хлеба 2-й группы (просовидные): кукуруза, просо, сорго, рис, гречиха

Кукуруза. В современном мировом земледелии кукуруза по праву занимает одно из основных мест. Являясь растением уни­версального использования, наибольшее значение она приобрела в решении кормовой проблемы.

Кукуруза - аборигенное растение тропической и субтропиче­ской зон Америки. Происхождение сильно сказывается на ее при­роде. Это теплолюбивое и светолюбивое растение. Отличительная особенность кукурузы - мощная мочковатая многоярусная кор­невая система, основу которой составляют узловые корни, распо­лагающиеся ярусами. Они способны проникать на глубину 2-4 м и распространяться в стороны до 1,5 м. На корнях обнаружены воздушные полости, которые свидетельствуют, с одной стороны, о повышенной чувствительности корней к наличию кислорода, а с другой - видимо, помогают кукурузе приспосабливаться к тяжелым заплывающим почвам. У кукурузы выявляют восемь подвидов, семь из которых имеют производственное значение. Наибольшее распространение в нашей стране получили зубовид­ный и кремнистый подвиды.

Главная, экологическая особенность кукурузы - высокая тре­бовательность к влажности почвы в течение всего периода веге­тации. Ее урожайность во многом определяется не самими свой­ствами почв, а уровнем увлажнения, что говорит о специфике экологических особенностей этой культуры. Высокие урожаи ку­курузы получают на весьма разнообразных по свойствам почвах: черноземы выщелоченные, черноземы слитые, лугово-черно-зем­ные, луговые почвы. Но всех их объединяет одно свойство - дос­таточный уровень увлажнения в период вегетации. На сухих кар­бонатных черноземах сборы зерна кукурузы резко снижаются. Отсутствие четкой коррелятивной связи между природными ка­чествами почв и величиной урожая отмечено Ф.

Кукуруза требовательна к богатству почвы органическим ве­ществом и элементами питания. В связи с этим в главных рай­онах возделывания лучшими для нее являются глубокогумусные почвы тяжелого механического состава. Это черноземы, кашта­новые почвы при орошении, луговые, лугово-черноземные почвы различных местообитаний, коричневые почвы. За рубежом пре­восходные условия для возделывания кукурузы представляют бруниземы, руброземы, субтропические черноземы и различные типы черных слитых почв. В США основные районы возделыва­ния кукурузы приурочены к богатым, глубокогумусным и влаж­ным бруниземам прерий, где количество выпадающих осадков превышает 600 мм. Плодородие легких почв для кукурузы за­висит от их гумусности. Опыты во Франции показали (Suste), что при количестве гумуса менее 3 % выращивание кукурузы обречено на неудачу, от 3 до 4 % - будут получены урожаи ниже среднего и только при количестве гумуса более 5 % можно ожи­дать положительный хозяйственный эффект.

Хотя кукуруза и теплолюбива, ареал ее возделывания на силос проникает в умеренный пояс. В холодных условиях для кукурузы более подходящи теплые легкие почвы, раньше прогревающиеся.

Большинство зерновых просовидных культур отрицательно реагируют на содержание в почвах каменистых включений. Для кукурузы же содержание гравия только более 20 % оказывает неблагоприятное воздействие на рост корней. Меньшее же коли­чество скелета оказывает благоприятное влияние, развитие кор­ней улучшается (Babalola).

Родиной кукурузы являются районы Центральной и Южной Америки, где распространены различные типы ферраллитных почв, кислые и нейтральные, а также известковые варианты даже со щелочной реакцией среды. В связи с этим кукуруза отлича­ется широким диапазоном оптимальных условий реакции среды от 6,0 до 8,5. Однако есть данные, указывающие на возможность успешного использования и более кислых почв (Somonte). На красных ферраллитных почвах максимальный урожай кукурузы получен при их известковании до рН 5,3. Дальнейшее увеличе­ние рН не всегда повышает урожай. Следовательно, рН 5,3, мож­но считать кислотным пределом для оптимума. При величине рН 5,3 количество обменного алюминия изменялось от 0,01 до 0,3 мг.-экв на 100 г почвы.

В щелочном интервале рН, особенно на карбонатных почвах, на обилие фосфатов в почве кукуруза реагирует отрицательно - резким снижением продуктивности, так как возникает острая цинковая недостаточность.

Кукуруза не выносит солонцеватых почв и неустойчива к за­солению. В полевых севооборотах кукурузу размещают после озимых колосовых, зерновых бобовых, а также после картофе­ля, сахарной свеклы, бахчевых и других пропашных культур, в пару - при уборке ее на силос. В районах недостаточного увлаж­нения не рекомендуется высевать эту культуру после подсолнеч­ника и сахарной свеклы, сильно иссушающих почву на значи­тельную глубину. Подсолнечник также сильно засоряет посевы падалицей, а при размещении кукурузы после свеклы ухудша­ются условия питания - понижается усвояемость фосфатов.

По данным Донского НИИСХ, в Ростовской области лучшие предшественники кукурузы - зерновые бобовые и озимая пше­ница, почву после которых обрабатывают по системе полупара.

В случае необходимости значительного насыщения севообо­ротов кукурузой ее можно выращивать несколько лет подряд на одном и том же поле. Высокие урожаи в этом случае получают при строгом соблюдении системы удобрения и всего агротехни­ческого комплекса. Урожай уменьшается, если вносят мало удоб­рений и ведут недостаточную борьбу с вредителями, болезнями и сорняками.

Во многих районах страны целесообразно ввести кукурузо-лю­церновые севообороты, где каждые 4-5 лет чередуются кукуруза и люцерна, которые дают 7-10 тыс. кормовых единиц с 1 га.

В Нечерноземной зоне выращивают кукурузу в выводных по­лях севооборотов, на так называемых постоянных участках, по­лучая стабильные по годам урожаи зеленой массы Возделывание кукурузы в выводных полях целесообразно прежде всего в хо­зяйствах, где плодородных земель мало, поля севооборотов зна­чительно отличаются по плодородию, удалены от ферм. Особенно это имеет значение для районов с бедными почвами, где кукуру­зу целесообразно размещать в поймах рек и на других плодород­ных участках.

Способность этой культуры выдерживать монокультуру объ­ясняется большой массой органических остатков, ежегодно ос­тающихся в поле, небольшим накоплением в почве инфекции пузырчатой головни, резким снижением засоренности повторных посевов благодаря междурядным обработкам, использованию гербицидов. Хорошие результаты в Нечерноземной зоне дает так­же включение кукурузы в кормовые севообороты с короткой ро­тацией при чередовании с картофелем, корнеплодами, овощными культурами.

На основании большого экспериментального материала, опы­та передовых хозяйств, лучшими предшественниками кукурузы в различных почвенно-климатических зонах страны определены следующие: на Северном Кавказе, Украине и в Молдавии - ози­мые хлеба, зерновые бобовые и бахчевые культуры, корнеклубне­плоды (в районах достаточного увлажнения); в Закавказье - зер­новые бобовые и колосовые культуры; в Центрально-Черноземной зоне - зерновые бобовые культуры, озимые хлеба, картофель, сахарная свекла (в районах достаточного увлажнения); на Юго­Востоке страны - зерновые бобовые и овоще-бахчевые культуры, озимью и яровые хлеба; в республиках Средней Азии и южных областях Казахстана - зерновые бобовые и колосовые культуры, а также хлопчатник; в Нечерноземной зоне, где кукуруза воз­делывается только на силос, - озимые, картофель, корнеплоды и другие культуры, под которые вносят достаточное количество удобрений, пласт и оборот пласта многолетних трав; в этой зоне используют также постоянные участки, специально выделенные для возделывания кукурузы.

Просо. В мире культурных растений просо считают одним из самых древних возделываемых растений Евразии. Центром первичного формирования проса были районы Восточной и Центральной Азии, в частности Китая и Монголии, для которых просо, видимо, самая древняя пищевая злаковая культура.

Просо - один из наиболее полиморфных родов семейства зла­ковых в нем насчитывают около 500 видов. Среди них просо обыкновенное имеет самое широкое распространение в миро­вом земледелии (примерно 25 млн га). В сельскохозяйственной практике хорошо известны также и его ближайшие родствен­ники - могар и чумиза, являющиеся подвидами итальянского проса. Районы происхождения проса отличаются известной за­сушливостью климата. Экологически просо - растение аридной и субаридной зон. Это культура нейтральных и слабощелочных почв с оптимумом pH от 7,0 до 8,5. Наилучшие условия для проса наблюдаются на черноземах всех подтипов, каштано­вых, коричневых и серо-коричневых почвах. Просо относится к культуре, предпочитающей легкие суглинистые почвы, однако оструктуренные тяжелые почвы также дают хорошие урожаи. Просо можно возделывать на лесных почвах (серые, бурые, дер­ново-подзолистые), если они имеют глубокий пахотный горизонт и окультурены до нейтральной реакции среды. Поэтому просо часто называют культурой нетребовательной к почвам в том смысле, что оно может возделываться в разнообразных почвен­ных условиях.

Просо - засухоустойчивое растение. Мочковатая корневая сис­тема уходит на глубину до 120-150 см и в нижнем ярусе образует густое сплетение корней, отходящих в сторону на 100-120 см. Это позволяет просу использовать влагу глубоких горизонтов. В то же время корни обладают большой сосущей силой и извлека­ют воду из почвы при влажности, близкой к полуторной макси­мальной гигроскопичности.

Важна для проса высокая аэрация почвенного профиля. Всякое уплотнение почвы, переувлажненность, даже временная, глеевые явления, слитость - неблагоприятны и резко снижают урожай. Просо относительно солеустойчиво и может переносить слабую и среднюю солонцеватость.

Просо очень плохо переносит бессменные посевы и весьма требовательно к предшественникам. Обусловлено это очень мед­ленным ростом растений в начале развития, от чего они сильно угнетаются сорняками и поражаются болезнями (фузариоз, гель- минтоспориоз и др.). Наивысшие урожаи этой культуры полу­чают при посеве ее по целине и пласту многолетних трав при достаточном увлажнении почвы. В. Р. Вильямс относил просо к пластовым культурам. При высокой агротехнике, на полях, чис­тых от сорняков, оно дает наивысшие урожаи после зерновых бобовых и хорошо удобренного картофеля.

После кукурузы просо сеять не следует, так как обе культу­ры сильно поражаются кукурузным мотыльком. Если его нет, то кукуруза- хороший предшественник проса.

В Поволжье, в Украине и в других районах просо часто раз­мещают после озимых, идущих по чистым парам.

Сорго. В XX в. в Европе и на американском континенте за­интересовались злаковой культурой африканского происхожде­ния - сорго, известным в Юго-Восточной Азии еще за 3 тыс. лет до н. э. Оно привлекло к себе внимание своей засухоустойчи­востью и жаростойкостью, возможностью возделывания в рез­ко засушливых условиях, где культура кукурузы ненадежна. Сельскохозяйственная практика южноевропейских стран и США подтвердила, что сорго, по существу, не имеет себе равных по устойчивости к засухе. Мировые площади сорго стали достаточ­но быстро увеличиваться, достигли уже 45 млн га и продолжа­ют расти. Кроме обыкновенного сорго широкое распространение в мире получили еще три вида - джугара, гаолян и суданская трава. По экологическим требованиям они близки к сорго обык­новенному.

Центром происхождения сорго считаются африканские са­ванны, с красно-бурыми и красно-коричневыми латеритизован­ными почвами. Обычно указывается, что сорго неприхотливо к почвам. Действительно, саванные почвы родины сорго малогу- мусны и не отличаются высоким плодородием. Их большая оже- лезненность из-за ферраллитизованности и латеритизованности создает эффект псевдопеска, легкости гранулометрического со­става. Поэтому сорго растет на супесчаных, легкосуглинистых и суглинистых почвах. Для сорго нет необходимости в высоком содержании органического вещества. Однако это не значит, что структурные хорошо гумусированные почвы глинистые и тяже­лосуглинистые, неблагоприятны для сорго. Замечательная осо­бенность сорго - высокая засухоустойчивость, способность пере­носить воздушную и почвенную засуху. Сорго может использо­вать влагу в почве, близкую к максимальной гигроскопичности, т. е. недоступную для большинства других растений.

Большую роль в экологическом приспособлении сорго к поч­вам играет очень мощная мочковатая корневая система, про­никающая вглубь до 180-250 см, сильно разветвленная. Масса корней у сорго, как у большинства засухоустойчивых растений, намного превышает надземную биомассу и больше, чем у других однолетних растений. Это позволяет считать сорго культурой, которая облагораживает почвы, повышает их гумусовое содер­жание, а следовательно, и плодородие. На южных черноземах Поволжья сорго образует многоярусную глубокоуходящую кор­невую систему (Милюткин, Огурцов), распространяющуюся на глубину более 2 м. Это дает сорго возможность активно проти­востоять засухе. Однако, несмотря на засухоустойчивость, позво­ляющую сорго давать хорошие урожаи при количестве выпадаю­щих осадков 200-300 мм, эти растения активно реагируют на орошение увеличением общей продуктивности. Но заболачива­ние, близкий уровень грунтовых вод сорго переносит плохо.

Интересна особенность сорго приспосабливаться к широкому диапазону реакции среды. При увеличении рН от 5,2 до 5,6 уро­жаи сорго увеличиваются (Wolker), но дальнейшая нейтрализа­ция среды не оказывает положительного воздействия. В интер­вале 5,6-7,1 в листьях и стеблях устанавливается оптимальная концентрация кальция и магния, до минимума снижается со­держание алюминия и магния. Исследования поведения сорго в щелочном диапазоне (Singh) при рН 8,2; 8,5; 9,0; 9,5 показали, что угнетение сорго начинается в пределе 8,5 и 9,0. При рН 9,5 особенно сильное угнетение наблюдается при прорастании семян. В почвах высококарбонатных, в почвах бедных сильноизвестко­ванных могут наблюдаться явления хлороза из-за снижения спо­собности поглощать фосфор, калий и железо.

Сорго устойчиво к засоленности и солонцеватости почв. Из зо­нальных почв в суббореальном поясе для сорго благоприятны все черноземы южно-европейской фации, южные черноземы, кашта­новые, бурые полупустынные почвы. В субтропическом поясе для сорго хороши коричневые, серо-коричневые почвы и сероземы.

Сорго хорошо выносит повторные посевы и может возделы­ваться на постоянных участках, если оно не поражается бакте­риозом. В севообороте сорго обычно размещают после зерновых бобовых, озимых, кукурузы и других культур.

Рис. Для половины человечества рис служит основным источ­ником питания. Этим обусловлено его широкое распространение в мировом земледелии (около 145 млн га). Колыбель риса - тро­пические и субтропические районы Юго-Восточной Азии.

У риса выделяют 28 видов, однако практическое значение име­ют лишь два вида - посевной и голый. Рис посевной преобладает в культуре, а в нашей стране возделывается только этот вид.

С экологических позиций рис является типичным представи­телем муссонного климата и по природе своей относится к группе растений-гидрофитов. Он произрастает при длительном затопле­нии. Наиболее оптимальны для риса полуаэробные условия, ко­торые создаются затоплением небольшим слоем воды. Корневая система получает достаточное количество кислорода за счет его растворения из воздуха. В вегетационных опытах установлено (Naphade), что в хорошо аэрируемой почве, увлажненной до по­левой влагоемкости, урожаи риса снижаются. Не выдерживает рис и анаэробное состояние почвы. Это было установлено путем добавления к почвенному субстрату 0,3 % крахмала, при микро­биологическом разложении которого поглощался весь почвенный кислород.

Корневая система риса мочковатая, пронизанная воздушны­ми ходами, которые помогают снабжать растения кислородом. Основная масса корней располагается в поверхностных горизон­тах, и поэтому рис хорошо использует почвы с неблагоприятны­ми свойствами в нижней части профиля, глубже 40 см. К таким неблагоприятным свойствам можно отнести слитость, солон цева- тость, латеритность. Всасывающая поверхность корней невелика, так как мало корневых волосков. Это предопределяет необходи­мость повышенного уровня эффективного плодородия пахотного горизонта, высокое содержание в нем органического вещества и включение в севооборот полей с многолетними травами, которые интенсифицируют процессы гумификации. Большое содержание гумуса в пахотном слое - одно из условий высокого плодородия почв для риса.

Рис удивительно индифферентен к реакции среды. Он одина­ково хорошо растет как в кислых (рН 3,5-6,5), так и в щелочных условиях (рН 7,0-9,0). В условиях тропиков его возделывают на кислых красно-бурых, желтых и красных ферраллитных почвах. Однако установлено, что высокая кислотность тормозит рост про­ростков, а с возрастом чувствительность к кислотности быстро снижается. При рассадной культуре риса рекомендуется даже выращивать рассаду на грядках с нейтральной реакцией, а затем пересаживать в кислую почву (Thawornwong). Не чувствителен рис и к щелочным условиям. На Северном Кавказе рис осваивает сильно щелочные содовые солонцы.

По результатам лабораторных исследований В. П. Бобкова, проращивание семян риса в растворах соды различной концен­трации позволило выявить их высокую содоустойчивость при прорастании. Опыты показали также, что при выращивании риса с затоплением в почвах с рН 3,4-3,5 отмечается интенсивное-под- щелачивание почвенного раствора. в прикорневой зоне до слабо­кислого (рН 6,6), а в щелочных почвах (рН 9,6)- подкисление до рН 7,4. Оказывается, растение риса способно само создавать для себя более благоприятные условия. Они нейтрализуют избыточ­ную кислотность и щелочность в прикорневой зоне. Автор делает

вывод о возможности выращивания риса на почвах с рН от 4,0

до 10,0.

Рис хорошо выносит среднезасоленные почвы с концентраци­ей солей не более 0,5 % и при содержании хлора менее 0,3 %.

Продуктивность риса зависит от способности почвы удер­живать воду. Поэтому для риса лучше всего тяжелые плохово- донероницаемые почвы. Оптимальные условия рис находит на почвах, которые сформировались при участии гидрофитной рас­тительности и богаты органическим веществом. Это различные гидроморфные почвы - луговые, лугово-болотные, перегнойно­глеевые, разные варианты слитых почв. Такие прекрасные ус­ловия рис находит, например, в дельте реки Кубани. Хорошими почвами для риса являются слитые черноземы суббореального пояса, смолыницы и тырсы субтропиков, регуры и черные сли­тые почвы тропиков. Непригодны для риса легкие почвы, так как они обладают провальной водопроницаемостью. Однако, если легкие почвы подстилаются малопроницаемыми глинами, то они могут использоваться под рис при условии оптимизации режима питания. В таких условиях культивируют рис на Кубе, на при­морских террасах с супесчаными латеритными псевдооподзолен- ными почвами на аллювиально-делювиальных тяжелых глинах с 50-80 см.

Следует считать недопустимым использование под рис черно­земов и лугово-черноземных почв, не осложненных явлениями слитости. Эти почвы имеют высокую водопроницаемость и при затоплении быстро деградируют с развитием явлений слитости. Проблематично длительное использование под рис каштановых и других почв с сульфатным засолением глубоких горизонтов. Затопление создает анаэробные условия в нижних слоях почвы, вызывает восстановление сульфатов с образованием ядовитого для растений сероводорода.

При культуре риса на зональных почвах сухостепных террито­рий высокие урожаи в первые годы освоения оросительных систем не становятся стабильными. Со временем урожайность риса рез­ко падает. Как показал опыт культуры риса в долине Западного Маныча, это связано с деградацией почв: подъем грунтовых вод, повышение их минерализации, вторичное засоление части уча­стков чеков, осолонцевание и ощелачивание почв, интенсивное оглинивание, развитие слитизации и др. Для предотвращения этих явлений необходимы глубокий дренаж, укрупнение мелких чеков, химическая мелиорация, глубокое рыхление, щелевание, посевы люцерны, внесение навоза, калийсодержащих и физиоло­гически кислых удобрений и другие мероприятия (Попов).

Рисовые почвы по инициативе кубанских почвоведов (Черниченко, 2002) в классификационных построениях выделя­ются как самостоятельные таксономические единицы, что на­шло отражение в классификации и диагностике почв Юга России (Вальков, Казеев, Колесников, 2002):

- рисовые лугово-каштановые;

- рисовые лугово-черноземные;

- рисовые луговые;

- рисовые аллювиальные луговые;

- рисовые аллювиальные лугово-болотные.

Рис выносит бессменную культуру, и она часто применяется в старых районах рисосеяния. Но при этом вскоре наступает забо­лачивание или засоление почвы, понижается жизнедеятельность аэробных микробов, накапливаются сероводород и закисные со­единения железа. Все это приводит к сильному засорению почвы, снижению в ней содержания органического вещества и резкому падению урожая.

Рис периодически, через 2-3 г., необходимо чередовать с другими культурами, способными обогащать почву органиче­ским веществом и подавлять сорняки. Лучшие предшественники риса - люцерна, клевер, зерновые бобовые в занятом пару (соя, горох, маш, вика и др.).

Типичны для рисовых районов следующие севообороты: 1-3) рис; 4) зерновые бобовые (занятый пар); 5-6) рис; 7) озимые с подсевом многолетних трав (клевер или люцерна); 8) многолет­ние травы на силос и зеленое удобрение. В этом севообороте 75 % площади занимают зерновые культуры, в том числе рис 62,5 %. Севооборот короткой ротации: 1-3) рис; 4) занятый пар (рис за­нимает 75 %).

Гречиха. Среди культурных растений гречиха широко из­вестна как ценная крупяная культура. Ареал ее возделывания очень большой и включает практически все континенты. Однако мировая площадь гречихи сравнительно невелика - всего около 4 млн га. Низка и урожайность. Все это свидетельствует о скром­ных размерах ее производства. Именно по этой причине спрос на гречневую крупу значительно превышает предложение.

Гречиха - растение азиатского происхождения, однако боль­шая часть мировых посевов (2,4 млн га), сосредоточена в Европе. Наша страна издавна была главным производителем гречихи.

Гречиха относится к семейству гречишных и по комплексу при­знаков существенно отличается от злаковых растений.

Родина гречихи - высокогорные влажные районы восточной части Азиатского материка (Индия, Гималаи) с промытыми и небогатыми почвами.

Гречиха - влаголюбивое растение. Оптимум увлажнения на­ходится в пределах 70-80, % от полевой влагоемкости. При не­достатке влаги начинает превалировать рост корней над надзем­ной массой (Веремейчик, Николаев, Николаева).

В табл. 7.2 даны показатели оптимума и минимума.

Таблица 7.2

показатели оптимума, экономически допустимого минимума и максимума почвенных характеристик для просовидных культур