Увеличение засоренности посевов является одной из причин чередования культур, которая была предложена Д. Н. Прянишниковым.
Он придавал большое значение чередованию культур на полях в борьбе с сорняками и в повышении урожайности сельскохозяйственных культур, подчеркивал особое значение постоянной смены культур с контрастными различиями по биологии и технологии возделывания — озимых с яровыми, зерновых с пропашными, злаковых с бобовыми, многолетних с однолетними и т. д.
В современном земледелии посевы полевых и других сельскохозяйственных культур принято рассматривать как агрофитоценоз — растительное сообщество, в котором неизбежно присутствует сорный компонент со специфическим видовым составом и численностью отдельных видов сорняков. В процессе эволюции большая часть видов сорных растений хорошо приспособилась к произрастанию в посевах определенных культурных растений или к какой-либо их группе (яровые или озимые зерновые культуры, многолетние травы, пропашные культуры, технические культуры и т. д.).
В силу своих биологических особенностей культурные растения обладают различной конкурентной способностью по отношению к сорнякам. Условно все растения полевых культур можно разделить на три группы; 1) с высокой конкурентной способностью (озимые зерновые, конопля, многолетние травы и др.); 2) со средней (ячмень, овес, подсолнечник, кукуруза, люпин и др.); 3) со слабой конкурентной способностью (яровая пшеница, просо, лен, картофель, сахарная свекла и др.). Условность этого деления объясняется тем, что конкурентоспособность, кроме биологических свойств растений, зависит от применяемой под данную культуру агротехники.
Удобрения и орошение приводят к изменению видового состава сорняков. При удобрении сильнее развиваются те виды, которые лучше используют питательные вещества удобрений. Так, на азотные удобрения хорошо реагируют марь белая, редька полевая, горец шероховатый, ежовник петушье просо и др.; на фосфорные удобрения — крестовник обыкновенный, осот огородный, яснотка стеблеобъемлющая и др.; на калийные — подмаренник цепкий, ярутка полевая, лебеда раскидистая, осот полевой и др. При орошении преобладают гидрофильные сорные растения, лучше переносящие временное переувлажнение почвы, например щирица запрокинутая и белая, щетинник сизый и зеленый, ежовник петушье просо, горец шероховатый, щавель узколистный, гумай, вьюнок полевой, бодяк полевой.
Возделывание длительное время ка одном поле какой-либо одной культуры или группы растений, мало отличающихся по биологии, приводит к увеличению засоренности почвы и посевов, особенно теми видами сорняков, которые лучше приспособлены к совместному произрастанию с данными культурными растениями.
По наблюдениям А. Петкявичюса (1973), засоренность озимой пшеницы по чистому пару перед уборкой урожая была в 2 раза меньше, чем после вико-овсяной смеси и клевера первого года пользования, и в 2,5- 2,7 раза меньше, чем после кукурузы и смеси ее с кормовыми бобами. Степень засоренности посевов озимых связана с продолжительностью периода от уборки предшествующей культуры до посева озимых. Ранняя уборка позволяет провести несколько приемов обработки почвы и уничтожить не только вегетирующие сорняки, но и часть семян, расположенных в верхней части пахотного слоя почвы.
Степень влияния предшественников озимых культур на засоренность определяется в известной мере и конкурентной способностью к сорнякам — предшественника и высеваемой культуры. При повторном посеве культур, слабо сопротивляющихся сорнякам, засоренность полей быстро возрастает. В орошаемых условиях Заволжья засоренность яровой пшеницы при посеве ее на одном месте 3 года подряд увеличилась по числу малолетних сорняков в 3-3,5 раза, а многолетних — в 1,4-1,9 раза, тогда как засоренность повторных посевов озимой пшеницы увеличилась незначительно (Беляк, 1971).
В опытах кафедры земледелия и методики опытного дела РГАУ-МСХА в Московской области наиболее чистые посевы ячменя в течение ряда лет были при посеве его после картофеля. После клевера одногодичного и двухгодичного пользования засоренность возрастала за счет многолетних сорняков. Еще выше она была при посеве ячменя после озимых (пшеница и рожь) и самой высокой — в повторных посевах (Воробьев С. А. и др., 1979).
Засоренность овса, высеваемого после озимой пшеницы, можно снизить на 50-60% если после уборки предшественника высевать пожнивную культуру.
К культурам со слабой конкурентоспособностью относится лен-долгунец, в посевах которого сорняки особенно нежелательны, и пропашные культуры, многие представители которых имеют продолжительный период от посева до появления всходов и отличаются медленным ростом в начале вегетации до смыкания листьев, по этой причине они не могут противостоять быстрорастущим сорнякам. С этой целью в технологии возделывания пропашных культур предусматривается проведение во время вегетации междурядных обработок, одной из задач которых является уничтожение прорастающих сорняков. Поэтому при соблюдении научно обоснованной технологии на полях встречается минимальное количество сорняков, благодаря этому большая часть пропашных культур относится к хорошим предшественникам других культур.
Еще большее значение в борьбе с сорняками имеют чистые пары. Они не только уменьшают засоренность посевов следующей после пара культуры, но и численность сорняков в звене или целой ротации севооборота.
В чистом пару при соответсвующей обработке почвы можно снизить количество жизнеспособных семян сорняков в 2 раза. Однако повторные посевы зерновых культур, особенно яровой пшеницы, за 2-3 года восстанавливают запас семян сорняков в почве до первоначального уровня.
Если второй культурой после пара идет пропашная, то последействие пара на засоренность посевов распространяется и на третью культуру.
Многолетние травы также снижают засоренность почвы семенами однолетних сорняков, так как скашиваются до образования семян. Небольшая часть осыпавшихся семян остается на поверхности почвы и при благоприятных условиях прорастает или уничтожается до обсеменения при уборке трав или обработке почвы.
Двулетние и многолетние сорняки продолжают жизнь в посевах многолетних трав на второй и последующие годы их использования, что способствует накоплению вегетативных органов их размножения и увеличивает засоренность последующих культур.
Положительная роль многолетних трав в борьбе с сорняками выявлена в опытах по изучению различных звеньев и ротаций севооборотов. При одинаковом количестве внесенных за 4 года удобрений наибольшее снижение количества семян сорняков, содержащихся в пахотном слое, отмечено в зернопаровом звене: ячмень — черный пар — озимая рожь — ячмень (47%). В зернопропашном звене засоренность снизилась на 27%, в зернотравяном — на 3,3%, а в зерновом (ячмень — озимая рожь — белая горчица на зеленое удобрение пожнивно — ячмень — озимая рожь) количество семян сорняков увеличилось на 5,1%.
Следовательно, многолетние травы по очищению посевов от сорняков уступают чистому пару и картофелю, но превосходят зерновые культуры и лен.
Применение гербицидов позволяет снизить засоренность посевов при повторном возделывании зерновых культур до уровня, характерного для плодосменного севооборота без применения гербицидов.
Однако гербициды не могут освободить посевы от сорняков при длительном возделывании зерновых.
По данным зарубежных ученых (Германия), в севооборотах, насыщенных зерновыми культурами, с применением гербицидов сокращается количество видов сорных растений, но сохранившиеся сорняки образуют большую массу с высокой устойчивостью к механическим и химическим средствам борьбы. Среди малолетников отмечено увеличение числа следующих видов: звездчатки средней (Stellaria media), незабудки полевой (Myosotis arvensis), пупавки полевой (Anthemis arvensis) и видов трехреберкика (Matricaria). Из многолетников увеличилась численность мяты полевой (Mentha arvensis), чистеца болотного (Stachys palustris), осота (Sonchus spec), окопника лекарственного (Symphytum officinale) и мать-и-мачехи (Tussilago farfara). Не изменилась засоренность посевов такими видами, как бодяк полевой (Cirsium arvense), хвощ полевой (Eqreisetum arvense), пикульник (Galeopsis spec), подмаренник цепкий (Galium aparine) и др.
С увеличением доли зерновых в севообороте с 50 до 67% возрастает на 810% удельный вес сорняков, размножающихся семенами.
Скорость нарастания биологической массы культурных и сорных растений — показатель их конкурентоспособности. Озимая пшеница, ячмень, овес, яровая пшеница, вико-овсяная смесь сильнее угнетают сорняки в период интенсивного роста и развития культур с фазы кущения до фазы цветения. Сорные растения используют периоды ослабления угнетающего действия культуры, в результате чего характер конкуренции меняется.