СПОСОБ ПАРОВОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ Российский патент 2000 года по МПК A01B79/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности может использоваться для обеспечения повышения плодородия земель и борьбы с сорной растительностью при организации паров.

Известен способ паровой обработки почвы при организации черного пара, включающий зяблевую вспашку с предшествующим лущением стерни, последующие обработки зяби, систематическую борьбу с сорняками в летний период путем культивации, лущения и перепашки (Система ведения сельского хозяйства Дальнего Востока / ДальНИИСХ, под ред. Г.Т. Казьмина. - Хабаровск: 1968, 528 с., стр. 101). Паровая обработка полей, засоренных пыреем и другими многолетними сорняками, направлена на систематическое истощение и удушение вегетативных органов размножения, а также очищение пахотного слоя от семян всех сорных растений. На маломощных почвах борьба с пыреем ведется путем вычесывания корневищ.

Недостатком известного способа является низкая эффективность, обусловленная следующим: выводом из непосредственного сельскохозяйственного использования земель, отводимых под черный пар, сложностью проведения систематической паровой обработки почв в период переувлажнения во второй половине лета, в результате чего пары зарастают и теряют значение как средство борьбы с сорняками, большим числом операций и видов обработки почв с использованием широкого парка почвообрабатывающих орудий и механизмов, что в целом существенно увеличивает трудозатраты на паровую обработку.

Известен способ борьбы с сорняками в посевах пропашных культур, включающий внесение гербицидов во время посева и образование гребней над рядами высеянных семян, причем гербициды на поверхность почвы вносят сплошным экраном, а посев осуществляют на поверхность почвы с одновременным формированием гребней путем смещения верхнего слоя почвы из междурядий с 50% площади при формировании гребней над семенами высотой, соответствующей агротехническим требованиям заделки семян (а.с. СССР N 1667665, МКИ⁵ A 01 B 79/02, Б.И. N 29, 1991, с. 6). Недостатком известного способа является низкая эффективность, обусловленная следующим: недостаточной избирательной способностью действия ядохимикатов, негативно воздействующих и на культурные растения, определяя снижение урожайности, высокой стоимостью химических средств борьбы с сорной растительностью, сложностью технологии внесения ядохимикатов, значительными экологическими ущербами, связанными с аккумуляцией продуктов деструкции ядохимикатов в почве. Кроме того, при обработке поля химическими средствами - ядохимикатами в сочетании с агротехническими приемами, гербициды контактного или системного действия с целью повышения эффективности их применения вносят не только при посеве сельхозкультур, но и после всходов, что не предусматривается известным способом.

Известен способ борьбы с болотными сорняками на рисовом поле (а.с. СССР N 1537160, МКИ⁵ A 01 B 79/02, A 01 M 21/00, Б.И. N 3, 1990, с. 5), включающий механическое разрушение вегетативных органов размножения сорняков путем рыхления почвы, подачу на поле воды, сбор и утилизацию сорняков, причем предварительно устанавливают глубину распространения вегетативных органов размножения сорняков, рыхление почвы проводят при определенном количестве воды до образования гидросмеси путем 3-4-кратного фрезерования, а утилизацию сорняков проводят за счет обеспечения всплывания их при определенной плотности гидросмеси.

Недостатком известного способа является низкая эффективность, обусловленная следующим: сложностью проведения операций по образованию гидросмеси на землях даже с незначительным уклоном поверхности, поскольку в этих случаях требуются значительные затраты по предварительной планировке поля под горизонтальную плоскость.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является способ паровой обработки почвы, включающий зяблевую вспашку с обязательным лущением стерни и последующими обработками зяби, предпосевную обработку почвы, посев парозанимающих культур и осеннюю - после их уборки (Система ведения сельского хозяйства Дальнего Востока / ДальНИИСХ. под ред. Г.Т. Казьмина. - Хабаровск. - 528 с., стр. 101). Предпосевная и осенняя обработки включают вспашку, внесение органических и минеральных удобрений, а также известкование почвы.

Недостатком известного способа является низкая эффективность, обусловленная следующим: сложностью проведения систематической паровой обработки почв в период переувлажнения во второй половине лета, в результате чего пары зарастают и теряют значение как средство борьбы с сорняками, большим числом операций и видов обработки почв с использованием широкого парка почвообрабатывающих орудий и механизмов, что в целом существенно увеличивает трудозатраты на паровую обработку.

Задача изобретения - обеспечение разрушения вегетативных органов сорной растительности и активизации почвенных процессов за счет регулирования температурного режима и вентилирования почв при образовании гребневидной поверхности поля и многократном переформировании гребней в течение теплого периода года, позволяющем эффективно восстанавливать плодородие почв и уничтожать сорняки.

Указанная задача решается следующим образом.

В известном способе, включающем зяблевую вспашку, обработку зяби, предпосевную обработку почвы, посев парозанимающих культур и осеннюю обработку, обработку зяби проводят гребнеобразующими механизмами, предпосевную обработку проводят путем развалки образованных при зяблевой обработке гребней и формированием новых гребней по оси ранее образованных борозд после всходов сорной растительности с одновременным известкованием, последующие обработки путем развалки ранее образованных и формировании новых гребней проводят с периодичностью 15-20 суток, посев парозанимающих культур проводят с одновременным образованием гребней и внесением удобрений, а после уборки парозанимающих культур и провоцирования прорастания сорняков проводят формирование новых гребней развалкой существующих.

Отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения являются следующие:
- обработку зяби проводят гребнеобразующими механизмами;
- предпосевную обработку проводят путем развалки образованных при зяблевой обработке гребней и формирования новых гребней по оси ранее образованных борозд после всходов сорной растительности с одновременным известкованием;
- последующие обработки путем развалки ранее образованных и формирования новых гребней проводят с периодичностью 15-20 суток;
- посев парозанимающих культур проводят с одновременным образованием гребней и внесением удобрений;
- после уборки парозанимающих культур и провоцирования прорастания сорняков проводят формирование новых гребней развалкой существующих.

Обработку зяби проводят гребнеобразующими механизмами, что при формировании гребней позволяет разрушать корневую систему сорной растительности, прорастающей после уборки сельскохозяйственных культур, с одновременным ее заваливанием почвенным слоем, что обеспечивает гибель сорняков. Кроме того, при такой зяблевой обработке плодородный слой концентрируется в гребнях, что обеспечивает более интенсивное промораживание почвы в гребнях по сравнению с промерзанием грунта на ровной поверхности, при этом соответственно повышается эффект уничтожения сорняков и оструктуривания почвы.

Предпосевную обработку проводят путем развалки образованных при зяблевой обработке гребней и формирования новых гребней по оси ранее образованных борозд после всходов сорной растительности с одновременным известкованием, чем также обеспечивают разрушение корневой системы сорняков за счет удушения их вегетативных органов, а также активизацию почвообразовательных процессов и раскисление почвы при известковании.

Последующие обработки путем развалки ранее образованных и формирования новых гребней проводят с периодичностью 15-20 суток, что при указанном периоде позволяет спровоцировать прорастание сорняков и их уничтожение, а также провести не менее двух - трех обработок до высевания парозанимающих культур, что способствует повышению эффективности уничтожения сорной растительности, созданию благоприятных условий для активизации почвообразовательных процессов.

Посев парозанимающих культур проводят с одновременным образованием гребней и внесением удобрений, что позволяет с определенной эффективностью использовать земли, выведенные под пары, при возможности получения урожая, например, ранних зерновых культур или сидератных культур, например сои, при запахивании которых обеспечивается повышение плодородия почв. При этом наличие гребней существенно снижает вероятность переувлажнения почвы, что существенно улучшает условия уборки парозанимающих культур или их сидератную запашку путем переформирования гребней, а также обеспечивает своевременность проведения очередных обработок почвы.

После уборки парозанимающих культур и провоцирования прорастания сорняков проводят формирование новых гребней развалкой существующих, что также способствует уничтожению сорной растительности и обеспечивает повышение активности криогенных процессов в зимний период и, следовательно, больший эффект вымерзания сорняков и оструктуривания почвы.

Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: повышение эффективности паровых мелиораций при обеспечении разрушения вегетативных органов сорной растительности и активизации почвенных процессов за счет регулирования температурного режима и вентилирования почв при образовании гребневидной поверхности поля и многократном переформировании гребней в течение теплого периода года, позволяющем эффективно восстанавливать плодородие почв и уничтожать сорняки.

Пример промышленной применимости.

После уборки сельскохозяйственных культур на поле, предназначенном для проведения паровых мелиораций, проводят зяблевую вспашку и обработку зяби путем формирования гребней с помощью гребнеобразующих механизмов, например гребневого культиватора КГН - 3,6, который позволяет образовывать гребни высотой до 0,35 м и с расстоянием между ними 0,70 - 0,90 м. При этом сорная растительность и корневые остатки сельскохозяйственных растений в основном концентрируются в образованных гребнях, где проходит их разложение за счет перегнивания при положительных температурах и за счет более активного (по сравнению с процессами промерзания почвы на ровной поверхности) промораживания - при отрицательных. Более активное воздействие криогенных процессов на вегетативные органы сорняков в гребнях обусловлено тем, что при образовании гребневидной поверхности поля за счет улучшения теплообмена с атмосферой при большей площади контакта и вентилирования средняя температура на 20-40% ниже, чем в 40-сантиметровом слое почвы на ровной поверхности. В частности, установлено увеличение степени аэрированности почвы в гребнях на 10 - 15%. Кроме того, известно, что при промораживании разрушаются прочные почвенные агрегаты, чем обеспечивается оструктуривание почвы. Этому способствуют также процессы промерзания-оттаивания в осенний и весенний периоды при неустановившихся отрицательных температурах воздуха. Сравнительная оценка почвенных образцов на гребнях и ровной поверхности показывает, что в результате изменения условий промерзания почвы в гребнях существенно снижается объемная масса (с 1,16 до 1,13-1,07 г/см³) и увеличивается общая порозность (с 53,0 до 54,1-56,3%).

Предпосевную обработку проводят путем развалки образованных при зяблевой обработке гребней и формирования новых гребней по оси ранее образованных борозд также с помощью гребнеобразующих механизмов, например гребневого культиватора КГН - 3,6, после оттаивания почвы и всходов сорной растительности с одновременным известкованием. При этом также обеспечивают разрушение корневой системы сорняков за счет механического воздействия и удушения их вегетативных органов, а также активизацию почвообразовательных процессов и раскисление почвы при известковании. Причем активизация почвообразовательных процессов определяется улучшением водно-воздушного и температурного режима почвы в гребнях, который в свою очередь оказывает положительное влияние на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, способствует усилению процессов минерализации органического вещества. По результатам опытов за 30, 60 и 90 суток пребывания в почве льняная ткань разложилась на 23,2: 49,1 и 58,7%, а в 30-сантиметровом слое почвы на ровной поверхности - соответственно на 18,4; 41,0 и 43,6%. Активизация почвообразовательных процессов и повышение плодородия почвы в гребнях проявляется также в более высоком содержании нитратного азота, доступной фосфорной кислоты и подвижного калия.

Последующие обработки путем развалки ранее образованных и формирования новых гребней с периодичностью 15-20 суток также проводят с помощью гребнеобразующих механизмов, что при указанном периоде позволяет спровоцировать прорастание сорняков и их уничтожение, а также провести не менее двух - трех обработок до высевания парозанимающих культур, что способствует повышению эффективности уничтожения сорной растительности, созданию благоприятных условий для активизации почвообразовательных процессов. Особое значение в данном случае имеет изменение теплового режима почвы в гребнях, они прогреваются быстрее, чем ровная поверхность, причем за весенний период дополнительная сумма активных температур составляет 50-60^o тепла. Известно, что затраты внешней радиационной энергии на почвообразование составляют 30-50 ккал см²/год и увеличение теплопоступлений в соответствии с указанной выше суммой активных температур существенно активизирует окислительно-восстановительные процессы, изменяющие внутреннюю структуру почвы и ее агрегатный состав.

Посев парозанимающих культур проводят с одновременным образованием гребней и внесением удобрений, например, с помощью гребневой сеялки (а.с. СССР N 946430, МКИ⁵ A 01 C 7/00, Б.И. N 28, 1982). Это позволяет достаточно эффективно использовать земли, выведенные под пары, при возможности получения урожая, например, ранних зерновых культур или при возможности выращивания сидератных культур, например сои, при запахивании которых обеспечивается повышение плодородия почв. Исследования показывают, что улучшение водно-воздушного и теплового режимов почвы при возделывании таких сидератных культур, как соя, активизирует жизнедеятельность клубеньковых бактерий, развивающихся на корнях сои. В частности, к фазе бобообразования количество азотфиксирующих клубеньков и их масса на гребнях более чем в 3 раза выше, чем на ровной поверхности. Например, общая масса клубеньков с одного растения сои на гребнях составляет 1,903 г, а на ровной поверхности - 0,527 г. Кроме того, наличие гребней существенно снижает вероятность переувлажнения почвы, что существенно улучшает условия уборки парозанимающих культур или их сидератную запашку путем переформирования гребней, а также обеспечивает своевременность проведения необходимых обработок почвы.

После уборки парозанимающих культур и провоцирования прорастания сорняков проводят формирование новых гребней развалкой существующих, что также способствует уничтожению сорной растительности и обеспечивает повышение активности криогенных процессов в зимний период и, следовательно, больший эффект вымерзания сорняков и оструктуривания почвы.

В условиях Приморского края не возникает необходимости в накоплении влаги путем парования почвы, в связи с чем его целесообразно использовать как мелиоративный прием в основном для активизации почвообразовательных процессов и борьбы с сорной растительностью. В условиях недостаточного количества осадков, когда парование используют и для увеличения влагозапасов в почве, гребни позволяют вполне надежно сохранять влагу по сравнению с ровной поверхностью. В частности, по данным ДальНИИСХ при ограниченном выпадении осадков на буроподзолистых почвах гребневой слой содержит воды от 607 до 700 м³/га, на ровной поверхности ее содержится примерно столько же (607 - 746 м³/га).

Способ предназначен для обработки почвы и может быть использован в сельском хозяйстве. Способ паровой мелиорации почв включает зяблевую вспашку, обработку зяби гребнеобразующими механизмами и предпосевную обработку почвы под парозанимающие культуры. Предпосевную обработку почвы проводят путем развалки образованных при зяблевой обработке гребней и формированием новых гребней по оси ранее образованных борозд после всходов сорной растительности с одновременным известкованием. Переформирование гребней проводят с периодичностью 15-20 сут. Посев парозанимающих культур проводят с одновременным образованием гребней и внесением удобрений. После уборки парозанимающих культур и провоцирования прорастания сорняков проводят осеннюю обработку путем формирования новых гребней развалкой существующих. Такая технология обработки обеспечивает повышение эффективности паровых мелиораций при обеспечении разрушения вегетативных органов сорной растительности и активизации почвенных процессов за счет регулирования температурного режима и вентилирования почв при образовании гребневидной поверхности поля и многократном переформировании гребней в течение теплого периода года, позволяющем эффективно восстанавливать плодородие почв и уничтожать сорняки.

Способ паровой мелиорации почв, включающий зяблевую вспашку, обработку зяби, предпосевную обработку почвы под парозанимающие культуры и осеннюю обработку, отличающийся тем, что обработку зяби проводят гребнеобразующими механизмами, предпосевную обработку проводят путем развалки, образованных при зяблевой обработке, гребней и формированием новых гребней по оси ранее образованных борозд после всходов сорной растительности с одновременным известкованием, последующие обработки путем развалки ранее образованных и формировании новых гребней проводят с периодичностью 15 - 20 сут, посев парозанимающих культур проводят с одновременным образованием гребней и внесением удобрений, а после уборки парозанимающих культур и провоцирования прорастания сорняков проводят формирование новых гребней развалкой существующих.