Первое, на что мы обратили внимание в Колорадском исследовании севооборотов, – это то, что урожай зерновых, размещаемых после подсолнечника, часто оказывался ниже ожидаемого. Например, просо давало урожай на 35–50% меньше, чем при размещении его после кукурузы или озимой пшеницы (Anderson et al., 1999). Более того, подсолнечник в севообороте приводил к снижению урожая озимой пшеницы на 20–35% даже в том случае, когда оставался пар, например в севообороте озимая пшеница – подсолнечник – пар.
После подсолнечника в почве остается меньше влаги, чем после других культур
Вначале мы считали, что урожайность культур, которые размещаются в севообороте после подсолнечника, снижается из-за уменьшения влажности почвы. Подсолнечник после уборки урожая оставляет на поверхности почвы мало растительных остатков, что обуславливает меньшее накопление влаги в почве, ведь эффективность влагонакопления при No-till напрямую зависит от количества оставшихся на поверхности почвы пожнивных остатков (Peterson et al., 1996).
Мы исследовали уровень влажности почвы перед посевом проса или озимой пшеницы после различных предшественников. Как и ожидалось, когда просо размещалось после подсолнечника, количество влаги в почве на момент сева проса оказалось на 40 мм меньше, чем когда оно следовало после озимой пшеницы; разница составляла 30% (Nielsen et al., 1999).
Однако в севообороте с озимой пшеницей проявилась довольно любопытная тенденция. Содержание влаги в почве в севообороте озимая пшеница – подсолнечник – пар было более чем в два раза ниже, чем в севообороте озимая пшеница – пар или озимая пшеница – кукуруза – пар (рис. 1). Нас сбила с толку такая большая разница в запасах влаги между севооборотами пшеница – подсолнечник – пар и пшеница – кукуруза – пар, поскольку мы считали, что за время пара накопление влаги сведет к минимуму разницу между севооборотами. В севообороте озимая пшеница – кукуруза – подсолнечник – пар содержание влаги было выше, чем в севообороте пшеница – подсолнечник – пар. Этот факт мы приписали тому, что пожнивные остатки зерновых остаются на поверхности почвы и повышают накопление и сохранение осадков в почве во время пара. Однако в севообороте озимая пшеница – кукуруза – подсолнечник – пар почвенная влага все же была на 25–30% ниже, чем в севообороте пшеница – кукуруза – пар или пшеница – пар.
Производители могут минимизировать разницу между севооборотами в запасах почвенной влаги с помощью стеблестоя подсолнечника (Nielsen, 1998). Если при уборке подсолнечника сохранять самые высокие стебли, предварительно увеличив плотность стеблей на участке за счет более высокой нормы высева, то можно улучшить снегозадержание и накопление влаги в почве. Однако недостаток этого подхода в том, что в годы с малым количеством снега пополнение почвенной влаги может оказаться очень слабым.
Если в севообороте присутствует подсолнечник, урожай озимой пшеницы со временем снижается
Анализируя урожайность культур в севооборотах озимая пшеница – подсолнечник – пар (Пш-Пс-П) и озимая пшеница – кукуруза – пар (Пш-К-П), мы заметили угрожающую тенденцию: урожаи озимой пшеницы в севообороте с подсолнечником снижаются по сравнению с севооборотом, где его заменяет кукуруза (рис. 2). Так, например, на четвертом году исследований урожай озимой пшеницы в севообороте Пш-Пс-П оказался на 20% ниже, чем в севообороте Пш-К-П. К девятому же году урожай озимой пшеницы в севообороте с подсолнечником был уже на 50% ниже, чем в севообороте с кукурузой. Урожайность озимой пшеницы в севообороте с подсолнечником постепенно снижалась.
Нас интересовало, влияет ли подсолнечник в севообороте на плодородие почвы, поскольку снижение урожая озимой пшеницы могло быть следствием проблем с вредителями или недостатков технологии выращивания. Поэтому на девятом году исследования мы определили содержание органического углерода в поверхностном слое почвы 0-5 см. Количество углерода в почве в севообороте Пш-К-П составляло 5,8 мг/га, что на 17% больше чем в севообороте Пш-Пс-П, где этот показатель был равен 4,8 мг/га (см. табл.).
Мы объясняем такое снижение количества углерода низким уровнем пожнивных остатков после подсолнечника. Перед севом озимой пшеницы в севообороте Пш-К-П растительных остатков в поверхностном слое почвы было 4010 кг/га против 460 кг/га растительных остатков в севообороте Пш-Пс-П. Даже когда в севооборот были включены озимая пшеница и кукуруза, дающие большое количество пожнивных остатков (севооборот пшеница – кукуруза – подсолнечник – пар, Пш-К-Пс-П), объем поверхностной биомассы все равно оставался на 75% ниже, чем в севообороте Пш-К-П. Такое уменьшение растительных остатков в поверхностном слое почвы привело к тому, что органического углерода в почве в севообороте с подсолнечником Пш-К-Пс-П оказалось на 7% меньше, чем в севообороте с просом: пшеница – кукуруза – просо – пар (Пш-К-Пр-П).
