В результате исследований многих научно-исследовательских учреждений установлено, что повышение удельного веса бобового компонента в вико-овсяных смесях с 30 до 50—70% способствует увеличению содержания переваримого протеина в 1 корм. ед. зеленой массы на 4—9 и 8—19%.
При этом урожайность и себестоимость продукции практически не изменяются.
С давних времен культивируется одновременное выращивание двух или нескольких сельскохозяйственных культур на одном поле. Особенно часты смешанные посевы бобовых со злаковыми. Такие смеси имеют ряд преимуществ перед их одновидовыми посевами. При совместном выращивании повышается содержание белка в корме за счет высокого содержания протеина в бобовом компоненте, облегчается уборка и сокращаются потери урожая культур, склонных к полеганию, улучшаются процессы фотосинтеза и полнее используется плодородие почвы, почва бобовыми культурами обогащается биологическим азотом, что ставит смеси в разряд хороших предшественников для озимых и других культур.
При составлении смесей обращают внимание на особенности роста и развитии растений, продолжительность их вегетации, строение корневой системы и надземных органов, процессы фотосинтеза и почвенного питания. В последнее время придается значение корневым выделениям и их влиянию на биологические процессы.
В опытах А. П. Исаева (1973) при посеве бобов кормовых с овсом наблюдалось угнетение бобов, так как овес растет интенсивнее; при посеве бобов с кукурузой бобы кормовые обгоняли в росте кукурузу и угнетали ее.
Положительный результат дает включение в смеси компонентов с неодинаковым выносом питательных веществ с урожаем. Так, злаковые культуры в большом количестве поглощают из почвы азот, калий и меньше — фосфор; бобовые культуры — фосфор, калий, серу. Способность бобовых значительную часть потребляемого азота получать посредством клубеньковых бактерий из атмосферы снижает вынос его из почвы. Вследствие этого улучшается режим азотного питания небобового компонента.
Наибольшее увеличение содержания азота в растениях овса отмечено в посевах с бобами и чиной, кукурузы — с соей и люпином, подсолнечника — с бобами и люпином. А. П. Исаев отмечает, что более высокое содержание азота в небобовых культурах смешанных посевов по сравнению с чистыми может служить одним из косвенных критериев биологической совместимости компонентов в смесях.
Злаки и другие небобовые культуры, как более требовательные к плодородию почвы, особенно к азоту, резче снижают свой рост на бедных почвах и меньше конкурируют с бобовыми культурами. На плодородных землях, наоборот, лучше развиваются злаки, и их угнетающее действие на бобовые культуры возрастает.
Недостаток освещенности нижних ярусов смешанных посевов ухудшает ростовые процессы у бобовых культур в смесях.
В последнее время с помощью химической идентификации, газовой, бумажной и тонкослойной хроматографии, а также радиоактивных изотопов даны качественная и количественная оценки соединениям, выделяемым корнями растений в окружающую среду. Среди органических выделений основная доля падает на сахара, затем на аминокислоты и органические кислоты, играющие ведущую роль во взаимном влиянии компонентов.
Кроме того, в корневых выделениях обнаружены пептиды, спирты, витамины, стимуляторы и ингибиторы роста.
Перечисленные соединения могут оказаться для совместно произрастающих растений нейтральными, благоприятными или вредными. Определение характера взаимного влияния растений посредством корневых выделений имеет важное практическое значение в подборе компонентов для высокопродуктивных смешанных посевов.
Как отмечает А. П. Исаев, примером положительного воздействия одной культуры на другую могут служить смешанные посевы сои с кукурузой. Под влиянием корневых выделений сои в листьях кукурузы повышается содержание азота, больше синтезируется хлорофилла и растворимых сахароз, повышается активность окислительно-восстановительных процессов. Все это повышает урожайность выращиваемых смесей и их качество.
По данным того же автора, в вико-овсяной смеси вика своими корневыми выделениями подкармливает овес. В результате качество зеленой массы улучшается не только за счет высокого содержания протеина в растениях вики, но и за счет биохимического воздействия ее корневых выделений на овес.
Не все бобовые культуры при выращивании их с небобовыми влияют на последние положительно. Так, чина оказывает угнетающее воздействие на растения кукурузы и подсолнечника при выращивании в смешанных с ними посевах. В опытах А. П. Исаева смесь чины с кукурузой на 30% уступала по урожайности зеленой массы люпиново-кукурузной и соево-кукурузной смесям, а чины с подсолнечником — на 44% соево-подсолнечниковой смеси.
Ассоциативные микроорганизмы также в значительной степени оказывают влияние на процессы жизнедеятельности составленных смесей. Ризосферные микроорганизмы используют корневые выделения растений и водорастворимые выделения надземных органов в качестве пищи и источника энергии, а сами выделяют физиологически активные вещества, используемые растениями. На развитие микроорганизмов ризосферы оказывают влияние не только видовой состав агроценоза и их возрастные различия, но и те факторы внешней среды, в которых та или иная культура произрастает.
В смешанных посевах корневые выделения приводят к изменению жизнедеятельности микроорганизмов прикорневой зоны. Так, корковые выделения бобов кормовых оказывают влияние на соотношение различных видов микроорганизмов в ризосфере кукурузы, особенно целлюлозоразлагающих бактерий.
В смешанных посевах большое значение приобретают различия в морфологическом строении надземных и подземных органов компонентов. У одних растений стебель имеет прочные механические ткани и сравнительно хорошо удерживается в вертикальном положении. У ряда зернобобовый культур (горох, вика, чина) стебель склонен к полеганию. Это затрудняет уборку, а в дождливые годы вызывает подгнивание стебля снизу, что в значительной мере снижает урожайность культур.
В целях предотвращения указанного явления бобовые культуры возделывают совместно со злаковыми или другими культурами устойчивыми к полеганию. В таких посевах растения вики, чины, гороха за счет поддерживающих культур сохраняют вертикальное положение, агроценоз хорошо проветривается, освещенность его улучшается, что положительно сказывается на накоплении органической массы и формировании генеративных органов.
При подборе компонентов для смешанных посевов учитывают строение корневой системы растений. Лучшие результаты дают смешанные посевы, в которых используются культуры с различным строением корневой системы. В этом отношении наиболее подходят для совместного посева зернобобовые и злаковые культуры. Бобовые культуры имеют стержневой, глубоко проникающий в почву корень, у злаковых — корневая система мочковатая, способная охватывать большой объем почвы.
Соя, фасоль и донник в начале вегетации формируют небольшие, по распространению вглубь и в стороны, корневые системы, которые не оказывают серьезной конкуренции корневой системе кукурузы в потреблении влаги и элементов питания.
В одновидовом и смешанном посевах с соей корневая система кукурузы развивается большей частью в вертикальном направлении и проникает в почву довольно глубоко. При совместном произрастании с бобами кормовыми корни кукурузы распространяются преимущественно в верхних слоях почвы почти горизонтально, переплетаясь с корнями бобов. Это способствует обмену компонентов корневыми выделениями между собой.
По мнению А. П. Исаева, корневые выделения кукурузы являются хорошей пищей для клубеньковых бактерий сои, так как в смешанном посеве количество клубеньков на корнях сои больше и они крупнее. Корневые системы вики и овса в смешанном посеве проникают в почву глубже, чем в одновидовых посевах, и распространяются по глубине более равномерно. Количество корней в таких почвах в смесях в 1,5—2 раза больше, чем в одновидовых посевах. В смесях овса с сераделлой их корни проникают в почву в 1,2 раза глубже, чем в одновидовых посевах.
Корневые выделения люпина в смешанном посеве стимулируют развитие корневой системы овса. Корни у овса в 2—3 раза сильнее развиты, чем в чистом посеве. В результате положительного взаимовлияния корневых систем люпина и овса в смешанных посевах формируется высокая урожайность зеленой массы и семян.
А. П. Исаевым установлено, что в смешанных посевах температура воздуха и почвы подвержены меньшему колебанию: максимальная температура поверхности почвы на 1,1…3,5°С ниже, а минимальная — выше, чем в чистых посевах. Снижение температуры воздуха в смесях влечет за собой повышение относительной влажности воздуха на 2—5%. Изменение микроклимата в смешанных посевах сказывается на интенсивности транспирации растений.
В смешанных посевах запас влаги в метровом слое почвы нередко несколько ниже, чем в одновидовых посевах. Увеличивает расход влаги в смесях расположение корневых систем компонентов, которые обычно располагаются в разных ярусах, проникают в более глубокие слои почвы и охватывают большой ее объем. Это позволяет полнее использовать запасы влаги в почве.
На расходе влаги сказывается разновременное наступление критических периодов потребления влаги компонентами. Кроме того, в смесях суммарная площадь листьев значительно больше, чем в одновидовых посевах, что в свою очередь увеличивает расход влаги. Несмотря на увеличение суммарного расхода влаги смешанными посевами, в большинстве случаев они используют ее рационально. Особенно это характерно для смеси подсолнечника с бобами и люпином. По отношению к одновидовым посевам бобовых культур расход влаги на единицу сухого вещества в смесях уменьшается на 30—60%.
Существенно изменяется в смесях световой режим. При этом бобовые культуры больше затеняются другими компонентами из-за более короткого стебля.
Изменение микроклимата в смешанных посевах приводит, в ряде случаев, к снижению повреждений растений вредителями и болезнями. Так, в опытах А. П. Исаева, из-за снижения полегания и лучшего проветривания гороха в смеси с лисохвостом степень поражения гороха грибными болезнями снижалась в 2 раза. В смеси с овсом горох в 3—4 раза меньше повреждался клубеньковым долгоносиком.
На растениях люпина обычно не селится тля, что объясняется содержанием в них алкалоидов, поэтому в смесях с люпином снижается повреждаемость тлей и других культур. В условиях Московской области кукуруза в смеси с бобами в 2 раза меньше повреждается личинками шведской мухи, проволочником, пузырчатой головней, особенно в дождливое прохладное лето, когда эффективность пестицидов снижается.
На рост и развитие растений в смешанных посевах и на их взаимосвязь существенное влияние оказывают погодные условия вегетационного периода, особенно обеспеченность растений влагой. В опытах А. П. Исаева со смесями зернобобовых культур с овсом показана более высокая конкурентная способность овса. Поэтому в засушливые годы угнетающее действие его на бобовые культуры сказывается значительнее, вследствие чего доля бобовых культур в смеси снижается, а при достаточном обеспечении влагой — возрастает. Подобная зависимость замечена и в бобово — подсолнечниковых, и в кукурузо-бобовых смесях.
Таким образом, создание оптимальных условий для роста и развития растений в смешанных посевах — решающий фактор улучшения качества кормов.
По данным Всероссийского НИИ зернобобовых и крупяных культур, высокую эффективность дает выращивание и многокомпонентных смесей однолетних кормовых культур. Так, четырехкомпонентная смесь вики, гороха, овса и подсолнечника дала на 1200 корм. ед. и 133 кг/га сырого протеина больше, чем широко распространенная вико-овсяная смесь.
Более высокой продуктивностью характеризуются смеси, где вместо овса введена бобовая, устойчивая к полеганию культура (бобы, люпин). Смесь, состоящая из гороха, бобов и подсолнечника, продуктивнее вико-овсяной. На легких почвах преимущество за люпино-горохо-подсолнечниковой смесью.
В смешанных посевах наряду с культурами, относящимися к разным семействам, иногда возделывают растения, принадлежащие к одному и тому же семейству, например, бобовым. Обычно в смесь включают культуры с полегающим и устойчивым к полеганию стеблем.
В условиях центральных районов Нечерноземной полосы среди двухкомпонентных смесей наибольшей продуктивностью выделяется бобово-гороховая смесь. Во Всероссийском НИИкормов получены положительные результаты при выращивании бобововиковой смеси. На песчаных почвах перспективны посевы люпина с горохом, викой или сераделлой.