1. Теоретичні основи сівозмін

Для того, щоб науково обґрунтувати необхідність вирощування сільськогосподарських культур у сівозміні, треба мати уяву про причини зниження продуктивності рослин у беззмінних посівах. Всі причини необхідності чергування культур свого часу були покладені в основу тієї чи іншої теорії сівозмін, мали під собою наукове підґрунтя. Проте недоліком цих теорій було те, що кожна з них розглядалась відірвано від інших, а не в комплексі. Вперше комплексно підійшов до класифікації причин необхідності чергування культур академік Д. Прянішніков, обєднавши їх у чотири групи: хімічні, фізичні, біологічні і організаційно-економічні.

1. Хімічна група Необхідність чергування культур у сівозміні впливає на те, що різні культури використовують поживні речовини в неоднаковому співвідношенні. Наприклад, якщо серед інших культур більше фосфору споживають зернові колосові, то часте вирощування їх на полі спричинить дефіцит цього елементу в ґрунті, що не спостерігатиметься в сівозміні, де зернові колосові чергуються з коренеплідними, бульбо плідними чи бобовими культурами.

Окремі культури, такі, як гречка, люпин, підкислюють ґрунт, переводячи слабо родючі сполуки фосфору на доступні, тим самим збагачуючи цим елементом ґрунт. Азотне живлення рослин поліпшується при введенні у сівозміну бобових культур, що здатні фіксувати азот повітря за допомогою бульбочкових бактерій.

Культури слід чергувати і через те, що вони мають різну за довжиною кореневу систему, що забезпечує рівномірне використання поживних речовин всього профілю кореневмісного шару.

2. Фізична група Лише в науково обґрунтованій сівозміні поліпшується фізичний стан ґрунту за рахунок поліпшення структури, водного та повітряного режимів кореневмісного шару. Коли на полі тривалий час вирощуються просапні культури, більшість з яких залишають після себе мало рослинних решток, тоді крім погіршення структури спостерігається зниження її водостійкості, що в свою чергу призводить до запливання й ущільнення орного шару, утворення кірки і погіршення повітряного режиму. Фізичною причиною необхідності чергування культури є й те, що за тривалого вирощування на полі рослин з високим водоспоживанням погіршується водний режим. А тому для оптимізації умов волого забезпечення рекомендується чергувати культури з більшим і меншим водоспоживанням.

За беззмінного вирощування просапних посилюються ерозійні процеси внаслідок погіршення структури верхнього шару ґрунту під час інтенсивного його механічного обробітку та через слабну здатність посівів цих культур захищати ґрунт від руйнівної дії потоків води і вітру. Тому на ерозійних ґрунтах площі просапних культур зменшують до мінімуму і розширюють площі багаторічних трав.

3. Біологічна група Чергування культур на полі - це цілий комплекс факторів, які слід насамперед враховувати при науковому обґрунтуванні сівозмін. Дослідження встановили, що забуряненість посівів певного виду культур за їх беззмінного вирощування завжди вище, ніж у сівозміні.

Необхідність вирощування культур у сівозміні впливає також на те, що за тривалого вирощування на полі одновидових рослин у ґрунті накопичується багато збудників хвороб і шкідників. Навіть повторні посіви є причиною поширення шкідливих організмів, збудники яких тривалий час зберігають свою життєздатність у ґрунті та рослинних ростках попередників. Сюди відносять також ще й те, що за беззмінного вирощування окремих видів рослин в ґрунті накопичуються токсини і шкідливі організми, які зумовлюють ґрунтовтому.

4. Організаційно-економічна група. Виходячи з того, що у сівозміні порівняно з монокультурою краще використовується протягом весняно-осіннього періоду машинно-тракторний парк, значно зменшується напруження з виконання окремих польових робіт, збільшується можливість їх виконання в оптимальні строки. Останнє сприяє зменшенню втрат врожаю при зберіганні, а зниження затрат на вирощування врожаю в сівозміні за рахунок відносно-меншого витрачання добрив і засобів захисту рослин робить його економічно вигідним. Ось чому організаційно-економічне значення сівозмін слід вважати не менш важливим за агротехнічне.