подсевом многолетних трав.

13. Паропропашные севообороты. Бо́льшую долю посевных площадей занимают пропашные культуры, обязательно наличие хотя бы одного поля чистого пара. Распространены в Центральночернозёмной зоне. Используют при выращивании овощей, бахчевых, земляники. Пример: чистый пар с посадкой рассады земляники в конце лета – земляника – земляника – земляника – земляника – земляника 1–4 годов плодоношения – сидеральный пар – озимые зерновые.

Кроме того, севообороты подразделяют в зависимости от количества полей на трёх-, четырёх-, пятипольные и т. д. Многопольные севообороты, включающие до 12 полей, распространены в южных регионах России; севообороты с небольшим количеством полей – в степных районах Сибири и Зауралья.

Принципы построения севооборотов

Построение севооборота – процесс размещения культур и паров в определённой последовательности, учитывающей влияние предшествующих культур на рост, развитие и урожайность последующих, а также влияние на химические, физические и биологические показатели плодородия почвы. Главной задачей при построении севооборотов является выбор и разработка оптимальных типов и видов севооборотов применительно к конкретным почвенно-климатическим и хозяйственным условиям, обеспечивающим рациональное использование всех земельных угодий.

Основное правило построения севооборотов – культуры необходимо чередовать таким образом, чтобы каждой последующей культуре соответствовал наилучший предшественник из возможных; после лучшего предшественника размещают наиболее ценные и экономически выгодные культуры. Кроме того, в основе построения схем севооборотов лежат принципы адаптивности, биологической и хозяйственно-экономической целесообразности, плодосменности, периодичности, совместимости и самосовместимости, уплотнённого использования пашни, специализации.

Построение севооборота также должно быть направлено:

• на регулирование режима органического вещества почвы и минеральных элементов питания;

• поддержание удовлетворительного структурного состояния почвы;

• регулирование водного баланса агроценоза;

• предотвращение процессов эрозии;

• уменьшение засорённости посевов;

• регулирование фитосанитарного состояния почвы.

Развитие учения о севооборотах

В том или ином виде севооборот начинает использоваться одновременно с началом земледелия. Чередование культур на полях применяли ещё в странах Древнего мира [Древний Египет (пар – зерновые), Древний Китай (бананы – сахарный тростник), Древняя Индия (рис – бобовые; райграс и клевер – зерновые), империя инков (семилетний севооборот с картофелем)]. В залежных, переложных и подсечно-огневых системах земледелия возделывание сельскохозяйственных культур на одном месте приводило к падению продуктивности и вынуждало забрасывать поле через 1–5 лет после выращивания культуры на период продолжительностью обычно от 2–3 лет (бурьяновый перелог) до 10–15 лет (пырейный, тонконоговый или типчаковый перелог). Ныне такие севообороты распространены в регионах с тропическим климатом (Юго-Восточная Азия, Африка к югу от Сахары и Южная Америка) и используются при выращивании риса, кукурузы, проса, бобовых, хлопчатника и овощей. Период возделывания целевых культур обычно составляет 2–3 года, а продолжительность залежи варьируется от 10 до 30 лет.

В Европе первые упоминания о чередовании выращиваемых культур при возделывании на постоянных полях, по-видимому, относятся к трудам древнеримского учёного Катона Старшего, который в трактате «О земледелии» («De Agri Cultura») писал про двухпольный и трёхпольный паровые севообороты. Марк Теренций Варрон в работе «Rerum Rusticarum» рекомендовал трёхпольную систему (пар – зерновые – бобовые). Плиний Старший в работе «Naturalis historia» рекомендовал зернопаровой трёхпольный севооборот (пар – озимые зерновые – яровые зерновые). Широкое применение трёхпольных севооборотов продолжалось в течение нескольких веков. В Европе они были распространены с 1 по 19 вв., в России первые свидетельства трёхпольных севооборотов или их элементов появились в 11–12 вв., а распространилось трёхполье в 14–15 вв., повсеместная замена на многопольные началась в 20 в. Типичным севооборотом того периода долгое время оставался зернопаровой (пар – озимые зерновые – яровые зерновые).

В 16 в. в регионе Васланд (север Бельгии) впервые был применён севооборот, получивший название плодосменный (клевер – пшеница озимая – турнепс – двурядный ячмень с подсевом клевера). В дальнейшем британский государственный деятель и исследователь в области сельскохозяйственных наук Ч. Таунсенд заинтересовался этой практикой, опробовал плодосменный севооборот в своём поместье в Норфолке и стал его популяризатором. Под названием «норфолкский» плодосменный севооборот применяется на территории Англии с середины 18 в., позднее стал популярен и в других странах. В России в это же время плодосменный севооборот начали применять в передовых помещичьих хозяйствах Тульской, Калужской, Ярославской, Тверской и прибалтийских губерниях. В конце 18 – начале 19 вв. повышение урожайности сельскохозяйственных культур в России тормозилось недостаточным развитием животноводства, которое являлось единственным источником удобрения, а развитие животноводства – недостатком кормов. Для решения этой проблемы А. Т. Болотов в работе «О разделении полей» описал семипольные выгонные севообороты, позволяющие развивать животноводство [например, пар – озимые зерновые (пшеница и рожь) – выгон – яровые лучшие – выгон – яровые худшие – выгон]. И. М. Комов, предлагая улучшить существующий плодосменный севооборот, в работе «О земледелии» описал два варианта примерных шестипольных севооборотов для районов, «где земля плоха, или где земли много, а земледельцев мало», и районов, «где земли мало, а людей много» (Комов И. М. О земледелии. Москва, 1788. С. 215). Большой вклад в разработку севооборотов для различных регионов России внесли В. А. Лёвшин, Д. М. Полторацкий, И. И. Самарин, М. Г. Павлов, Я. А. Линовский, А. В. Советов, А. Н. Энгельгардт, А. П. Людоговский, И. А. Стебут, А. С. Ермолов. В России к 1830-м гг. начинают применять многопольные севообороты, учитывающие местные почвенно-климатические и экономические условия.

В первой половине 19 в. начинают формироваться научные основы севооборотов, объясняющие причины необходимости чередования культур. Наибольшее внимание уделяется негативным изменениям химических свойств почвы при бессменном возделывании. Немецкий учёный А. Д. Тэер обосновывал необходимость севооборотов существованием растений, истощающих и обогащающих почву гумусом; с этой точки зрения наилучшими севооборотами он считал плодосменные и плодосменные с выгоном, указывая также экономические преимущества этих севооборотов. В 1840 г. немецкий учёный Ю. фон Либих в работе «Органическая химия в её применении к сельскому хозяйству и физиологии» («Die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Agricultur und Physiologie») подвергает критике теорию гумусового питания растений, предлагая взамен теорию минерального питания, согласно которой истощение почвы можно предотвратить внесением удобрений и чередованием культур на полях. В 1827 г. швейцарский ботаник О.-П. Декандоль в работе «Organographie Végétale» предлагает теорию севооборотов, основанную на идее, что растения оставляют после себя корневые выделения, которые негативно влияют на рост растений этого же вида. В 1880 г. немецкие агрохимики Г. Гельригель и Г. Вильмарт открыли процесс биологической фиксации азота клубеньковыми бактериями, что послужило обоснованием чередования в севооборотах зерновых культур с бобовыми.

В российской земледельческой школе начинают уделять внимание необходимости оценки влияния севооборотов на физические свойства почв, а также уровень засорённости полей, отмечая, что введение многолетних трав в севообороты способно решить обе проблемы. А. В. Советов в диссертации «О системах земледелия» (1867) впервые пишет о необходимости уделять внимание физическим свойствам почвы. Один из основоположников почвоведения П. А. Костычев в работе «Из степной полосы Воронежской и Харьковской губерний (Наблюдения и исследования над почвой и растениями)» (1881) указывает на определяющую роль ухудшения почвенной структуры вследствие обработки почвы в снижении продуктивности чернозёмов. В качестве решения этой проблемы П. А. Костычев предложил вводить в севообороты кормовые травы, способные восстанавливать агрономически ценную структуру почвы. Некоторые кормовые травы (например, овсяница луговая), по наблюдениям П. А. Костычева, способны также заглушать сорные растения, что способствует улучшению фитосанитарного состояния почвы. О необходимости введения в севообороты многолетних трав с целью снижения засорённости ранее писал А. В. Советов в работе «О разведении кормовых трав на полях» (1859). В дальнейшем теория П. А. Костычева стала основой для создания травопольной системы земледелия, предложенной В. Р. Вильямсом. В 1873 г. И. А. Стебут обобщает материал по возделыванию полевых культур в виде книги «Основы полевой культуры и меры к её улучшению в России» и впервые предлагает чёткое определение понятия «севооборот». В 1945 г. Д. Н. Прянишников в работе «Севооборот и его значение в деле поднятия наших урожаев» впервые объединил все факторы, вызывающие необходимость чередования культур:

• факторы химического порядка – неодинаковое потребление питательных веществ из почвы различными культурами;

• факторы физического порядка – различия в состоянии почвы и её влажности после уборки разных культур;

• факторы биологического порядка – различное отношение культур к болезням, вредителям и сорным растениям;

• причины экономического порядка – различия в количестве и распределении труда, требуемого разными культурами по сезонам, и разное их значение для организации сельскохозяйственного производства.

Положения Д. Н. Прянишникова по-прежнему актуальны и лежат в основе современных научных представлений о севообороте. Однако активный процесс специализации сельского хозяйства, подразумевающий производство минимального количества видов продукции в пределах одной территории, противоречит принципам севооборота вследствие неизбежного почвоутомления. Поэтому актуальным направлением земледелия является формирование специализированных севооборотов применительно к агроэкологическим типам земель (адаптивно-ландшафтная система земледелия). При разработке севооборотов также необходимо учитывать, что функции севооборотов (регулирование содержания элементов питания, структуры почвы, её фитосанитарного состояния и др.) в значительной степени могут выполнять агротехнические мероприятия (системы обработки почвы, системы применения удобрений, мероприятия по защите культурных растений от вредителей и болезней и др.). Интеграция этих подходов позволяет расширить выбор схем севооборота с учётом необходимой специализации.