СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ КОРМОВОЙ БАЗЫ НА ЗАБРОШЕННОЙ ПАШНЕ Российский патент 2009 года по МПК A01B79/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству и агроландшафтному земледелию, преимущественно для консервации неиспользуемой (заброшенной) и нарушенной пашни путем создания многолетнего травостоя козлятника восточного - высокоэффективного многолетнего энергосберегающего кормового ресурса с одновременным повышением плодородия почвы под ним биологическим методом.

Известные способы возделывания козлятника восточного на зеленый корм и семена предполагают использование под создание травостоя рабочей пашни, функционирующей в севообороте, а также выводных полей на пашне.

Способ одновременного высева козлятника восточного с донником белым в качестве двухлетней покровной культуры (RU, патент 2055459, А01В 79/00, 1996) не позволяет получать продуктивные семена для гарантированных последующих урожаев и дает корм, недостаточный по массе.

Известная технология возделывания козлятника восточного на корм и семена с использованием предпосевной культивации с одновременным внесением в почву трефлана и рядовой посев козлятника с вайдой красильной в качестве покровной культуры (RU, патент 2017365, А01В 79/02, 1994) обеспечивает стабильные урожаи козлятника восточного, однако материало- и энергоемка, т.к. включает подкормку травостоя после уборки козлятника на семена путем внесения в почву минеральных удобрений сельскохозяйственными орудиями с дисковыми рабочими органами. Кроме того, сельскохозяйственные агрегаты разрушают почвенный слой, что снижает в последующем урожай козлятника восточного.

Наиболее близким к заявляемому является способ возделывания козлятника восточного для создания кормовой базы на неиспользуемой и нарушенной пашне (RU, патент №2248688, кл. А01В 79/02, 2003, прототип), включающий:

- предпосевную культивацию с одновременным внесением в почву органических удобрений не менее 30 т/га и 0,45 количества расчетной дозы минеральных удобрений; внесение гербицида раундап за 2÷3 недели до зяблевой вспашки;

- совместный посев козлятника восточного с покровной культурой.

Недостатки известного способа:

- посев козлятника восточного "под зиму", следствием чего является повреждение весенних всходов заморозками;

- применение средств химизации (гербицидов), нарушающих нормальную экологию агроландшафта;

- перерасход денежных средств из-за потери всходов и применения дорогостоящих гербицидов.

Технический результат заявляемого способа создания энергосберегающей кормовой базы на заброшенной пашне заключается в предотвращении зарастания малоценной древесной и сорной травянистой растительностью (в консервации) заброшенных, выведенных из севооборота земель с получением высококачественного корма для животных, при сохранении нормальной экологии агроландшафта, увеличении плодородия почвы и высокой экономической эффективности.

Технический результат достигается тем, что семена козлятника восточного перед посевом обрабатывают ризоторфином и водным раствором гуминового препарата, а также тем, что вносят в почву вермикомпост в дозе 3÷4 т/га, гуминовые препараты - в дозе 6÷8 л/га под предпосевную культивацию, проводят двукратное опрыскивание вегетирующих растений в фазе "6÷8 листьев" и в фазе бутонизации - начала цветения в дозе 4÷5 л/га. Семена уплотнительной культуры райграса однолетнего высевают в количестве 8÷10 кг/га.

Исследованием уровня техники установлено, что способов создания энергосберегающей кормовой базы на неиспользуемой и нарушенной пашне, включающих обработку семян козлятника восточного перед посевом ризоторфином и гуминовым препаратом, внесение в почву вермикомпоста в дозе 3÷4 т/га, гуминовых препаратов - в дозе 6÷8 л/га, двукратное опрыскивание вегетирующих растений в фазе "6÷8 листьев" и в фазе бутонизации - начала цветения в дозе 4÷5 л/га, высев семян козлятника восточного в количестве 18÷20 кг/га, не обнаруживается.

Сравнение свойств совокупности признаков известного (RU, патент №2248688, кл. А01В 79/02, 2003, прототип) способа и заявляемого показывает, что

- в известном способе посев козлятника восточного проводят "под зиму", а в заявляемом - весной;

- в известном способе применяют средства химизации (гербициды), нарушающие нормальную экологию агроландшафта, в заявляемом способе не применяются токсичные химические средства;

- известный способ лишен оптимизации, а заявляемый способ отмечает колебание доз применяемых препаратов в узком диапазоне концентраций;

- в отличие от известного, в заявляемом способе под предпосевную культивацию в почву вносят вермикомпост и гуминовый препарат, а также обрабатывают перед посевом семена козлятника восточного ризоторфином и гуминовым препаратом, и проводят двукратное опрыскивание вегетирующих растений гуминовым препаратом на различных стадиях их развития.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем.

В силу причин экономического характера в настоящее время некоторое количество пахотных земель выводится из севооборота, забрасывается и зарастает малоценной древесной и сорной растительностью. Такой пашни в РФ насчитывается около 15 млн. га.

Предлагаемый способ выращивания козлятника восточного позволяет законсервировать брошенные и неиспользуемые земли за счет многолетнего травостоя козлятника восточного, который будет представлять собой высокоэффективный энергосберегающий кормовой ресурс, способствующий увеличению плодородия почвы под ним, несмотря на большой вынос элементов питания с урожаем.

Предлагаемый травостой является более мощным по своему развитию за счет положительного влияния на него компонентов вермикомпоста (гуминовых веществ, ценного комплекса питательных элементов и микроэлементов в сбалансированном сочетании, ферментов, витаминов, гормонов роста и развития растений с другими биологическими активными веществами, нарабатываемыми сообществом дождевых червей и микроорганизмов), обогащенного уникальным сообществом микроорганизмов, создающих почвенное плодородие, а также растворов гуминовых веществ, извлеченных из различных природных источников (сапропеля, торфа, биогумуса и пр.).

Вермикомпост, внесенный в почву перед посевом семян козлятника восточного, предпосевное опрыскивание почвы гуминовым препаратом, предпосевная обработка семенного материала раствором гуминовых веществ, а также двукратное опрыскивание вегетирующих растений козлятника восточного раствором гуминовых веществ оказывают многостороннее влияние не только на развитие самих растений, но и на биохимические процессы, протекающие в почве под травостоем козлятника восточного.

Гуминовые вещества, извлеченные из различных природных источников или вермикомпостов, стимулирующе действуют на семена: снижают явление твердосемянности и одновременно увеличивают энергию их прорастания и полевую всхожесть. Проведенные авторами опыты с вермикомпостом и компостом на козлятнике восточном показали преимущество вермикомпоста, внесение которого увеличивало полевую всхожесть козлятника в сравнении с контролем в 1,29÷2,13 раза, а также стимулировало и образование клубеньков на корнях, увеличивая их количество в сравнении с контролем в 1,98 раза, в то время как внесение компоста подавляло их развитие. Вермикомпост увеличивал также и урожайность козлятника 1-го года жизни в сравнении с контролем в 1,99÷2,67 раза в зависимости от доз, превосходя при этом альтернативные дозы компоста в 1,01-1,71 раза. Во второй год жизни урожайность козлятника на вермикомпосте превосходила контроль в 3,67-4,68 раза, варианты с компостом в 1,09-1,28 раза.

Применяемые природные стимуляторы роста способствуют развитию мощной корневой системы козлятника восточного, активизируют дыхание растений и их фотосинтетическую деятельность, в результате чего возрастает размер листовых пластинок, увеличивается количество листьев на стебле, наблюдается появление большого количества дополнительных стеблей из почек возобновления, растения становятся более высокими и мощными, образуется больше цветков, увеличивается нектаропродуктивность, достигающая до 300 кг нектара с 1 га, завязывается больше семян, следовательно увеличивается семенная продуктивность до 11 ц/га кондиционных семян. Причем качественные характеристики семенного материала улучшаются (семена имеют более высокую всхожесть по сравнению с материнскими, меньшую твердосемянность, они более жизнеспособные, с более высокой энергией прорастания). Кроме того, опытным путем авторами была установлена экономическая и экологическая перспектива растворов экстрактов гуминовых веществ вермикомпостов, обогащенных полезной микрофлорой, как инокулянта нового поколения, положительно влияющего на урожайность козлятника, которая возрастала по сравнению с контролем в 3,77-4,07 раза.

Укрепляется иммунитет у растений (вырабатывается устойчивость к неблагоприятным условиям, особенно к засухе).

Анализ динамики агрохимических свойств почвы под козлятником 1÷10-го года жизни показывает, что многолетнее выращивание этой культуры на дерново-подзолистой почве несмотря на большой вынос элементов питания с урожаем, в условиях планирования урожайности, не приводит к значительному снижению содержания гумуса, азота, фосфора и калия в почве, а даже, наоборот, отслеживается их увеличение. Так, кислотность почвы уменьшается на 0,5 единиц и приближается к нейтральной, содержание гумуса возрастает на 36% от исходного, фосфора - в 3,3 раза, калия - в 3,8 раз (по данным агрохиманализа Ивановского НИИСХа, Владимирского НИИСХа, ФГУ Центра агрохимической службы "Владимирский"). Это происходит по ряду причин.

Во-первых, за счет активно протекающей биологической азотфиксации, которая увеличивается и достигает в лучшие по погодным условиям годы 800 кг/га.

Во-вторых, за год, или за вегетационный период, козлятник восточный накапливает в почве до 18÷20 т/га сухих корневых остатков, что равноценно 80 т/га торфонавозного компоста и существенно повышает почвенное плодородие, несмотря на большой вынос питательных веществ в период вегетации, т.к. наблюдающаяся активизация микробиологической деятельности почвы приводит к интенсификации процессов трансформации органического вещества большой массы отмерших корней под предлагаемым травостоем козлятника восточного.

В-третьих, почва обогащается питательными элементами сильно развитой живой функционирующей корневой системой, в т.ч. и за счет разрушения ею минералов глубинных слоев, перевода их в легкодоступную форму и выноса в пахотный слой; за счет выделений ризосферы и других неучтенных факторов.

Такое ценное качество козлятника восточного как почвоулучшателя является особо актуальным для повышения почвенного плодородия истощенных земель Нечерноземья с точки зрения экологизации при возделывании его без применения минеральных удобрений.

Идет процесс наращивания почвенного плодородия под козлятником биологическим методом, что позволяет на определенном этапе возделывания культуры уменьшить рекомендуемые дозы минеральных удобрений и гербицидов, внося их только в первый год жизни, либо отказаться от них полностью.

Таким образом, полученный высокопродуктивный травостой козлятника восточного является экологически чистым. Почва освобождается от излишних химических нагрузок в виде минеральных удобрений и ядохимикатов, сохраняется почвенная биота и создается на заброшенной пашне новый высокопродуктивный агроландшафт, поддерживающий и улучшающий биологическим путем почвенное плодородие и способствующий формированию мощной и устойчивой кормовой базы.

В предлагаемой технологии для повышения урожая козлятника восточного во все время жизни для снижения засоренности посевов под предпосевную культивацию используют вермикомпост в дозе 3÷4 т/га и гуминовый препарат в дозе 6÷8 л/га, что приводит к 55÷60%-ному уничтожению сорняков. Остальные сорняки подавляются за счет уплотнительной культуры райграса однолетнего.

Перед посевом семена козлятника восточного смешивают с семенами райграса однолетнего, норма высева которого уменьшена в 2,5 раза и составляет 8÷10 кг/га. Смесь семян козлятника и райграса высевают через травяной ящик сеялки СЗТ - 3.6 или СПУ - 4.

Всходы козлятника восточного и райграса однолетнего появляются одновременно, на 7÷9 день после посева. Через 2÷2,5 месяца райграс однолетний вместе с подросшими растениями козлятника убирают на сено, и в последующем козлятник остается в чистом виде.

Для исключения твердосемянности козлятника, достигающей в зависимости от метеоусловий 35÷50%, его семена перед посевом обрабатывают раствором гуминовых веществ (температура не более 30÷35°С).

Козлятник восточный, являясь многолетней кормовой культурой, выносит из почвы вместе с урожаем зеленой массы большое количество элементов питания (NPK), поэтому внесение вермикомпоста в дозе 3÷4 т/га, обработка почвы раствором гуминового препарата и 2-кратное опрыскивание им по вегетирующим растениям позволяет получить 50÷52 ц кормовых единиц с 1 га, при обеспеченности кормовой единицы переваримым протеином от 185 до 215 граммов.

В таблице 1 представлены данные, свидетельствующие об обогащении почвы макроэлементами, гумусом и ее раскислении. Экономическую эффективность заявляемого способа иллюстрирует таблица 2.

Известно, что инокуляция семян козлятника восточного - обязательный прием, способствующий нормальному росту и развитию растений и получению высоких урожаев семян и зеленой массы в последующем. Этот агроприем обеспечивает развитие достаточного количества клубеньковых бактерий на корнях растений козлятника, которые фиксируют азот воздуха в удобной для усвоения растениями форме. Инокуляция семян козлятника очень важна, так как в почве нет соответствующих штаммов азотфиксирующих бактерий.

Опытным путем было установлено и в производственных условиях подтверждено, что биопрепараты оказали положительное влияние на показатели роста и развития растений козлятника. Данные опыта, заложенного по следующей схеме: контроль (без обработки семян); обработка семян ризоторфином; обработка семян жидким гуминовым препаратом (ЖГП) и обработка семян половинными дозами ризоторфина и ЖГП, показали, что при обработке семян половинными дозами биопрепаратов полевая всхожесть увеличилась по сравнению с контролем в 2,65÷2,91÷3,22 раза соответственно. Биопрепараты положительно влияли и на продуктивность растений - при их применении вес одного растения был выше по сравнению с контролем на 119,7÷129,2÷176,3% соответственно.

Биопрепараты положительно влияли и на формирование жизнеспособных клубеньков на корнях. Использование половинных доз привело к увеличению их количества в сравнении с контролем в 8,21 раза, а ризоторфин и ЖГП увеличили их количество в 3,44÷3,38 раза. Соответственно увеличилась и урожайность, которая превысила контроль в 3,17÷3,77÷4,07 раза соответственно. Таким же образом возросла и урожайность сухой массы. Наибольшее превышение урожайности зафиксировано при внесении половинных доз биопрепаратов - ризоторфина и ЖГП (см. гистограммы 1 и 2).

На гистограмме 1 (фиг.1) показано влияние биогумуса и компоста на количество растений в посевах козлятника восточного. На гистограмме 2 (фиг.2) показано влияние биогумуса и компоста на урожайность козлятника восточного 1-го года жизни.

Очевидно, что в этом случае подобрано физиологически необходимое для растений соотношение биопрепаратов, которые явились в данном случае мощным фито- и биостимулятором, усиливающим микробиологическую деятельность в почве, способствующим активному образованию значительного количества клубеньковых бактерий. Это в конечном итоге способствует повышению урожайности.

По данным ряда исследователей нормы высева семян козлятника восточного колеблются от 500 граммов семян на 1 га (М.С.Борейша, 1985), до 40 кг/га (А.М.Шагаров, 1985). Но по имеющимся литературным и собственным данным рекомендованные нормы высева семян в 30÷40 кг/га являются достаточно высокими, а норма высева в 500 г/га, рекомендованная для Белоруссии, где высокий уровень агротехники, очень низка для нашей зоны. Использовались нормы высева 2,5; 5; 10; 15; 20 и 30 кг/га при узкорядном, черезрядном, широкорядном по схеме 50×20 см и широкорядном с междурядьями 70 см. При повышенной норме высева всходы были в 12 раз дружнее, однако уже через 3 года по количеству стеблей посевы почти выравниваются, формируя от 403,5 тыс. шт. растений на 1 га.

На разреженных, при относительно небольшой норме высева, посевах интенсивно растут боковые побеги (до 7÷11 штук на одно растение); на загущенных посевах образуются лишь 1÷2, а большинство растений и вовсе не дает стеблевого ветвления. К концу первого года жизни козлятника восточного проявляется еще одно положительное свойство разреженных посевов - рост подземных столонов. Они распространяются во все стороны равномерно, имеют ветвления, на концах которых образуются зимующие вегетативные почки. На 2-й и последующие годы жизни рано весной из них начинают отрастать как бы корнеотпрысковые растения, которые, произрастая одним кустом, образуют переплетенную корневую систему по корневищному типу и сплошной травостой в междурядьях. Поэтому даже при широкорядном посеве на третьем году жизни междурядные обработки прекращаются из-за невозможности их проведения.

При норме высева 30 кг/га столонообразование ослаблено из-за первоначального загущения в корневой части. Отдельные растения угнетают соседние, образуя столоны, идущие только в рядок и их в 3÷4 раза меньше, чем в посевах с уменьшенной нормой высева.

Таким образом, уже на 3-м году жизни количество растений и урожай зеленой массы при нормах высева от 2,5 до 30 кг/га выравниваются. Отсюда следует, что оптимальной нормой высева при всех способах посева является норма 20 кг/га.

Известно, что козлятник восточный, как многолетняя культура, в первый год жизни растет очень медленно, накапливая в основном корневую систему, мощность развития которой превосходит надземную массу в 1,50÷1,80 раза. Поэтому в этот период его развитие может подавляться сорной растительностью, что впоследствии отрицательно сказывается на урожайности. Применение гербицидов для борьбы с сорной растительностью приводит к нарушению экологической обстановки, увеличению затрат.

Опытным путем установлено, что для повышения урожая козлятника восточного во все годы жизни, снижения засоренности посевов под предпосевную культивацию достаточно внести по 3÷4 т/га вермикомпоста и ЖГП в дозе 6÷8 л/га, что приводит к 55÷60%-ному уничтожению сорняков (гистограмма 1). Остальные сорняки подавляются за счет уплотнительной культуры райграса однолетнего, который за счет большой площади листьев уменьшает освещенность сорных растений в 15÷20 раз, в результате чего они погибают. В этом случае норму высева райграса однолетнего уменьшают в 2,5÷3,1 раза до 8÷10 кг/га. Всходы козлятника восточного и райграса однолетнего появляются одновременно, на 7÷9 день после посева. Через 2,0÷2,5 месяца райграс однолетний вместе с подросшими растениями козлятника убирают на сено, и в последующем козлятник в чистом виде.

Установлено что возделывание галеги восточной эффективно в борьбе с многолетними сорняками, особенно с пыреем ползучим, а также малоценной древесной и кустарниковой растительностью (береза, осина, ива и т.д.). Эффект снижения засоренности связан с тем, что галега восточная формирует большую площадь листьев, достигающую 10÷12 м² на 1 м². В связи с этим уменьшается освещенность поверхности почвы в 55÷68 раз, что приводит к снижению температуры воздуха внутри посева на 4÷5°С. При этом погибает до 87÷90% корневищ пырея, а также 1÷2 летние побеги березы, осины, ивы, а количество этих растений в посевах галеги восточной сокращается на 95÷100%. Такой агрофитоценотический метод уничтожения многолетних сорняков и малоценной древесной и кустарниковой растительности является энергосберегающим, характеризуется высокой интенсивностью использования пашни и обладает почвозащитной функцией.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале производится подготовка почвы: в почву вносят вермикомпост в дозе 3÷4 т/га, после чего ее опрыскивают водным раствором гуминового препарата концентрации 0,006-0,008% солей гуминовых кислот (6÷8 л препарата растворяют в 300 л воды, вносят на 1 га). Затем проводят предпосевную культивацию.

Перед посевом семена козлятника восточного обрабатывают ризоторфином (0,5 кг на гектарную норму семян) и водным раствором гуминового препарата концентрации 0,075% солей гуминовых кислот (250 мл препарата растворяют в 1 л воды) в течение 20÷30 минут.

В целях борьбы с сорняками козлятник восточный высевают одновременно с райграсом однолетним. Норма посева козлятника восточного 18÷20 кг/га, а райграса однолетнего - 8÷10 кг/га. Время посева: не позднее 15÷20 июня в Центральной зоне РФ.

Вегетирующие растения дважды опрыскивают водным раствором гуминового препарата концентрации 0,004-0,006% солей гуминовых кислот (4÷5 л препарата растворяют в 300 л воды, вносят на 1 га): в фазе "6÷8 листьев" и в фазе "бутонизация - начало цветения".

Пример выполнения способа

Вначале в почву вносят вермикомпост в дозе 3 т/га. Почву опрыскивают водным раствором гуминового препарата концентрации 0,006% солей гуминовых кислот (6 л препарата растворяют в 300 л воды, вносят на 1 га). Затем проводят предпосевную культивацию.

Перед посевом семена козлятника восточного обрабатывают ризоторфином (0,5 кг на гектарную норму семян) и водным раствором гуминового препарата концентрации 0,075% солей гуминовых кислот (250 мл препарата растворяют в 1 л воды) в течение 30 минут.

Сразу после обработки семена козлятника восточного высевают в подготовленную почву. Срок посева - не позднее 20 июня (для Центральной зоны РФ).

Вегетирующие растения опрыскивают водным раствором гуминового препарата концентрации 0,004% солей гуминовых кислот (4 л препарата растворяют в 300 л воды, вносят на 1 га): в фазу 6÷8 листьев и в фазу бутонизации - начала цветения.

Таблица 1 Контроль показателей Вес корневой системы в целом, т/га Показатели почвенного плодородия pH Содержание гумуса, % Содержание фосфора и калия, мг/100 г почвы P₂O₅ K₂O Перед закладкой плантации 0 5,50 1,55 15-17 16-18 Через 10 лет жизнедеятельности козлятника 17,5 6,01 2,11 50-60 60

Таблица 2 № Показатели Площадь пашни, га Примечание 1 1000 150000 1. Потребность в семенах 15 кг 15000 кг 2250000 кг   2. Стоимость семян (руб.) 1500 1500000 225000000   3. Ризоторфин (руб.) 0,5 кг/га 620 620000 93000000 1 порция на гектар 4. Гуминовый препарат, 3 г/л солей гуминовых кислот (руб.) 6 л/га 120 120000 18000000 6 литров на гектар 5. Обработка почвы, посев (руб.) 1500 1500000 225000000   6. Стоимость технологии (руб.) не менее 2000 руб./га 7. Всего затрат (руб.) 3800 3800000 570000000   8. Сбор сенажа с 1 га (т) 21 21000 3150000   9. Стоимость сенажа (руб.) 31500 31500000 4725000000   10. Чистая прибыль (руб.) 27700 27700000 4155000000  

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ включает внесение в почву вермикомпоста, опрыскивание почвы водным раствором гуминового препарата, предпосевную культивацию, совместный посев козлятника восточного с однолетним райграсом. Перед посевом семена козлятника восточного обрабатывают ризоторфином - 0,5 кг на гектарную норму семян и водным раствором солей гуминовых кислот с концентрацией 0,075%. Совместный посев семян осуществляют из расчета: 18÷20 кг/га козлятника восточного и 8÷10 кг/га райграса однолетнего. Вегетирующие растения дважды опрыскивают водным раствором солей гуминовых кислот с концентрацией 0,004÷0,006%: в фазе "6÷8 листьев" и в фазе "бутонизация - начало цветения". Способ позволяет предотвратить зарастание пашни и получить высококачественный корм с сохранением экологии ландшафта, а также увеличить плодородие почвы. 2 ил., 2 табл.

Способ создания энергосберегающей кормовой базы на заброшенной пашне, включающий внесение в почву вермикомпоста, опрыскивание почвы водным раствором гуминового препарата, предпосевную культивацию, совместный посев козлятника восточного с однолетним райграсом, отличающийся тем, что перед посевом семена козлятника восточного обрабатывают ризоторфином - 0,5 кг на гектарную норму семян, и водным раствором солей гуминовых кислот с концентрацией 0,075%, совместный посев семян осуществляют из расчета: 18÷20 кг/га козлятника восточного и 8÷10 кг/га райграса однолетнего, а вегетирующие растения дважды опрыскивают водным раствором солей гуминовых кислот с концентрацией 0,004÷0,006%: в фазе "6÷8 листьев" и в фазе "бутонизация - начало цветения".