СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА РИСОВЫХ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМАХ Российский патент 2000 года по МПК A01B79/02 A01C7/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности может использоваться для возделывания риса и пропашных культур на рисовых мелиоративных системах.

Известен способ посева семян и внесения удобрений, включающий образование параллельных бороздок, укладку в общие бороздки отдельно сформированных потоков семян и удобрений в чередующемся порядке полосовыми отрезками с последующим прикрытием их слоем почвы, а ширину междурядий определяют в зависимости от нормы внесения материала в почву (Патент РФ N 2103858, МКИ⁵ A 01 C 7/00, Б.И. N 4, 1998, с. 172).

Недостатком известного способа является низкая эффективность, связанная с большими трудозатратами по предпосевной обработке почвы (вспашка, боронование и др.) и сложностью регулирования теплового и водного режимов почв.

Известен способ подготовки почвы к севу пропашных культур на гребнях и грядах, включающий вспашку, рыхление почвы, выравнивание поверхности, формирование гребней и внесение удобрений, причем удобрения вносят на поверхность почвы вразброс после выравнивания поверхности, а формирование гребней или гряд осуществляют путем перемещения сначала полосы верхнего слоя почвы с удобрениями при перемешивании его с удобрениями в зону рядка, а сверху - нижнего слоя почвы, вырезаемого из полосы, по ширине, равной ширине междурядья, при этом толщину перемещаемого в зону рядка верхнего слоя почвы определяют в зависимости от высоты гребня, ширины междурядья, ширины гребня по верху и угла естественного откоса почвы (а.с. СССР N 1435180, МКИ⁵ A 01 B 79/02, Б.И. N 41, 1998, с. 6).

Недостатком известного способа является низкая эффективность, связанная с большими трудозатратами по проведению отдельных операций: вспашки, рыхления почвы, внесения удобрений с выравниванием поверхности и формирования гребней при соблюдении взаимозависимости геометрических параметров гребней и перемещаемого слоя почвы.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является способ возделывания сельскохозяйственных культур, осуществляемый гребневой сеялкой (а.с. СССР N 946430, МКИ⁵ A 01 C 7/00, Б.И. N 28, 1982), включающий одновременное образование гребней за счет развалки сформированных в предыдущий год гребней, внесение удобрений, прикатывание почвы и посев семян пропашных культур.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, обусловленная сложностью регулирования теплового и водного режимов почвы в предпосевной период, поскольку оттаивание ранее сформированных (в предыдущий год) гребней проходит неравномерно с быстрой потерей влаги, что без применения дополнительных мероприятий может привести к высеву семян в почву с недостаточным увлажнением, снижению всхожести и значительным потерям урожая. Невозможность оперативного сброса избыточной влаги при прохождении муссонных дождей может привести к переувлажнению почвы, вымоканию посевов, что в конечном итоге также определяет существенные потери урожая.

Задача изобретения - регулирование температурного и влажностного режимов почвы рисовых мелиоративных систем, повышение урожайности сельскохозяйственных культур и снижение потерь урожая за счет обеспечения возможности более ранних сроков посевов до момента возможного иссушения почвы, создания условий для равномерного ее оттаивания, отведения избыточной влаги, орошения по щелям и бороздам.

Указанная задача решается следующим образом.

В известном способе, включающем образование гребней за счет развалки гребней, сформированных в предыдущий год, одновременное внесение удобрений, высев семян пропашных культур и прикатывание почвы, формирование гребней осуществляют с ориентацией преимущественно в направлении с востока на запад, а нормально к гребням нарезают щели, сопряженные с каналом оросителем-сбросом с расстоянием между ними не более 50 м.

Отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения являются следующие:
- формирование гребней осуществляют с ориентацией преимущественно с востока на запад;
- нормально к гребням нарезают щели с расстоянием между ними не более 50 м.

При формировании гребней с ориентацией с востока на запад обеспечивается ускоренное оттаивание почвы в предпосевной период за счет увеличения теплопоступления на наклонную поверхность гребня, обращенную на юг, на 40-60% по сравнению с теплопоступлением на горизонтальную поверхность. Это позволяет проводить посев зерновых культур, в том числе и риса, например, в условиях Приморского края на 15-20 суток раньше традиционных сроков посева, такая сдвижка в условиях муссонного климата при практически ежегодном переувлажнении почвы к моменту уборки обеспечивает существенное улучшение условий возделывания и уборки пропашных культур на рисовых оросительных системах, уменьшая потери урожая за счет исключения "перестаивания" созревшего зерна, своевременная уборка которого невозможна из-за переувлажнения почвы. При этом в период вегетации культур рисового севооборота гребневая форма поверхности способствует ускоренному осушению поля, предотвращая вымокание сельскохозяйственных культур, уменьшая тем самым потери или гибель урожая. Кроме того, гребневая форма поверхности поля позволяет непосредственно в месте высева семян увеличивать практически вдвое мощность плодородного слоя и, следовательно, мощность корнеобитаемого слоя, что определяет улучшение питания растений, обеспечивается также более благоприятный аэрационный режим почвы, в целом это существенно повышает урожайность культур. При возделывании риса на сформированных гребнях в направлении с востока на запад также возможен более ранний высев семян, и при этом улучшается температурный режим затопленного поля, что особенно важно в весенний период, когда при первичном заливе создается слой воды в бороздах между гребнями, по объему вдвое превышающий слой, создаваемый при традиционном выращивании риса на ровной поверхности поля, это обеспечивает увеличение теплоемкости слоя воды, который меньше остывает за ночной период и уменьшает амплитуду суточных колебаний температуры почвы, чем обеспечивается увеличение урожайности риса.

Нормально к гребням нарезают щели с расстоянием между ними не более 50 м, способствующие ускорению отвода избыточной влаги, что особенно важно при выпадении муссонных дождей, чем предотвращают существенные потери из-за частичной гибели урожая и создают благоприятные условия уборки, а в засушливые периоды обеспечивают возможность оперативного орошения по бороздам возделываемых сельскохозяйственных культур.

Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: обеспечение повышения эффективности возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе риса, за счет регулирования температурного и водного режимов почвы рисовых мелиоративных систем, повышение урожайности сельскохозяйственных культур и снижение потерь урожая путем обеспечения возможности более ранних сроков посевов до момента возможного иссушения почвы за счет создания условий для равномерного оттаивания почвы, отведения избыточной влаги и орошения по щелям и бороздам.

Пример промышленной применимости.

На чертеже представлена схема модульной рисовой мелиоративной системы с гребневидной поверхностью поля при размещении на ней посевов риса, сои или других зерновых культур. Модуль такой системы представляет собой группу обычно из 4-х чеков, имеющих горизонтально спланированную поверхность, на которых с помощью гребнеобразующих механизмов в направлении с востока на запад формируют гребни 1 с одновременным высевом семян зерновых культур, при этом между гребнями 1 образуются борозды 2, а в поперечном направлении нарезают щели 3, которые одной стороной сопряжены с бороздами 2, а устьевыми участками - с каналом оросителем-сбросом 4. Сброс избыточной влаги с чека осуществляют по бороздам 2, сопряженным с каналом оросителем-сбросом 4 и далее через чековый водосброс 5 - по сбросному коллектору 6 за пределы рисовой оросительной системы. При необходимости орошения посевов сельскохозяйственных культур воду подают из хозяйственного распределителя 7 в картовый ороситель 8 и через чековые водовыпуски 9 - в канал ороситель-сброс 4, с которым соединены щели 3 и борозды 2.

В предпосевной период при наступлении положительных температур воздуха ранее (в предыдущий год) сформированные на рисовой оросительной системе гребни 1 активно прогреваются как за счет теплообмена с атмосферой, так и за счет теплопритока от солнечной радиации. При преимущественной направленности гребней 1 с востока на запад в соответствии с имеющимися рекомендациями (В. А. Паталеев. Рекомендации по учету суточных и месячных сумм теплопоступлений от солнечной радиации на наклонные поверхности. - Владивосток: ДальНИИГиМ, 1979, 108 с. , стр. 63-71) теплоприток от солнечной радиации на наклонную поверхность гребней 1, обращенную на юг, для широты Приморского края в марте-апреле оказывается на 7-30% больше, чем на горизонтальную, и на 30-60% больше, чем на гребни 1 при их преимущественной направленности с юга на север. Натурные исследования показывают, что южная плоскость наклона гребней 1 в весенний период имеет более высокую температуру, чем ориентированная на север, причем теплопоступления в дневной период существенно превышают потери тепла ночью. Это подтверждается наблюдениями за ходом оттаивания гребневидной поверхности и результатами моделирования этого процесса. Из-за существенного увеличения теплопритока при ориентации гребней 1 с востока на запад оттаивание почвы на глубину 30-50 см, обеспечивающую возможность проведения посевов ранних зерновых культур (овес, ячмень), происходит на 20-30 суток раньше, чем на горизонтально спланированной поверхности, а посев риса на гребнях может осуществляться на 15-20 суток раньше. При ориентации гребней 1 с юга на север существенного изменения сроков оттаивания почвы не наблюдается. Посев зерновых культур проводят с помощью гребнеобразующей сеялки, например, по а.с. СССР N 946430 (МКИ⁵ A 01 C 7/00, Б.И. N 28, 1982) посредством развалки ранее (в предыдущий год) сформированных гребней 1 в направлении с востока на запад с одновременным, за один проход агрегата, внесением удобрений из туковысевающего аппарата, высевом семян и прикатыванием почвы. В результате по оси борозд 2, сформированных в предыдущий год, при интенсивном разрыхлении почвы образуют гребни 1 высотой 25 см, шириной основания - 70 см и шириной верхней полки - 35 см. При этом исключаются вспашка, дискование, боронование и ряд других операций, что существенно снижает себестоимость получаемой продукции. В поперечном направлении относительно гребней 1 нарезают щели 3 с помощью, например, дискового дискофрезерного щелевателя ЩДФ-0,5 глубиной 30-40 см. При этом щели 3 по одной из сторон сопрягаются с торцевой частью борозд 2, образующихся между гребнями 1, а устьевые участки щелей соединяют с каналом оросителем-сбросом 4.

Посев ранних зерновых культур со сдвижкой на 20-30 суток обеспечивает сохранение влагозапасов от снеготаяния, что дает возможность оптимального планирования сельскохозяйственных работ и практически не требует орошения. За период с момента высева семян до появления полных всходов сумма положительных температур на гребнях, ориентированных с востока на запад, на 25... 32^oC выше, чем на ровной поверхности. Температура почвы на глубине заделки семян (50 мм) в период дневного освещения на 3,2^oC, а в полуденные часы - на 4,5^oC выше, что существенно улучшает рост, ускоряет развитие растений и обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур. При переувлажнении почвы за счет выпадения осадков обеспечивают сброс избыточной влаги по бороздам 2, сопряженным со щелями 3, которые, в свою очередь, соединены с каналом оросителем-сбросом 4 и через чековый водосброс 5 - со сбросным коллектором 6. Возможность своевременного отвода избыточной влаги позволяет поддерживать в корнеобитаемом слое влажность, близкую к оптимальной.

Посев сои с одновременным формированием гребней 1 проводят в оптимальные сроки при среднесуточной температуре не ниже 15^oC, при этом в поперечном направлении относительно гребней 1 и борозд 2 также нарезают щели 3 глубиной до 30-40 см с сопряжением устьевых участков с каналом оросителем-сбросом 4 или продольной бороздой (условно не показана). При дефиците влажности почвы проводят орошение поля по бороздам путем подачи воды из хозяйственного распределителя 7 в картовый ороситель 8 и через чековые водовыпуски 9 - в канал ороситель-сброс 4, с которым соединены щели 3, сопряженные с бороздами 2, образующимися между гребнями 1. При наличии поперечных щелей 3 залив поля проводится оперативно, что позволяет достаточно быстро исключить дефицит влажности почвы, негативно сказывающийся на развитии растений и обусловливающий существенные потери урожая. При переувлажнении почвы за счет выпадения обильных осадков гребни 1 способствуют снижению негативного влияния этого фактора, поскольку в верхней части гребней сохраняется влажность почвы, близкая к оптимальной, а борозды 2, сопряженные со щелями 3, обеспечивают поверхностный отвод избыточной влаги в канал ороситель-сброс 4 и далее через чековый водосброс 5 - в сбросной коллектор 6. Наличие щелей 3, нарезанных нормально к направлению гребней 1, позволяет достаточно оперативно отводить воду, не допуская переувлажнения почвы, например, при площади чека 10 га и выпадении осадков до 150 мм отвод поверхностной влаги проводится за 1,5 суток. Если щели 3 располагаются с шагом более 50 м, то оперативность отвода избыточной влаги существенно снижается, при этом возрастают потери урожая, в частности, при переувлажнении поля свыше 5-10-ти суток потери составляют 10%, а свыше 15-ти суток - не исключается гибель существенной части урожая. За счет практически полного исключения потерь урожая из-за переувлажнения, возможности поддерживания оптимальной влажности почвы на протяжении вегетационного периода и оптимальных условий уборки урожайность сои существенно возрастает. Например, при проведении опытно-производственных посевов сои на площади 700 га с использованием заявляемого способа урожайность ее составила в среднем 18,5 ц/га, что в 4 раза превышает урожайность на контрольных участках, где использовалась традиционная технология и более чем в 2 раза превышает среднюю урожайность сои в Приморском крае.

Посев риса с одновременным формированием гребней 1 за счет ускоренного оттаивания почвы проводят на 15-20 суток раньше традиционных сроков при возделывании его на горизонтально спланированной поверхности. При этом гребни 1 формируют в направлении с востока на запад, а в поперечном направлении после проведения гребневых посевов нарезают щели 3 с шагом не более 50 м и проводят залив рисового поля водой путем подачи ее из хозяйственного распределителя 7 в картовый ороситель 8 и через чековые водовыпуски 9 - в канал ороситель-сброс 4, с которым соединены щели 3, сопряженные с бороздами 2, образующимися между гребнями 1. Уровень воды на чеке поддерживают на отметке верхней полки гребней 1. В весенний период, когда амплитуда колебания суточной температуры воздуха (дневной и ночной) превышает +10^oC, обеспечивается нормальное развитие растений риса за счет активного прогревания слоя воды в дневной период, а при увеличенном объеме воды в бороздах 2 между гребнями 1 и соответственного увеличения теплоемкости этого объема воды происходит сглаживание температурного режима почвы. Наличие щелей 3, нарезанных с шагом не более 50 м, обеспечивает оперативность залива рисового поля водой, причем первоначальный залив должен проводиться не более чем за двое суток, при увеличении этого срока возможно и увеличение потерь урожая, в частности, при сроке залива более 3-х суток потери урожая составляют не менее 10%. Щели 3, располагаемые с шагом до 50 м и сопряженные с каналом оросителем-сбросом 4, позволяют выдерживать указанное требование независимо от площади чека. При проведении опытно-производственных посевов риса на гребнях повышение урожайности составило 20-25% по сравнению с урожайностью на контрольных участках с применением традиционной технологии.

Изобретение может быть использовано в области сельского хозяйства, в частности для возделывания риса и пропашных культур на рисовых мелиоративных системах. Способ включает образование новых гребней за счет развалки ранее сформированных (в предыдущий год). Формирование гребней осуществляют с ориентацией их преимущественно в направлении с востока на запад. Одновременно производят внесение удобрений, высев семян пропашных культур и прикатывание почвы. Нормально к гребням нарезают щели, сопряженные с каналом оросителем-сбросом и с расстоянием между ними не более 50 м. Использование способа обеспечивает повышение эффективности возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе риса, за счет регулирования температурного и водного режимов почвы рисовых мелиоративных систем, повышение урожайности сельскохозяйственных культур и снижение потерь урожая путем обеспечения возможности более ранних сроков посевов до момента возможного иссушения почвы за счет создания условий для равномерного оттаивания почвы, отведения избыточной влаги и орошения по щелям и бороздам. 1 ил.

Способ возделывания сельскохозяйственных культур на рисовых мелиоративных системах, включающий образование гребней за счет развалки гребней, сформированных в предыдущий год, с одновременным внесением удобрений, высевом семян пропашных культур и прикатыванием почвы, отличающийся тем, что формирование гребней осуществляют с ориентацией преимущественно в направлении с востока на запад, а нормально к гребням нарезают щели, сопряженные с каналом оросителем-сбросом и с расстоянием между ними не более 50 м.