Екологична основа на сеитбообръщенията

Под сеитбообръщение се разбира научни и екологосъобразно редуване на културите по време и място. Необходимостта от редуване на културите е исторически наложила се, тъй като продължителното отглеждане на една и съща култура на едно и също място води до намаляване на добивите и почвеното плодородие. Редуването по време е смяната на културите в последователни години на едно и също поле, а редуването по място е последователно преминаване на културите през отделни години от едно поле на друго. Като елементарен пример на сеитбообръщение може да послужи последното:

Фасул -> Пшеница -> Царевица (Слънчоглед) -> Пшеница

Културата, отглеждана през предходната година се нар. предшественик по отношение на културата, отглеждана през настоящата година. Продължителното отглеждане на една и съща култура на едно и също място, водещо до намаляване на почвеното плодородие и добивите се нар. монокултура. В зависимост от възможността за безсменно (монокултурно) отглеждане, културите се подреждат в следните групи:

1) непонасящи повторно засяване след себе си: слънчоглед, захарно цвекло, лен, бобови култури.

2) добре понасящи се след повторно засяване: царевица, ориз, тютюн, памук.

3) средна поносимост след повторно засяване: пшеница, ечемик и картофи.

Причините за намаляване на добивите при монокултурно отглеждане са физични, химични и биологични:

- физични фактори – културите оставят след себе си различни количества растителни отпадъци, но също така и различен режим на почвата по отношение на влагозапасяване и аерация. Те имат различен структурообразувателен ефект, поради различната си дължина и мощност на кореновата система. По отношение на структурообразувателния ефект, културите се подреждат в следния намаляващ ред:

многогодишни житни и бобови култури -> едногодишни бобови -> житни култури със слята повърхност -> околни култури

Едни култури изсушават много силно почвата и не са добър предшественик за други култури- слънчоглед, сорго и соя. Други я оставят със значителни водни запаси – бобови култури.

- химични фактори – културите извличат в нееднакви количества хранителни елементи от почвата. Едни от тях извличат големи количества К, нар. калиево любими култури- захарно цвекло и слънчоглед. Други извличат повече N – фуражни култури, царевица. Трети обогатяват почвата с N – бобови култури.

- биологични фактори – подходящото редуване на културите в сеитбообръщението е един от най-добрите начини за борба срещу болести и неприятели, а също така и плевелни видове. Повечето от културите се нападат от определени видове болести, неприятели и плевели и при монокултурно отглеждане се създават предпоставки за масовото им размножаване.

Типове сеитбообръщение:

1) според вида на растителната продукция те биват два вида:

- полски – в тях се отглеждат основно полски култури (житни, бобови, фуражни култури)

- специализирани – те се създават с оглед получаването на по-специализирана продукция (зеленчукови, памукови, тютюневи).

2) почвозащитни (противоерозионни) сеитбообръщения – лавандула.

Основните цели на обработката на почвата са създаването на условия за поникване и развитие на културни растения, създаване на подходящ коренообитаем слой, ограничаване на числеността или унищожаване на конкурентите на засетите култури (мо причинители на болести, животински организми неприятели, плевели). Конкретните задачи се изразяват в:

1) подобряване на физичните свойства на обработваемия слой. В следствие на това се подобрява структурата на почвата, хранителният, топлинният и въздушния режим. Добре обработените почви имат предимство с по-добро и по-бързо проникване на водата от валежите, а също така и по-ранното затопляне през пролетта, даващо възможност за извършване на сеитби в оптимални срокове;

2) в обработката на почвата протичат по-интензивно процесите на минерализация на органичните в-ва, изветрянето на почвените минерали и натрупване на повече хранителни минерални вещества за растенията;

3) равномерно и еднакво дълбочинно засяване на семената, което дава възможност за получаване на еднороден посев;

4) унищожаване на поникналите плевелни растения и коренищата на многогодишните плевели. Последните се изкарват посредством обработката на повърхността на почвата, за да изсъхнат, а плевелните семена се заорават на по-голяма дълбочина и с това се забавя покълнването им;

5) заорават се следжътвените растителни остатъци и органични торове и с това се създават условия за минерализирането им;

6) с обработката на почвата се внасят Р и К торове на дълбочина, която ги прави достъпни за корените на растенията.

Наред с положителните ефекти от обработката на почвата се наблюдават и отрицателни. Продължителната обработка на почвата често води до намаляване на хумусното съдържание, особено когато е некачествено повредена и органичните и минерални торове са недостатъчни. Интензивните обработки разрушават почвената структура и засилват процесите на водна и ветрова ерозия. Продължителното преминаване върху повърхността на почвата на селско стопански машини причинява уплътняване на орния и подорния хоризонти, което води до влошаване на аерацията и водопропускливостта. Обработката на почвата е свързана с енергийни разходи, достигащи до 30 % от общите разходи.

Видове обработки на почвата:

1) дълбоки – основната дълбока обработка на почвата е оран. Най-подходящо е да бъде извършена през есента до постъпване на зимата до 30 см. Обикновено се провежда след прибиране на есенните култури – пшеница, ечемик, ръж. Извършва се с т.нар. плугове. Друга основна обработка се нарича реголване на по-голяма дълбочина – 50-60 см. Тя се провежда при засаждане на овощни култури и лозя.

2) плитко – култивиране. То се провежда на 8-12 см и прилага като предсеитбена обработка на пролетни култури като преди това е извършена есенната дълбока оран. Извършва се с т.нар. култиватори. Друг вид е дисковането на дълбочина 8-12 см и се провежда като основна обработка преди сеитбата на есенни култури. Следваща обработка е фрезоване на 10-12 см дълбочина с т.нар. фрези. Друг вид е валцоване – извършва се с валц. Прилага се като предсеитбена подготовка в случай, че се засяват култури с дребни семена като моркови, люцерна, а в други случаи като следсеитбена подготовка на есенните култури с цел уплътняване на почвата, създаване на по-добър контакт между семената и почвата и ускоряване на поникването.

Минимални (почвозащитни) обработки:

1) замяна на механичните обработки с хербициди – колкото е по-широко спектърното действие на използвания хербицид, толкова е по-положителен неговия ефект. При правилно използване при окопни култури вътре редовите обработки се свеждат до нула, междуредовите до 1 максимално 2.

2) комбиниране технологични операции – целта е с един агрегат да се извършат две или повече операции. Създадени са комбинирани агрегати, при които се съчетават предсеитбената обработка със сеитбата, като се съчетава култиватор сеялка и възможност едновременно с това да се внасят торове и хербициди.

3) съчетаване на периодична дълбока оран с плитки обработки.

4) директна сеитба (нулева обработка) – механичната обработка в този случай е избегната и сеитбата се извършва със специални сеялки, чиито органи подготвят т.нар. легло за семената и за внасяне на торовете.

10. Екологични подходи при сеитбата:

Към посевния материал се отнасят семена, плодове на културни растения, а към посадъчния разсад (при зеленчукови култури, тютюн), луковици, кубени, розетки (при ягодите) и др., които служат за вегетативно размножаване на растенията. Качественият посевен и посадъчен материал трябва да отговарят на следните изисквания:

1) видова честота – семената не трябва да съдържат примеси от семена от други видове растения или плевели.

2) сортова честота – в съвременното земеделие следва да се използват за посев семена, които не съдържат примеси на семена от други сортове на дадения културен вид.

3) честота от примеси на инертни материали и счупени семена.

4) кълняемост и кълняема енергия – кълняемостта е способността на семената да образуват кълнове при нормални условия за оптимално време, например при житните култури – 7-8 дни. Кълняемата енергия е способността на семената да образуват кълнове за по-кратко време, например за 2 до 4 дни.

5) маса на 1000 семена – абсолютното тегло, изразява се като m [g/1000 семена в абсолютно сухо състояние].

6) изравненост на семената – семената трябва да са равни по форма.

7) изравненост от болести и неприятели (зърнояди, гъгрица). Поради това е необходимо семената да бъдат предварително обеззаразявани с пестициди.

След прибиране на семената следва тяхното почистване и сортиране. Извършва се калибриране – разпределяне на семената по фракции в зависимост от тяхната големина. Обеззаразяват се семената с помощта на пестициди. То може да бъде три вида: мокро обеззаразяване – семената се потапят в дадения пестицид, полумокро – на определено количество семена като обеззаразител се ползва определено количество препарат, сухо – третиране на семената с прахообарзни препарати.

Методи на сеитба:

1) културите със слята повърхност – зимни житни култури (пшеница, ечемик, ръж, тритикали), пролетни житни зърнени култури (ориз, овес, просо), зърнени бобови култури (грах, нахут, леща, фий) – се сеят редово. Разстоянието между редовете е малко, приблизително 10-15 см а гъстотата в реда е значителна. Тези култури се нуждаят от малка хранителна площ на растението и не е необходимо извършване на обработка на почвата през вегетационния период.

2) окопните култури – пролетни зърнени житни култури (царевица, сорго), зърнени бобови култури (фасул, соя, бакла), слънчоглед, цвекло – изискват по-голяма хранителна площ на растение и сеитбата им се извършва при по-големи междуредови разстояния 40-80 см. Този начин на сеитба се нарича редово пунктиране.

Съществуват два специални начина на сеитба при специфични екологични условия:

- браздова сеитба – при силно задушливи условия. Със сеялките се прокарват редове в сухата почва, в дъното на които се поставят семената.

- гребенова сеитба – при преовлажнени почви. Семената се поставят в предварително изградени гребени, които дават възможност почвата да засъхне и да се затопли по-рано през пролетта.

1. Азотно торене – то е най-интензивния фактор в областта на растениевъдството. N е най-дефицитният хранителен елемент в почвата с изключително важни физични и биохимични функции, без които не е възможно получаването на задоволителни добиви. Той е един от основните фактори за подобряване на качеството на растителната продукция. Минерални N торове се произвеждат от неорганични резерви на атмосферния N, който е 78 % чрез амонячен синтез в N торовете заводи. От синтезирания N се произвеждат всички N мин. торове:

1.1. Класификация на N торове:

1) амониеви (NH₄)-

- течни – втечнен NH₃, амонячна вода;

- твърди – NH₄Cl, (NH₄)₂ SO₄.

2) нитратни – NaNO₃, Ca (NO₃)₂;

3) амониево нитратни – NH₄NO₃;

4) амидни – карбамид CO(NH₂)

- амониева селитра – съдържание на N 33-34 % е основен азотен тор. Притежава висока хигроскопичност, поради което се произвежда и използва в гранулирано състояние. Предимствата на този тор се изразяват в универсалното му приложение спрямо всички култури и възможност да се прилага повърхностно торене без основни амонячни загуби. Недостатък на тора е възможността за измиване на нитратния N и за неговата динетрификация.

- карбамид – съдържание на N 45-46 %. Предимствата му са високата концентрация на N, по-малката хигроскопичност, по-слабото вкисляващо действие и по-малката способност за измиване преди да е нитрифициран NH₄. Този тор поради своите характеристики може да бъде използван и в типично зимни условия. Недостатък му е, че може да бъде подложен на амонячни загуби при повърхностно торене в съчетание висока температура през вегетационния период.

1.2. Механизми на N загуби – реалната усвоимост на внесените N торове е и 50-60 %. Останалите 40-50 % се губят благодарение на разнообразните механизми на N загуби.

1) необратими N загуби:

- денитрификация – микробиологичен процес, при който нитратите се редуцират до нисши NO_x и елементарен N, които преминават в атмосферата. Процесът се благоприятства от преовлажняването, анаеробните условия, високата температура и наличието на много органично вещество. Установено е, че около 20-30 % от торовия N се губят чрез денитрификация.

- измиване на NO₃ и замърсяване на подпочвените води – най-големи загуби се наблюдават при леките по механични свойства почви с близки подпочвени води, а значително по-малки са при мощните черноземи с непромивен режим и дълбоки подпочвени води. Загубите чрез измиване се благоприятстват от есенното внасяне на NH₄NO₃ , липсата или слабото развитие на растителната покривка и голямата сума на есенно зимните валежи. Характерно за нитратите е голямата им подвижност в почвата.

- излитане на NO₃ – опасност от такава необратима загуба има при повърхностно торене с карбамид при условия на висока температура, леки механични свойства на почвата и ниска влажност.

2) Обратими N загуби:

- амониева фиксация – поглъщане на NH₄⁺ от решетката на глинестите минерали. Фиксираният по този начин NH₄⁺ не е безвъзвратно загубен за растенията. Процесът може да има положителен ефект. По този начин N е защитен от необратими загуби, а удължаването на торовото действие е полезно за растенията.

- биологична имобилизация (фиксация) – свързването (фиксирането) на N в почвата се извършва от м.о. Най-често на такава фиксация са подложени органичните материали с ниско съдържание на N. Такива са растителните остатъци след прибиране на реколтата и неогнилия оборски тор. При минерализирането на органични материали и стесняване на отношението C:N имобилизираният от м.о. N става достъпен за растенията.

1.3. Екологични аспекти на N торене:

1) замърсяване на подпочвените и питейните води;

2) еутрофикация на водните басейни – образува се H₂S;

3) вкисляване на почвите в следствие употребата на N торове, особено на NH₄NO₃;

4) интензивното торене с N и внасянето само на N торове в почвата предизвиква дебалансирано мин. хранене на растенията в резултат на което се понижава качеството на растителната продукция.

2. Фосфорни торове – P торене определя сигурността, стабилността и качеството на растителната продукция. Р торовете се характеризират с ниска усвоймост поради бързото им взаимодействие и превръщане в слабо разтворими форми в почвата. Източници за производство на Р торове са залежите от апатити и фосфорити. Залежи от апатити има само в Русия, САЩ, Канада, Бразилия, Швеция, Испания, а фосфорити – в САЩ, Чили, Китай, Северна Африка. Поради много ниската им разтворимост апатитите и фосфоритите са практически недостъпни за растенията и могат да се използват за торене само в силно кисели почви.

2.1. Класификация на Р торовете:

1) суперфосфат – в зависимост от съдържанието на Р може да бъде:

- обикновен - ~ 20 % Р;

- двоен - ~50 % P;

- троен;

2.2. Екологични аспекти на Р торене:

1) прекомерна употреба на Р торове увеличава съдържанието на подвижни фосфати в почвата и предизвиква дебалансирано минерално хранене на растенията.

2) излишъкът на Р понижава достъпността на микроелементите за растенията с изключение на Mo.

3) Р се измива в подпочвените хоризонти, но може да достигне до реките и водоемите чрез ерозионния поток и да предизвика еутрофикация.

4) фосфоритите съдържат F, който в резултат на йонното разлагане се освобождава в атмосферата. Той е известен със своята агресивност и възвърнат в почвата може да е причина за определени въздействия. Предполага се, че Р торене може да обогати почвата с Cd и Sr⁹⁰.

3. Калиево торене – калият е третият по значение дефицитен макроелемент за храненето на растенията с важни физиологични и биохимични функции, без да влиза в свойствата и структурните органичните съединения. Калият обуславя устойчивия анатомичен строеж на растенията. Устойчивост към полягане и устойчивост към стресови фактори на ОС (суша, висока температура, ниски температури). Важна е ролята му за качеството на растителната продукция т.к. повишава съдържанието на захар в гроздето и в плодовете, на скорбяла в картофите и др. За разлика от Р и N общите запаси на К в почвата са високи, но достъпни за растенията са само обменния и отчасти необменния (резервен) К. Той е основният противойон на нитратните и фосфатни аниони и играе важна роля за йонния баланс на растението. С неблагоприятен калиев режим се характеризират почвите с лек механичен състав, силно изветрели и с кисела реакция:

NO₃^-

= > K⁺ е противойон

PO₄^2-

Единственият източник за промишлено производство на калиеви торове са природните запаси на сурови калиеви соли. Най-големи запаси има в Германия, Полша, Русия.

К торове -> получават се от сурови К соли.

К соли могат да се използват директно за торене или след промишлена преработка. Природните К соли се състоят основно от KCl, но съдържат примеси от NaCl и MgCl₂.

* KCl съдържание на К – 50-60% - неблагоприятно действие на тора е съдържанието на Cl йон, който действа неблагоприятно при редица култури, като захарно цвекло, картофи, тютюн.

* K₂SO₄ – има много добри физически показатели, изразяващи се в това, че не се уплътнява и не съдържа Cl. Той е по-скъп тор и е икономично целесъобразно да се използва при култури при които качеството е от голямо значение (тютюн, захарно цвекло, картофи).

Екологични аспекти на К торене:

1) подчертано значение на К за подобряване на качеството на растителните продукти;

2)положително влияние на К за подобряване на устойчивостта към стресово влияние на ОС;

3) прекаленото К торене на леки почви причинява дисбаланс между К и Са и е причина за поява на заболявания при животните хранени с фураж от такива площи;

4) на леки песъчливи почви е възможно да се наблюдава загуба на К, чрез измиване в подпочвените хоризонти;

5) К торове са физиологично кисели торове и като такива допринасят за вкисляването на почвите;

6) Cl анион на KCl действа отрицателно на култури с повишени изисквания към качеството.

Микроелементите са безусловно необходими хранителни елементи за растенията съдържащи се в много малки количества в почвата и растенията. Независимо от това, че не участват в основните органични съединения и структури на растенията, те изпълняват изключително важна функция като съставна част на различни ензими. Факторите обуславящи нарастващото значение на микроторенето са следните:

1) с увеличаване на добивите, повече микроелементи се извличат от почвата, в резултат на което съдържанието им постепенно намалява.

2) прилагането единствено на микроторене причинява промяна в почвената реакция, което блокира достъпността и подвижността на микроелементите.

3) ограниченото използване на органични торове също увеличава дефицита на микроелементите.

4) внедряване на сортове и хибридни растения със специфично по-високи изисквания по отношение на макроелементите.

Дефицитът на микроелементите е със специфични симптоми по отношение на различните култури. Торенето с микроелементи е специфично и следва да се извърши прецизно, тъй като повечето от тях са тежки метали и при необосновано високи торови норми могат да упражнят токсично действие върху растенията. За нашите почвени климатични условия най-важните микроелементи са Mo, Zn, B и Fe.

1) Mo – молибденовото торене е най-широко прилаганото у нас в исторически аспект. Дефицитът на Мо може да се прояви при всички безкарбонатни почви като този дефицит се засилва с понижението на pH и повишена интензивност на азотно торене. Най-голяма нужда от Мо изпитват бобовите култури. В намаляващ ред необходимост от Мо проявяват слънчогледа, царевицата, ечемика, пшеницата. Като торови средства се използват съединенията на Мо с Na и NH₄⁺. Техниката на микроторенето се изразява в полумокрото третиране на семената, а когато това мероприятие не се провежда се предприема ранно пръскане на младите растения.

2) Zn – Zn дефицит се наблюдава в алкалните карбонатни почви като намалява в понижението на рН. Интензивното Р торене и прекомерното торене с Zn намаляват подвижността и достъпността му за растенията. Докато интензивното азотно торене и вкисляването на почвите са с обратен ефект. Най-нуждаещи се култури от Zn са царевицата и соята. Като торови средства се използват ZnSO₄. За предпочитане е третирането на семената с Zn да се извърши преди сеитбата, а ако това не се предприеме да се извърши пръскане на младите растения с ZnSO₄.

3) В – най-дефицитни и най-нуждаещи се от този елемент са люцерната, цвеклото и слънчогледа. За разлика от други микроелементи симптомите на В дефицит не се наблюдават в ранните стадии от развитието на растенията. При недостиг на В се влошава семеобразуването при люцерната и слънчогледа и се появява гниене по корено плодите на цвеклото. Като В препарати се използват В киселина и Na₅B₃ (борас) като се прилага двукратно листно пръскане в началните фази на цъфтежа на растенията.

4) Fe – при дефицит на Fe се наблюдават тежки и трудно отстраними хлорози (пожълтяване, в следствие намаляване съдържанието на хлорофил). Най-често от Fe хлорози страдат лозовите и овощните култури, отглеждани върху карбонатни почви, където подвижността и достъпността на Fe е извънредно ниска. Високото съдържание на карбонати, интензивното Р торене и интензивното пръскане с Cu съдържащи препарати усилват Fe дефицит. Като микроторове се използват FeSO₄, но по-удачни са хелатните форми (комплексни соли), от които най-много са известни препаратите Секвистрен и Феризан. Тези препарати се използват единствено като листни торове.

13. Биологични и екологични особености на плевелите. Класификация и борба с плевелите. Хербициди, изисквания и качества:

Вредите от плевелите се групират като:

1) преки вреди – изразяват се в това, че плевелните растения са конкуренти на културните растения по отношение на светлина, вода, хранителни вещества и др. Повечето от плевелите имат висок транспирационен коефициент, в следствие на което заплевените посеви изразходват водните запаси на почвата много по-бързо от незаплевелените. При благоприятен режим на влагата плевелите израстват бойно и подтискат културните растения.

2) особеностите при узряването и покълнването на плевелните семена, допринасят също за голямата жизненост на плевелите. Плевелните семена запазват кълняемостта си в продължение на 5-6 години, а някои до 50-60 години. Различният срок на узряването на плевелните семена (преди, едновременно, след прибиране на реколтата) осигуряват заплевяването на посевите.

3) семената на плевелите притежават редица приспособления за разпространение (шипчета, осили и др.).

У нас статут на плевели имат около 400 вида растения. Класифицирането им по биологични групи прави възможно прилагането на специфични към дадена група мерки за борба:

1. Според начина на хранене:

1) несъдържащо хлорофил (паразити и полупаразити), хранещи се чрез гостоприемник;

2) съдържащи хлорофил (непаразитни зелени плевели), хранещи се самостоятелно.

2. Според вида на хранене:

1) паразитни – пълните паразити са безхлорофилни растения, които се прикрепват към растението гостоприемник и извличат готови хранителни вещества. Разделят се на стъблени (различни видове кускути) и коренови (различни видове сини китки);

2) полупаразитни – могат нормално да синтезират органични вещества, тъй като имат зелени растителни части, но поради слабата си коренова система черпят вода и минерални вещества от растението гостоприемник.

3. Според продължителността на живота си:

1) монокрапни – плододават само веднъж годишно. С продължителност на живот най-много до 2 години;

2) поликрапни – 2 или повече пъти годишно. Развива се повече от две години.

4. Според продължителността на живота по години:

1) едногодишни – те продължават развитието си в рамките на една година. Имат специфични представители – ефимери (по-малко от едногодишни, приблизително един сезон, 4-6 седмици);

2) многогодишни:

- коренищни – развиват видоизменени подземни стъбла, които се наричат коренища, служещи за вегетативно размножаване на растенията. Върху коренищата има множество спящи пъпки, от които се развиват нови стъбла със самостоятелна коренова система. Към тази група се отнасят много упорити представители на семейство Житни (троскот, балур, пирей). Техните семена се характеризират с голяма жизненост.

- кореново издънкови – те се размножават вегетативно чрез спящи пъпки, разположени по главните и странични корени, от които се формират нови надземни стъбла. Представители са обикновената паламида и глухарчето.

Борба срещу плевелите:

1. Агротехнически мерки за борба:

1) употреба на чист посевен материал;

2) правилна подготовка и използване на оборския тор – в тази връзка не се допуска използване на пресен оборски тор тъй като съдържа плевелни семена с значителна кълняемост;

3) унищожаване на плевелите в необработваните площи, които са важен източник за заплевяване на обработваемите;

4) пречистване на каналните и поливни води, които също могат да бъдат източник на заплевяване;

5) противоплевелна карантина;

6) оптимален срок за засяване на семената и качествено провеждане на сеитбата;

7) своевременни грижи за посевите по време на вегетацията им;

8) прилагане на правилни сеитбообращения.

2. Химични методи – прилагане на хербициди. Към момента като хербициди се използват над 200 органични съединения. Според характера на своето действие, те се делят на:

1) тотални хербициди – унищожават всички растения. Прилагат се след прибиране на реколтата с цел унищожаване на многогодишните коренищни плевели. Често се използват за унищожаване на плевелите извън земеделските участъци – рандъп;

2) селективни хербициди – имат избирателно действие, като действат на едни растения, а други не ги засягат. Селективните хербициди според начина на действие биват:

- компактни – поразяват само там където са попаднали, поради което не са подходящи за борба с многогодишните коренищни плевели;

- системни – проникват чрез корените или листата, движат се в проводящата система и поразяват подземните и надземни органи на растенията. Ефектът от употребата им е по-голям, поради което те се прилагат по масово. Системните хербициди биват почвени и листни. Почвените(коренови) хербициди проникват по-добре през корените на растенията, поради което те се внасят в почвата преди или непосредствено след сеитбата. Листните проникват по-добре през листата, поради което се внасят в определена фаза от развитието на растенията (при царевицата – 5-6 лист)