СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ЗАПАСОВ ПОЧВЕННОЙ ВЛАГИ Российский патент 1999 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может применяться для сохранения зимних запасов почвенной влаги в районах с суровой зимой и малым снежным покровом.

Известен способ сохранения запасов почвенной влаги, включающий осеннюю обработку почвы (А.С.СССР N 1540672, кл. A 01 В 13/16). Недостатком данного способа является то, что он не находит широкого применения по ряду причин (требует специальной техники, требует проведения повторных обработок по данному следу весной, малопригоден для районов с малым снежным покровом из-за слабого весеннего стока и т.д.).

Наиболее близким по своей технической сущности является способ сохранения запасов почвенной влаги, включающий создание чередующихся распаханных и невспаханных полос почвы (А.с. СССР 1464922, A 01 B 79/02).

Недостатком данного способа является то, что распашка почвы проводится весной, в результате чего процесс оттаивания происходит равномерно, что приводит под действием разряжения, образующегося под мерзлотной коркой за зимний период, к оттоку влаги из верхних оттаявших слоев почвы одновременно по всей площади и всему объему. Вследствие этого сколько почвенной влаги подтянулось в зимний период в замерзший слой из глубины почвы, столько же и мигрирует обратно при таянии этого слоя. Вместе с этой водой уходит и снеговая влага.

Задачей настоящего изобретения является создание условий для неравномерного размораживания почвы и снятия подмерзлотного вакуума через зоны быстрого оттаивания накопленных за зиму запасов почвенной влаги.

Настоящая задача решается тем, что в способе сохранения запасов почвенной влаги, включающем создание чередующихся распаханных и невспаханных полос почвы, создание распаханных полос почвы осуществляют осенью, при этом ширина распаханных полос составляет 3-6 м, а ширина невспаханных полос 10-20 м.

Новизна предложенного технического решения заключается в том, что полосную обработку почвы осуществляют осенью, т.е. в период, предшествующий замерзанию почвы, при этом, что очень важно, ширина распаханных полос находится в пределах 3-6 м, а ширина невспаханных полос в пределах 10-20 м. И хотя распаханная почва промерзает быстрее и глубже, чем невспаханная, она быстрее и оттаивает. Это вызвано малым альбедо ее поверхности и другими факторами.

На чертеже дана схема процесса оттаивания почвы.

На схеме показаны участки распаханной почвы 1, граничащие с участками невспаханной почвы 2, нижняя подвижная граница оттаивания 3 и верхняя подвижная граница оттаивания 4, промерзшие участки 5 и оттаявшие участки 6.

Способ осуществляется следующим образом. Осенью, после освобождения полей от сельскохозяйственных культур на них проводят полосную распашку почвы (отвальная, безотвальная). За зиму почва промерзает, одновременно в процессе промерзания подтягивая влагу из нижних слоев почвы в верхние, где она и кристаллизуется. Установлено, что вода движется из незамерзших зон в замерзшие под воздействием разности давлений, вызываемых градиентом температур, а также локальным градиентом давления, возникающего в процессе замерзания. В весенний период почва, в местах полосной распашки, оттаивает быстрее. Это вызвано тем, что при тонком снежном покрове солнечная энергия проникает во вспаханный подстилающий грунт и оказывает влияние как на процесс таяния, так и на процесс инфильтрации; некоторая часть энергии, поглощаемая грунтом, возвращается в снежный покров, вследствие теплопроводности и длинноволнового излучения обеспечивая дополнительный приток энергии, расходуемый на таяние снега и на оттаивание поверхности. Причем этот процесс наиболее выражен у поверхности, имеющей рыхлую структуру и малое альбедо.

Вследствие вышеизложенного процесс оттаивания распаханной полосы происходит быстрее, чем невспаханной. В результате чего через капилляры почвы в нее проникает атмосферный воздух, за счет боковой фильтрации он поступает под еще не растаявшую подмерзлотную зону и снимает имеющееся там разряжение. Это позволит предотвратить отток растаявшей и подтянутой влаги в нижние слои почвогрунта.

После оттаивания всей поверхности поля обработке подлежат только невспаханные осенью участки.

Пример 1. Осенью проводили полосную распашку поверхности поля, с которого была убрана пшеница. Высота стерни на нераспаханных участках составляла 12 см. Обработку проводили отвально. Почва супесчаная. Ширина распаханных полос составляла 3 м, а ширина невспаханных полос 20 м. Весной после оттаивания почвы проводили замеры влажности почвы на глубине 40 см. Влажность почвы на невспаханных участках была на 23% выше, чем на распаханных. Дальнейшее уменьшение ширины распаханных участков приводит к снижению объема атмосферного воздуха, поступающего в почву. Увеличение ширины невспаханных участков не позволяет атмосферному воздуху за период их полного оттаивания проникнуть на всю ширину и полностью выровнять давление (снять разряжение) в подмерзлотной зоне.

Пример 2. Проводили осеннюю полосную обработку почвы на освобожденном от пшеницы поле. Почва суглинистая. Величина распаханных полос (плоскорезная обработка) составляла 6 м, а ширина невспаханных полос составляла 10 м. Проведенные после полного оттаивания почвы замеры ее влажности показали, что влажность почвы на невспаханных участках поверхности поля была на 17% выше, чем на распаханных. Дальнейшее увеличение ширины распаханных полос не приводит к количественному увеличению поступления атмосферного воздуха в подмерзлотную зону. Дальнейшее уменьшение ширины участков невспаханной почвы не приводит к увеличению градиента влажности между распаханными и невспаханными участками, а ведет лишь к сокращению площади поверхности поля, имеющего большую влажность.

Способ предназначен для сохранения зимних запасов почвенной влаги в районах с суровой зимой и малым снежным покровом и может быть использован в сельском хозяйстве. Для сохранения запасов почвеной влаги создают чередующиеся распаханные и невспаханные полосы почвы. Создание распаханных полос почвы осуществляют осенью, при этом ширина распаханных полос составляет 3 - 6 м, а ширина невспаханных полос 10 - 20 м. Такая технология позволит создать условия для неравномерного размораживания почвы и снятия подмерзлотного вакуума через зоны быстрого оттаивания накопленных за зиму запасов почвенной влаги. 1 ил.

Способ сохранения запасов почвенной влаги, включающий создание чередующихся распаханных и невспаханных полос почвы, отличающийся тем, что создание распаханных полос почвы осуществляют осенью, при этом ширина распаханных полос составляет 3-6 м, а ширина невспаханных полос 10-20 м.