Агробиологические основы формирования смешанных посевов

1.2 Агробиологические основы формирования смешанных посевов

Смешанные посевы сельскохозяйственных культур позаимствованы земледельцами  у природы, многообразия ее биоценозов. В настоящее время на основе исследований И.И. Гунара (1957), A.M. Гродзинского (1991), Е.Н. Мишустина (1985), В. Маркова (1966), А.А. Кутузовой (1973), А.А. Жученко (1988) и др. можно считать общепринятым, что ведущую роль в определении взаимоотношений между организмами в биоценозе.

Взаимосредообразование в растительном сообществе включает в себя прямое воздействие организмов друг на друга (паразитизм, сапрофитизм, механическое давление и др.), аллелопатическое взаимовлияние и, наконец, косвенное взаимовлияние через абиотические и биотические факторы среды. Эти связи всегда имеются в фитоценозе, и все воздействия на фитоценоз извне всегда преломляются через них.

Искусственно созданный фитоценоз  называется агроценоз, который также рассматривается как целостная самонастраивающаяся фотосинтезирующая система (Образцов А.С., 2001), наибольшая продуктивность которой достигается благодаря оптимизации взаимоотношения между его компонентами.

Успешное формирование агрофитоценозов  невозможно без учета двухсторонней  связи, всегда существующей между ними и средою (прежде всего между растением  и почвой).

В смешанных посевах могут быть различные отношения растений как  факторов среды одних для других (Минина И.П., 1974):

Согласно В.Н. Сукачеву (1953), взаимоотношение  растений в сообществах можно  разделить на три основные группы: контактные, трансабиотические, трансбиотические.

Контактные взаимоотношения, связанные  со срастанием органов или без  срастания, в полевых и луговых  условиях существенного значения не имеют.

Трансбиотические взаимоотношения растений больше распространены на естественных и сеяных лугах. Эти взаимоотношения, определяемые через влияние третьих организмов, связаны, например, с различной поедаемостью трав скотом.

Главную роль играют трансабиотические взаимоотношения растений, связанные с поглощением питательных веществ (трофические взаимоотношения), воды (гидрологические), солнечной радиации и углекислоты (радиационные), с влиянием прижизненных выделений и продуктов разложения отмерших органов растений (аллелопатические взаимоотношения).

Трофические взаимоотношения могут носить характер конкуренции за питательные вещества либо одностороннее положительное, либо одностороннее отрицательное взаимовлияние. При посеве бобовых культур в смеси с небобовыми заметно улучшается режим азотного питания последних за счет азота, выделяемого в почву бобовым компонентом с корневыми выделениями и в процессе минерализации отмирающих корневых волосков и части корешков. В смешанных посевах бобовый компонент способствует улучшению не только азотного, но и фосфорного питания небобового компонента. (Прянишников Д.Н., 1965).

В.Б. Беляк (1998) считает, что продуктивность и устойчивость агрофитоценоза во многом зависит от составляющих его компонентов  и, в первую очередь, наличия и  соотношения азотопотребителей и азотонакопителей.

Гидрологические взаимоотношения. Эти взаимоотношения, связанные с различиями в использовании влаги компонентами смешанных посевов, могут носить как положительный, так и отрицательный характер в зависимости от водного режима почвы. Н.С. Купцов, И.П. Такунов (2006) считают, что в смешанных посевах почвенная влага более рационально используется растениями, так как она потребляется из разноглубинных слоев почвы, к тому же смешанные посевы, угнетая сорную растительность, выключают ее из сферы активного водопотребления.

А.П. Исаев (1977), изучая водный баланс в  смешанных посевах бобовых культур  со злаками и подсолнечником на серых  лесных почвах лесостепи, пришел к выводу, что суммарный расход воды оказывает  существенное влияние на взаимоотношения компонентов смеси в процессе их роста и развития. В смешанном посеве более экономно расходовалась почвенная влага, чем в чистых посевах бобовых культур. Меньший расход воды на единицу сухого вещества урожая смеси бобовых культур с овсом по сравнению с чистыми посевами зернобобовых, возможно, связан не с взаимодействием компонентов, а с различиями в устойчивости их к недостатку влаги.

Радиационные взаимоотношения растений связаны с фотосинтезом - процессом углеродного питания, осуществляемого с помощью световой энергии.

По утверждению Е. Одума (1968) максимальная продуктивность культурных растений с широкими листьями получается тогда, когда суммарная поверхность листьев, освещенная падающими светом, превышает в 4 или 5 раз поверхность грунта. Любое увеличение листьев за пределами этого уровня не влечет за собой увеличение фотосинтеза на квадратный метр, так как повышенная затененность скрадывает преимущество, которое могло бы получиться от увеличения фотосинтезирующей ткани. Кроме того, повышенное дыхание дополнительных листьев, не получающих достаточного света, может снизить чистую продуктивность посева.

Аналогичного  мнения придерживается А.С. Образцов (2001), который отмечает, что «существующая гипотеза о возможности улучшения радиационных характеристик растительного покрова путем создания смешанных агрофитоценоэов, способных более эффективно использовать свет, чем одновидовые посевы, пока еще не доказана. С точки зрения теории фотосинтетической продуктивности более интенсивное поглощение и утилизация поглощенной фотосинтетической активной радиации (ФАР) возможно однородным травостоем, состоящим из выровненных по высоте растений с оптимальным пространственным расположением листьев.

В тоже время А.А. Жученко (2000) считает, что «увеличение листовой поверхности  до 5-8 м² на 1 м² за счет большей плотности посева и правильного размещения рядов, создание сортов с оптимальной архитектоникой растений, поддержание высокого КПД фотосинтеза в течение вегетации и другие приемы позволяют значительно увеличить продуктивность агроэкосистемы».

Аллелопатические взаимоотношения. Впервые понятие аллелопатия, или «химическое взаимовлияние» растений было внесено в ботаническую науку известным авторитетным ученым Хансом Молишем (Molish, 1937). В своей монографии Молиш подробно излагает экспериментальный материал о формах физиологической активности - «яблочного газа». Эта работа по существу явилась первой в мировой литературе, где с предельной ясностью было показано, что одно растение может влиять на другое на расстоянии «химическим» путем.