СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРИГОДНОСТИ ПОЧВЫ ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУЛЬТУР Российский патент 2015 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к области сельского хозяйства преимущественно для определения природной составляющей продуктивности почв по динамике их агрохимического состава и потенциальной урожайности сельскохозяйственных культур и может быть использовано в решении вопросов целевого использования земель и оптимизации сельскохозяйственных угодий.

Известны способы определения утомления почвы, включающие отбор испытуемых образцов почвы и учет количества корней в них, причем определение проводят в полевых условиях, а об утомлении почвы судят по степени корнеобразования побегов (отводков) в маточнике или регенерации корней генотипов в саду: чем меньше корней, тем сильнее утомление почвы (патент РФ №2131659, М. кл. A01G 1/00, опубл. 20.06.1999) (аналог).

Однако известные способы рассчитаны только на плодовые насаждения и не пригодны для других культур.

Известны экспресс-методы оценки пригодности почвы для выращивания растений по их чувствительности к неблагоприятным почвенным факторам, согласно которым оценку чувствительности проводят по редукции поглотительной функции корневой системы на ранних стадиях онтогенеза при выращивании растений непосредственно на исследуемой почве в сравнении с контролем, и после оценки чувствительности растений проводят идентификацию неблагоприятных почвенных факторов (патент РФ №2113712, М. кл. G01N 33/24, опубл. 20.06.1998) (аналог).

Указанные способы обладают высокой трудоемкостью, поскольку предусматривают тщательную подготовку почвы с просеиванием через сита, что дополнительно изменяет структуру почвы по сравнению со структурой почвы в реальных условиях и приводит к снижению точности способа.

Известны способы оценки качества почвы, включающие возделывание и учет урожая сельскохозяйственных культур на почве в естественных условиях, определение энергопотенциала урожая и почвенного гумуса, при котором определяют энергопотенциал отчуждаемой части урожая и запасы энергии в гумусовом слое перед посевом на единице площади, а по долевой части энергии гумуса, расходуемой на воспроизводство урожая в системе «почва - растение», судят о природном качестве почвы, причем долевую часть энергии гумуса, расходуемую на воспроизводство урожая, определяют по соотношению энергетического потенциала урожая и энергетического потенциала гумусового слоя почвы, измеренный перед посевом (патент РФ №2268461, М. кл. G01N 33/24, опубл. 24.10.2003) (аналог).

Такие способы требуют трудоемких анализов для оценки энергетического потенциала урожая и энергетического потенциала гумусового слоя почвы.

Известен также способ оценки почвоутомления, включающий операцию проращивания семян в испытуемой почве, помещенной в вегетационные сосуды или кюветы, согласно которому проращивание проводят в течение 10-12 суток после 20-минутного замачивания в теплой (30°C) воде и 2-часового просушивания на фильтровальной бумаге в испытуемой на почвоутомление почве, отобранной в корнеобитаемом слое 0-20 см при влажности 60% от полной влагоемкости, 12-часовом (в сутки) освещении 5 тыс.лк, используют в качестве оценочного теста смесь трех тестовых культур редиса, салата и тимофеевки луговой с последующим вычислением процента всхожести, на базе которого выделяют три степени почвоутомления: низкую (всхожесть составляет 76% и выше); среднюю (от 50 до 75%); высокую (49% и ниже), на основе чего делают вывод о целесообразности использования поля в сельскохозяйственном производстве (патент РФ №2181238, М. кл. A01G 7/00, опубл. 20.04.2002) (прототип). Указанный способ обладает следующими недостатками:

а) оценка производится по ограниченному кругу культур, в основном корнеплодов, и их результаты не могут быть пригодны, например, для зерновых и зернобобовых культур;

б) имеет невысокую точность, что в дальнейшем может привести к недобору урожая;

в) не учитывает при взятии образцов температурные характеристики почвы, влияющие на жизнедеятельность бактерий и содержание химических элементов, таких как азот, калий, фосфор, марганец и т.д.;

г) не учитывает соотношение полезных и патогенных микроорганизмов в почве.

Задачей (целью) изобретения является повышение точности и объективности оценки пригодности почвы для возделывания культур с учетом физико-химических и биологических факторов почвы.

Указанная задача достигается тем, что в способе оценки пригодности почвы для возделывания культур, включающем отбор испытуемых образцов почвы, проращивание семян в испытуемой почве, помещенной в вегетационные сосуды или кюветы, отбор образцов почвы осуществляют с разных полей предполагаемого посева весной в закрытые пакеты за 10-15 дней до посева с глубиной забора почвы от 5 до 25 см, преимущественно со слоя в 10 см, при достижении температуры в почве от 5°C до 10°C, преимущественно 5°C, разделяют образцы испытуемой почвы на две доли. В почву первой доли добавляют воду и полученную суспензию кипятят в течение 12 ч для уничтожения микрофлоры и расщепления соединений аммиака и нитратов, после чего дают остыть до температуры окружающей среды, а вторую долю оставляют в естественном виде. Далее производят пробный посев нескольких сортов культур с учетом оптимальной площади питания корневой системы культуры, как правило, для каждого сорта культуры по крайней мере в шести пробах, таких как на предварительно прокипяченной почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, на предварительно прокипяченной почве с внесением минеральных удобрений, на предварительно прокипяченной почве с внесением микрофлоры, на естественной почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, на естественной почве с внесением только минеральных удобрений, на естественной почве с внесением только микрофлоры. После этого устанавливают наблюдение за всхожестью семян и на основании наблюдений за всхожестью семян, динамикой роста культуры и изменения агрохимического анализа грунта выносят заключение о пригодности почвы для возделывания тех или иных сортов культур на выбранной почве.

На фиг.1 представлены фотографии образцов шести проб посева по двум сортам культур (ячменя сорта «Hyp») при следующих образцах почвы: 1 - прокипяченой без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, 2 - прокипяченой с внесением минеральных удобрений, 3 - прокипяченой с внесением микрофлоры («Ризоагрин»), 4 - естественной без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, 5 - естественной с внесением только минеральных удобрений, 6 - естественной с внесением только микрофлоры; на фиг.2 показана фотография пробного посева ячменя сорта «Hyp» на прокипяченной (1-Н) и естественной (4-Н) почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры; на фиг.3 показана фотография пробного посева ячменя сорта «Hyp» на прокипяченной (2-Н) и естественной (5-Н) почве с внесением минеральных удобрений; на фиг.4 показана фотография пробного посева ячменя сорта «Hyp» на прокипяченной (3-Н) и естественной (6-Н) почве с внесением микрофлоры; на фиг.5 показана фотография реального поля после высева культур (ячмень сорта «Тимерхан» - слева разделительной полосы, ячмень сорта «Hyp» - справа разделительной полосы).

Способ оценки пригодности почвы для возделывания культур осуществляют в следующем порядке:

1. Осуществляют отбор образцов почвы с разных полей предполагаемого посева весной в закрытые пакеты за 10-15 дней до посева с глубиной забора почвы от 5 до 25 см при достижении температуры в почве от 5°C до 10°C. Преимущественную глубину забора почвы выбирают со слоя в 10 см, а преимущественную температуру 5°C.

2. Разделяют образцы испытуемой почвы на две доли. Для первой доли, как правило, отделяют половину всего объема почвы образца, а для второй доли оставляют другую половину объема взятого образца. В почву первой доли добавляют воду и полученную суспензию кипятят в течение 12 ч для уничтожения микрофлоры и расщепления соединений аммиака и нитратов, после чего дают возможность остыть до температуры окружающей среды. Кипячение почвы первой доли производят для последующего определения возможности продуцирования микрофлоры от самих семян, что в дальнейшем влияет на урожайность культуры. Вторую долю оставляют в естественном (непрокипяченном) виде.

3. Почву из обеих долей раскладывают в вегетационные сосуды (кюветы), для чего берут по шесть кювет для каждого сорта культуры, то есть по три кюветы для обеих доли. Таким образом, формируют шесть проб почвы для пробного посева, а именно:

а) из предварительно прокипяченной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры;

б) из предварительно прокипяченной почвы с внесением минеральных удобрений;

в) из предварительно прокипяченной почвы с внесением микрофлоры;

г) из естественной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры;

д) из естественной почвы с внесением только минеральных удобрений;

е) из естественной почвы с внесением только микрофлоры.

4. Далее производят определенного сорта культур на почвах указанных шести проб. Пробный посев производят с учетом оптимальной площади питания корневой системы культуры. Для пробного посева других сортов культуры и культур аналогично назначают по шесть проб почвы.

4. После посева устанавливают наблюдение за всхожестью семян и изменением агрохимического состояния образцов (проб) почвы.

5. На основании анализа наблюдений за всхожестью семян, динамикой роста культуры и изменения агрохимического анализа грунта в каждой пробе выносят заключение о пригодности почв для возделывания тех или иных культур и сортов культур. О свойствах почвы судят по сравнительным характеристикам проб преимущественно по следующей схеме:

- сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры с пробой предварительно прокипяченной почвы с внесением минеральных удобрений;

- сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры с пробой предварительно прокипяченной почвы с внесением микрофлоры;

- сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры с пробой естественной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры;

- сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы с внесением только минеральных удобрений с пробой естественной почвы с внесением только минеральных удобрений;

- сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы с внесением только микрофлоры с пробой естественной почвы с внесением только микрофлоры.

Пример 1. В соответствии с заявленным способом произвели посев ячменя первой репродукции двух сортов «Hyp» и «Тимерхан» по 50 семян в вегетационные сосуды для каждого сорта по шесть образцов почвы (фиг.1), подготовленным в соответствии с описанием заявленного способа. Образцы почвы были отобраны весной 2013 года с поля в 120 га отделения «Рассвет» сельскохозяйственного производственного кооператива СХПК «Урал» Кукморского района Республики Татарстан. В качестве удобрения использовался комплекс NPK в соотношении 13:19:19 с нормой внесения в физическом весе 150 кг/га. В качестве микрофлоры был внесен препарат «Ризоагрин». Результаты наблюдений за всхожестью семян и качестве ростков представлены в табл. 1.

В табл. 1 обозначено: L_cp - средняя длина растения, см. Результаты агрохимического анализа грунта почвы с поля в 120 га СХПК «Урал» («Рассвет») представлены в табл. 2.

В табл. 2 обозначены: pH - кислотность; P₂O₅ и K₂O - соединения фосфора и калия.

Анализы всхожести и агрохимического состояния грунта показали, что почва с данного поля в текущем году является малопригодной для возделывания культур ячменя сорта «Hyp». Последующий посев и возделывание культур при идентичных климатических условиях подтвердили данный вывод (фиг.5) и урожайность ячменя сорта «Тимерхан» составила 26,3 ц/га, а урожайность сорта «Hyp» - 21,3 ц/га.

Предложенный способ оценки пригодности почвы для возделывания культур позволяет повысить точность определения пригодности почвы для возделывания определенных сортов культур и прогнозирования потенциала почвы, всхожести и устойчивости определенной культуры против болезней, обеспечивает сбалансированное потребление удобрений в составе комплекса NPK (азот, фосфор, калий) и в конечном итоге повышает урожайность культур на 22-36%. Обеспечивается чистота проведения опытов и точность результатов. Появляется возможность уточнения нормы высева семян.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для оценки пригодности почвы для возделывания культур. Способ включает отбор испытуемых образцов почвы, проращивание семян в испытуемой почве, помещенной в вегетационные сосуды или кювет. Отбор образцов почвы осуществляют с разных полей предполагаемого посева весной в закрытые пакеты за 10-15 дней до посева с глубиной забора почвы от 5 до 25 см. Разделяют образцы испытуемой почвы на две доли, в первую долю добавляют воду и полученную суспензию. Кипятят в течение 12 ч для уничтожения микрофлоры и расщепления соединений аммиака и нитратов. Дают остыть до температуры окружающей среды. Вторую долю оставляют в естественном виде, далее производят пробный посев нескольких сортов культур с учетом оптимальной площади питания корневой системы культуры, для каждого сорта культуры по крайней мере в шести пробах, таких как на предварительно прокипяченной почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, на предварительно прокипяченной почве с внесением минеральных удобрений, на предварительно прокипяченной почве с внесением микрофлоры, на естественной почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, на естественной почве с внесением только минеральных удобрений, на естественной почве с внесением только микрофлоры. После этого устанавливают наблюдение за всхожестью семян. На основании наблюдений за всхожестью семян, динамикой роста культуры и изменения агрохимического состояния грунта путем сравнения проб выносят заключение о пригодности почвы для возделывания тех или иных сортов культур на выбранной почве. Заявленный способ позволяет эффективно оценить почву на пригодность для возделывания тех или иных культур. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

1. Способ оценки пригодности почвы для возделывания культур, включающий отбор испытуемых образцов почвы, проращивание семян в испытуемой почве, помещенной в вегетационные сосуды или кюветы, отличающийся тем, что отбор образцов почвы осуществляют с разных полей предполагаемого посева весной в закрытые пакеты за 10-15 дней до посева с глубиной забора почвы от 5 до 25 см, разделяют образцы испытуемой почвы на две доли, в первую долю добавляют воду и полученную суспензию кипятят в течение 12 ч для уничтожения микрофлоры и расщепления соединений аммиака и нитратов, после чего дают остыть до температуры окружающей среды, а вторую долю оставляют в естественном виде, далее производят пробный посев нескольких сортов культур с учетом оптимальной площади питания корневой системы культуры, для каждого сорта культуры по крайней мере в шести пробах, таких как на предварительно прокипяченной почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, на предварительно прокипяченной почве с внесением минеральных удобрений, на предварительно прокипяченной почве с внесением микрофлоры, на естественной почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, на естественной почве с внесением только минеральных удобрений, на естественной почве с внесением только микрофлоры, после чего устанавливают наблюдение за всхожестью семян и на основании наблюдений за всхожестью семян, динамикой роста культуры и изменения агрохимического состояния грунта путем сравнения проб выносят заключение о пригодности почвы для возделывания тех или иных сортов культур на выбранной почве.

2. Способ оценки пригодности почвы для возделывания культур по п.1, отличающийся тем, что отбор образцов почвы осуществляют преимущественно со слоя в 10 см.

3. Способ оценки пригодности почвы для возделывания культур по п.1, отличающийся тем, что отбор образцов почвы осуществляют преимущественно при температуре почвы 5°C.

4. Способ оценки пригодности почвы для возделывания культур по п. 1, отличающийся тем, что о свойствах почвы судят по сравнительным характеристикам проб преимущественно по схеме, согласно которой сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры с пробой предварительно прокипяченной почвы с внесением минеральных удобрений, сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры с пробой предварительно прокипяченной почвы с внесением микрофлоры, сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры с пробой естественной почвы без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы с внесением только минеральных удобрений с пробой естественной почвы с внесением только минеральных удобрений, сравнивают пробу предварительно прокипяченной почвы с внесением только микрофлоры с пробой естественной почвы с внесением только микрофлоры.