Существенные инвестиции в окультуривание почвы, удобрение и, тем более, в оснащение оросительными системами вынуждают картофелеводов окупать затраты за счет максимального насыщения севооборотов картофелем и другими овощными культурами, согласно специализации и как самыми прибыльными. Часто картофель выращивают два года подряд, затем могут идти морковь, свекла, лук. Первоначально складывается впечатление, что все хорошо, проблем нет с урожайностью и качеством. Но после нескольких оборотов проблемы появляются, причем серьезные. Резко повышается поражение болезнями, снижается урожайность, лежкость и товарность продукции. Это явление называется почвоутомлением. Сохранить плодородие почвы в севооборотах с картофелем возможно несколькими путями: за счет многолетних злаково-бобовых трав, применения органических удобрений и сидерации, т.е. запашки всей биомассы специально выращиваемых для этого культур. Первые два способа — это классические методы, к которым нужно стремиться, как к идеалу. Если есть возможность делать длительные перерывы в возврате картофеля на поле, два-три года с позиций плодородия целесообразно отводить на выращивание многолетних трав. Но данный вариант неприемлем для предприятий без животноводства. Кроме того, положительный эффект омрачается тем, что в злаковых травостоях быстро размножается проволочник, а люцерна и клевер являются растениями-хозяевами нематод. Поэтому многолетние травы нужно дополнять другими культурами, чтобы за дополнительный сезон хорошо разложилась биомасса и накопившиеся патогены были нейтрализованы. Насыщенность севооборота картофелем в таком случае уменьшается до 20-25%. Приемлемо это или нет — нужно решать с учетом всех существенных обстоятельств, включая экономику. На стационарных орошаемых массивах такой вариант севооборота никак нельзя признать приемлемым.
Внесение органических удобрений под картофель практикуется в настоящее время только в традиционных многопрофильных хозяйствах с развитым животноводством. Площади картофеля здесь, как правило, небольшие, до 300 га. Применение органических удобрений — отдельный бизнес-процесс и существенная статья материальных и трудовых затрат. Нужно иметь специальную технику, накапливать, компостировать, а затем вносить заблаговременно, лучше осенью под вспашку. Весеннее внесение неприемлемо из-за уплотнения почвы и задержки посадки. Также важно не допускать внесения под картофель неразложившейся органики, что приводит к поражению клубней паршой. В среде крупнотоварных картофелеводов животноводство встречается не часто. Промежуточные посевы на зеленое удобрение эффективны при длительном периоде вегетации (не менее 90 дней) и достаточном количестве осадков в осенний период (не менее 120 мм). Такой благоприятный климат в западноевропейских странах, поэтому там тотально высевают сложные смеси культур под запашку. К примеру, типичная рекомендация в Англии: посеять такой-то состав смеси культур до октября, заделать в почву в конце февраля, посадить картофель в конце марта… Климат РФ позволяет это делать только осенью, никак не зимой, только в западном и юго-западном регионе Нечерноземной зоны и только в отдельные годы с ранним созреванием, например, озимого рапса или ячменя. Основательный подход к выращиванию сидератов в большинстве регионов России возможен при выделении целого сезона. Ранее считались лучшими традиционные бобовые культуры — люпин, клевер, вика, пелюшка. Но высокая стоимость семенного материала бобовых, а также выявленная фитосанитарная эффективность некоторых культур предопределили расширение ассортимента эффективных сидеральных культур.
Вторая важнейшая функция севооборота — сокращение заболеваемости картофеля, реализуется с помощью трех основных механизмов:
Жизненный цикл, механизмы сохранения всех картофельных болезней изучены хорошо. Большинство болезней сохраняются не только в почве, но и на семенном материале. Это значит, что подавление болезней с помощью севооборота должно сочетаться с использованием здорового посадочного материала. Только в почве сохраняется питиум и вертициллез, распространяются на почве, прилипшей к клубням, рак и нематоды. Анализ этой информации показывает, что мнения ученых разных стран по продолжительности сохранения инфекции в почве несколько различаются. Общепризнанно, что многие годы сохраняются в почве антракноз, парша, ризоктониоз, рак, цистообразующая нематода. Никакой севооборот не поможет от них избавиться полностью, так же как и от вирусных болезней, за исключением раттл-вируса, распространяемых в клубнях.
На основе биологии возбудителей часто утверждается, что севообороты неэффективны в борьбе с патогенами, которые имеют длительный период выживания и много растений-хозяев. Безусловно, контроль, подавление или как говорят на западе «менеджмент» любых повреждений картофеля — это целый комплекс мероприятий. Понятие интегрированной защиты растений включает не только непосредственно подавление, но и профилактические, предупредительные меры, мониторинг ситуации, на основе которых и принимаются оптимальные меры борьбы. Но эффекты второго и третьего механизма, которые включают в себя активное подавление патогенов, делают севообороты эффективными в борьбе с практически всеми болезнями. Травяные кормовые культуры с обширными корневыми системами (люцерна, клевер в чистом виде или в сочетании со злаковыми травами), выращиваемые целый сезон или промежуточно, увеличивают микробные популяции, активность и разнообразие, а также могут подавлять болезни. Крестоцветные (капустные) культуры, такие как рапс, горчица, редька масличная, активно влияют на популяции патогенов и микробные сообщества. В качестве эффективных фитосанитаров часто упоминаются озимая рожь, овес, гречиха, люпин, суданская трава, ячмень, озимая пшеница, лен, вика, донник. Нежелательно включать в схемы картофельных севооборотов пасленовые культуры, свеклу, подсолнечник, сою, морковь, пастбища. Это позднеспелые, истощающие почву культуры с общими фитопатологическими проблемами.
Правильный севооборот лежит в основе системы защиты картофеля, но его нужно выстраивать под конкретные задачи. Нет универсально позитивных предшественников в контексте борьбы с болезнями. Тот же клевер хорош в большинстве случаев, кроме нематоды. Поэтому севооборот нужно формировать с учетом сложившейся ситуации на конкретном поле, с учетом других проводимых мероприятий системы защиты. При наличии достаточных земельных ресурсов, в зоне достаточного влагообеспечения, а это касается центрального, западного, северо-западного и юго-западного регионов Нечерноземной зоны РФ имеются все возможности для организации трех и даже четырехпольных севооборотов с озимыми и яровыми зерновыми, крестоцветными культурами и даже многолетними травами. Но любые кормовые — это для предприятий с животноводством. На основе глубокого понимания природы болезней и взаимоотношений культур в современном картофелеводстве обоснованы и широко применяются короткие схемы севооборотов. Применительно к отдельным проблемам большой эффект может дать даже однолетняя ротация с другими культурами (см. табл. 1). Так можно нейтрализовать бактериальные болезни, паршу серебристую, галловые, стеблевые и корневые нематоды, паршу обыкновенную, альтернариоз.
В условиях российского климата в качестве самой короткой схемы севооборота приемлемы варианты: картофель — озимая рожь на сидерат + крестоцветные на сидерат или картофель — два урожая сидерата. Схема картофель — ячмень + сидерат будет по выручке лучше, но сидерат дает дополнительный эффект только при достаточном количестве тепла и осадков. Данные схемы севооборота не универсальны. Лучшие сочетания культур необходимо выявлять регионально, на практике. Очевидно, что величина урожая не должна быть единственным критерием оценки. Необходимо оценивать и показатели качества продукции. В целом же рекомендации российских НИИ последних лет допускают повышение концентрации семенного картофеля в структуре посевных площадей до 30%, продовольственного и технического — до 50%. А в качестве приемлемых предшественников для картофеля упоминаются не только вышеперечисленные, но и черный пар, сахарная свекла, соя, кукуруза, овощные культуры, к чему нужно относится достаточно взвешенно, с поправками на необходимость решения фитопатологических проблем.
Таблица 1. Эффективность коротких фитосанитарных ротаций культур
Зарубежные подходы к чередованию культур основаны на учете почвенных особенностей, климата, фитопатологических проблем и экономики. Универсальные рекомендации поэтому не имеют большой ценности и даже не выдаются. В фундаментальных практических руководствах по выращиванию картофеля, изданных в последнее время, разделы «Севооборот» вообще отсутствуют. В США и Канаде высокая стоимость земли и орошения заставила более 70% картофелеводческих хозяйств работать по трехлетней схеме, остальных — по двухлетней. Наиболее распространенные партнеры картофеля — пшеница и рапс на зерно, плюс разнообразные промежуточные культуры. Очень информативные исследования по этой тематике закончены недавно в Германии (Berendonk C., Lowenich P., 2020). Начиная с 2010 года, проведено сравнение нескольких ротаций различных схем севооборотов по влиянию на урожайность и качество картофеля и сохранение почвенного плодородия (табл. 2-5). Изучено несколько вариантов чередования культур, обработки почвы и удобрения.
Таблица 2. Схемы севооборотов( Berendonk C., Lowenich P., 2020)
В среднем за шесть ротаций севооборотов, использование сидеральной редьки масличной повысило урожайность картофеля на 6,0-6,5 т/га. Дополнительная заделка соломы, твердого и жидкого навоза не приводит к увеличению урожайности картофеля по сравнению с редькой масличной (табл. 3). Чередование картофель — кукуруза — озимая пшеница + редька на сидерат обеспечивает и самую высокую урожайность пшеницы и кукуруза (варианты 2, 3). Но если поменять местами пшеницу и кукурузу, т.е. предшественником картофеля в этом случае выступает не пшеница, а кукуруза (варианты 7, 8), то существенно снижается урожайность всех культур севооборота (табл. 3). Причем данный эффект наблюдается и при более длинных схемах севооборотов (варианты 9, 10).
Таблица 3. Урожайность при разных схемах севооборотов, т/га (Berendonk C., Lowenich P., 2020)
Влияние различных схем севооборотов на качество картофеля, пораженнность клубней различными болезнями не столь однозначно. К примеру, внесение навоза в сочетании с сидерацией (варианты 5, 6) обеспечивает минимальное развитие парши обыкновенной и обычного ризоктониоза. Сидерат в чистом виде оказывает положительное влияние на качество и высокоэффективен против глубокой формы ризоктониоза и серебристой парши. Нет существенной разницы между вариантами по влиянию на антракноз (табл. 4). И в целом на развитие болезней больше влияют не схемы чередования культур, а погодные условия вегетационного периода. По одной-двум ротациям не просматривается достоверного снижения развития болезней при переходе с трех- на четырех и пятилетнюю схему севооборотов (варианты 9-11).
Таблица 4. Влияние различных севооборотов на поражение клубней картофеля болезнями (Berendonk C., Lowenich P., 2020)
Запашка сидерата в сочетании с внесением органических удобрений обеспечивают сохранение почвенного плодородия на исходном уровне — варианты 3-6 (табл. 5). Причем сеять редьку масличную после пшеницы лучше без вспашки (см. варианты 2 и 3). Четырех-пятилетние севообороты не имеют преимуществ в плане сохранения содержания гумуса, по сравнению с трехлетними, если используются сидераты и органические удобрения. Эти экспериментальные данные подтверждают обоснованность, конкурентоспособность и экологическую нейтральность трехлетних севооборотов в интенсивном картофелеводстве.
Таблица 5. Содержание и баланс гумуса при различных схемах севооборотов (Berendonk C., Lowenich P., 2020)
В качестве резюме следует подчеркнуть, что чередование картофеля с культурами других биологических семейств оказывает положительное воздействие на плодородие, физические свойства почвы, приводит к снижению инфекции патогенов и за счет этого обеспечивает высокую урожайность и качество картофеля. Даже самая короткая ротация лучше по сравнению с повторными посадками картофеля. Выбор схемы севооборота и предшественника для картофеля должен быть основан на анализе состояния почвы, характера засоренности, проблем с болезнями на конкретном поле, учете климатических особенностей и экономических возможностей. Результаты многолетних исследований в Германии подтверждают приемлемость трехлетней ротации картофеля с другими культурами, если чередование их оптимально и применяются промежуточные посевы редьки масличной и (или ) органические удобрения.
БСА, 12.08.2020.