СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАРТОФЕЛЯ В ЗЕРНО-ПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ Российский патент 2016 года по МПК A01B79/02 A01C21/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур.

Известен способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий внесение в почву органических и минеральных удобрений (патент RU №2129355, кл. А01С 21/00 от 27.04.1999).

Недостатком этого способа является то, что он не решает одновременно задачи обогащения почвы, повышения урожайности сельскохозяйственных культур и получения экономически безопасной продукции.

Известен способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий внесение в почву органических и минеральных удобрений. В качестве органических удобрений используют солому и озимый сидерат, при этом измельченную солому в количестве 5 т/га заделывают дисковыми боронами на глубину 10-12 см осенью и высевают озимый сидерат, который весной при накоплении зеленой массы 8 т/га заделывают в почву дисковыми боронами на глубину 8-10 см, и проводят вспашку на глубину 20-22 см, а затем вносят минеральные удобрения (N₄₈P₄₈K₄₈) на глубину 6-8 см под предпосевную культивацию (патент RU №2185047, кл. А01С 21/00 от 20.07.2002).

Недостатком этого способа является то, что внесенное осенью органическое удобрение в виде измельченной соломы разлагается крайне медленно, о чем свидетельствуют неразложившиеся остатки соломы в почве, сохраняющиеся в течение целого года. Кроме того, органические удобрения в виде озимого сидерата, заделанные в почву весной, не успевают минерализоваться к началу вегетационного периода, например, гречихи, о чем свидетельствуют неразложившиеся остатки зеленой массы в почве к моменту посева. Поэтому солома и озимый сидерат не могут в полной мере использоваться растениями гречихи для питания в течение периода их роста, что приводит к недобору урожая и снижению качества зерна.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение запаса питательных веществ в пахотном слое почвы и повышение урожая.

Способ обогащения почвы при возделывании картофеля в зерно-пропашном севообороте, включающий внесение органических удобрений, заделку дисковыми боронами на глубину 10…12 см, после чего высевают сидерат, который при накоплении зеленой массы заделывают в почву дисковыми боронами, проводят вспашку и культивацию, в качестве органического удобрения вносят навоз, который перед вспашкой равномерно распределяют по поверхности почвы в дозе 8…10 т/га, а затем после вспашки высевают сидерат, осенью, при накоплении зеленой массы сидерата и сорняков, заделывают их в почву дисковыми боронами на глубину 10…12 см, а затем запахивают эту массу под зябь на глубину 15…20 см, при этом повторно навоз вносят весной, осуществляют перепашку зяби и культивацию почвы и проводят посадку картофеля.

Решение проблемы эффективного использования органических удобрений путем оптимизации сроков внесения сделан на основе экспериментальных материалов по физиологии минерального питания растений, в частности эффективных сроков применения подстилочного навоза КРС в зерно-пропашном севообороте с полукосными сидератами. В качестве контрольных вариантов были проведены традиционные способы внесения навоза - осенью под зябь и весной под перепашку зяби.

Установлено, что внесение навоза, например, под картофель через промежуточные сидераты способствует повышению биологической активности почвы, усилению минерализации навоза и потреблению элементов питания его сидеральными растениями, кроме того, под пологом сидератов происходит интенсивное развитие сорняков навоза и почвы, зеленая масса которых в составе сидератов запахивается под картофель. Элементы питания навоза, упакованные в сидераты, не вымываются осенью и весной из почвы и становятся более доступными растениям, например приведенному картофелю и другим культурам на протяжении их вегетации, нежели элементы питания непосредственно навоза. Технология применения навоза с сидератами более эффективна не только для культуры картофеля, но и в течение трех лет последствия; под тритикале, овес и горчицу белую. Урожай продукции за ротацию севооборота в этом варианте по сравнению с контрольным возрос на 75%, по сравнению с осенним и весенним внесением навоза - на 35%, выход протеина соответственно на 69% и 37%.

Таким образом, внесение навоза под сидераты способствует внутрипочвенному его компостированию, ограничению потерь его углерода и азота и получению новой более эффективной удобрительной продукции. Кроме того, систематическое применение органических удобрений и сидератов увеличивает мощность пахотного слоя, повышает микробиологическую активность, обогащает почву органическим веществом и элементами минерального питания, улучшает физические и водно-воздушные свойства, а также из-за значительного содержания карбонатов способствует нейтрализации кислотности.

Другим положительным свойством является то, что применение органических удобрений, сидератов, возделывание многолетних трав способствует повышению содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах до оптимальных величин. Фактор окультуренности почв проявляется во всех культурных звеньях севооборота.

Следовательно, необходимы новые разработки, позволяющие решать проблему экологически чистыми методами, а сорняки в навозе, представляющие наиболее адаптированную часть растительного фитоценола, вместо борьбы с ними привлечь к сотрудничеству в формировании урожая.

Эффективность твердых органических удобрений существенно зависит от срока внесения.

Применение предлагаемого способа обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур способствует получению экологически безопасной продукции растениеводства.

Способ осуществлялся следующим образом.

Использовали подстилочный навоз КРС в течение 2007-2013 гг. на дерново-подзолистой супесчаной почве опытного поля во Владимирской области, которая характеризовалась слабокислой реакцией среды, низким содержанием гумуса и средним - усвояемых форм фосфора и калия. Удобрение оценивалось в 5-польном полевом севообороте: однолетние травы (люпин с овсом) + полукосный сидерат горчицы белой - картофель - яровое тритикале - овес - горчица белая на семена.

Навоз (содержание в %: N - 0,375; Р₂О₅ - 0,295; K₂O - 0,383) в заданной дозе вносили под картофель - осенью, в сентябре, под зябь на глубину 20 см, весной, в мае, перед посадкой под перепашку зяби на глубину 15-20 см и под предшественник картофеля: однолетние травы - весной под перепашку зяби на глубину 15-20 см перед посевом трав, под промежуточные сидераты - летом, в июле, под вспашку на глубину 15-20 см перед посевом сидератов. Кроме того, во всех вариантах с навозом весной перед посадкой картофеля вносили под предпосевную культивацию перед нарезкой гребней.

При внесении навоза, прежде всего, обеспечивается калийное питание растений. Удобрительное же действие навоза главным образом определяется содержанием в нем доступного азота, так как в большинстве почв, особенно Нечерноземной зоны, для нормального питания растений в первую очередь не хватает азота.

Использование питательных веществ навоза за ротацию севооборота (с учетом последствия) составляет: азота 50-60%, фосфора 50-60% и калия 80-90%.

Коэффициент усвоения азота в первый год действия сидератов, особенно при ранней вспашке, в 2-3 раза выше подстилочного навоза, достигает до 50%. Следовательно, для повышения удобрительных свойств подстилочного навоза в первый год действия его элементы питания нужно подавать культурным растениям в сидератной упаковке. Непосредственное внесение навоза под сидеральную культуру способствовало формированию более высокого урожая зеленой массы (вар. 4), нежели по последствию навоза (вар. 5-6) и в контрольном варианте с сидератами без удобрений. В таблице 1 показано влияние способа использования навоза на урожай и удобрительные показатели сидеральной биомассы горчицы белой.

По сравнению с контрольным вариантом (вар. 7) под влиянием непосредственного внесения навоза урожай зеленой массы сидерата возрос на 106 ц/га (91%), по последствию навоза - на 37 ц/га (32%).

Под влиянием навоза, в большей мере прямого действия, в зеленой массе возросло содержание элементов питания.

Увеличение массы корней горчицы белой на 30% и более высокие их удобрительные свойства отмечены лишь по прямому действию навоза, по последствию навоза возрастало содержание элементов питания, но в меньшей степени, чем в варианте 4.

Усвоение элементов питания сидеральной массой из навоза для горчицы белой существенно зависело от способа его внесения, как показано в таблице 2.

По прямому действию навоза возрастало накопление элементов питания в биомассе сидерата и в 3 раза увеличилось усвоение из удобрения азота и фосфора, в 2 раза - калия, нежели по последствию навоза. Приоритетное содержание элементов питания в биомассе сидерата в варианте 4 проявилось на показателях урожая картофеля. В таблице 3 показано влияние способов использования навоза на урожай картофеля, ц/га.

Необходимо отметить, что в вариантах 2 и 3 отмечалось запаздывание прохождения фенофаз и более позднее созревание урожая.

Традиционное внесение навоза под картофель (вар. 2-3) обеспечило одинаковый прирост урожая клубней картофеля - 40%, внесение навоза под сидерат с последующей его заделкой под картофель увеличило прирост урожая на 20%. Внесение навоза под однолетние травы с последующим посевом промежуточного сидерата и запашкой его осенью под картофель обеспечило прирост урожая на 54%, в случае запашки сидерата весной на этом варианте использования навоза эффект снизился на 6%.

Одной из причин повышения эффективности удобрений в варианте 4 является снижение засоренности посевов картофеля и уменьшение выноса элементов питания сорняков из почвы. В таблице 4 показано влияние способа использования навоза на засоренность картофеля и химический состав сорняков.

В вариантах 2 и 3 приоритетное место занимали сорняки интенсивного типа развития (лебеда, осот, куриное просо), обладающие повышенным выносом элементов питания. В варианте 4 сорняков интенсивного типа было меньше, и они были слабее развиты, что обусловило снижение формирования общей массы сорняков и потребление элементов питания ими. Положительное влияние на снижение засоренности посевов картофеля и вредности сорняков оказали неудобренные сидераты (вар. 7).

Использование навоза через сидераты способствовало усилению через биологической активности почвы. На примере Владимирской области переход возделывания картофеля на гребнях 86 см и строгое соблюдение технологического регламента возделывания культуры позволяют ежегодно на дерново-подзолистых легкосуглинистых и супесчаных почвах на площади 250 га получать урожай клубней около 200 ц/га, а в более благоприятные годы - 300 ц/га.

Почва гребней, имея лучший водно-воздушный режим, обладает повышенной биологической активностью, в ней лучше проявляется эффект органических удобрений.

Более высокое действие органических удобрений на урожай имеет место и в тех случаях, когда растения обеспечены всеми остальными условиями, необходимыми для их нормального роста и развития.

Под посевами тритикале под влиянием последствия органоминерального удобрения отмечалось снижение гидролитической кислотности почв, за исключением варианта 3, увеличение суммы поглощенных оснований, подвижных форм фосфора и калия. В таблице 5 приведены агрохимические свойства почвы под посевами тритикале.

Определенный приоритет в содержании элементов питания в пахотном горизонте почвы имел вариант 4. В варианте 7 по сидератам без удобрений по сравнению с контролем отмечалось снижение содержания в почве подвижных форм фосфора и калия, что, видимо, связано с повышением потребления их из почвы в связи с лучшим питанием растений азотом по фону последствия сидератов.

Все способы использования навоза оказали положительное влияние на его эффективность в 1-й год последствия под яровое тритикале. В таблице 6 приведено влияние последствия различных способов использования навоза на урожай и качество продукции тритикале.

Таким образом, исходя из примеров можно отметить, что наиболее высокий прирост урожая зерна 6,1 ц/га (40%) получен при использовании навоза под картофель через сидераты (вар. 4), ниже урожай на 8% от осеннего внесения и на 15% от весеннего внесения навоза. Данная закономерность получена от внесения навоза под картофель через звено однолетние травы - сидераты. Дополнительное формирование урожая происходило в основном за счет количественной и качественной продуктивности колоса. Во всех вариантах с удобрениями отмечено увеличение накопления в зерне азота, то есть повышалась его белковатость.

Удобрения способствовали дополнительному накоплению соломы, более высокий урожай получен в варианте 4. В соломе накапливалось меньше элементов питания, чем в зерне, но закономерности накопления их были идентичны.

Последствие органоминеральной системы удобрения (2 год) во всех вариантах проявилось и в посевах овса. Оно способствовало улучшению минерального питания растений. В таблице 7 показаны агрохимические свойства почвы под посевами овса.

В вариантах с навозом значительно увеличилось содержание подвижных форм фосфора, также улучшилось и калийное питание растений, по показателям актуальной кислотности почв изменений не было.

Органоминеральная система удобрения не оказала влияния на всхожесть, густоту и динамику прохождения фенофаз овса, но способствовала более интенсивному росту растений в течение вегетации.

Улучшение питательного режима почв по фону удобрений сказалось положительно не только на росте растений, но и на формировании урожая. В таблице 8 приведено влияние последствия различных способов внесения навоза на урожай и качество продукции овса.

По фону удобрений органоминеральной системы в зерне возросло содержание азота, при этом более приоритетны были варианты с сидератами. Содержание в зерне фосфора и калия существенно не изменилось по сравнению с контролем.

Удобрения способствовали росту урожая соломы, более высокий урожай получен в варианте 4. В вариантах с сидератами (4-6) в соломе увеличилось содержание азота, в вариантах 2-5 снизилось содержание фосфора и в вариантах 2-7 - калия.

Результаты оценки качества урожая возделываемых культур свидетельствуют, что использование навоза с сидератами как в прямом действии, так и последствии оказывают приоритетное влияние на азотное питание растений. Таким образом, сидераты способствуют пролонгированному действию азота на ряд лет, а также, оказывая положительное влияние на биологическую активность почвы, усиливают потребление растениями азота из почвы.

Положительное действие навоза в севообороте проявилось и на 4-й год в посевах горчицы белой. Отмечено снижение гидролитической кислотности почв, повышение содержания поглощенных оснований, подвижных форм фосфора и калия.

Оказывая положительное влияние на агрохимические свойства почвы, система удобрений с навозом способствовала формированию дополнительного урожая семян и соломы горчицы.

При традиционных способах внесения навоза прибавка урожая семян составила 0,8 и 1,0 ц/га (26 и 32%), до 1,4 ц/га (45%) возросла при внесении под картофель через сидераты.

В течение проведения опыта исследуемые вопросы оценивались в трех повторениях ротации севооборота. Более высокий вынос элементов питания был в вариантах с сидератами.

Важнейшим показателем эффективности использования удобрений являются коэффициенты их усвоения растительной продукцией (данные не приводятся для сокращения материала).

По сравнению с традиционными способами внесения навоза внесение навоза под промежуточные посевы сидератов способствовало увеличению выноса из органоминерального удобрения азота и калия в 2 раза, фосфора - в 1,4 раза.

Способы внесения навоза органоминеральной системы удобрения способствовали улучшению плодородия почвы.

На 1 гектар севооборотной площади в варианте без удобрений выход кормовых единиц составил 25 ц/га, в вариантах с осенним и весенним внесением навоза возрос до 30 ц/га, при летнем внесении навоза под картофель через сидерат - 40 ц/га, то эффект возрос на 10 ц/га (33%). Окупаемость 1 тонны навоза урожаем культур возросла в 2,63 раза.

Таким образом, все это свидетельствует о том, что навоз, внесенный под предшественник картофеля - сидераты, становится более доступным растениям не только в прямом действии, но и последствии, способствуя тем самым формированию дополнительного урожая культур севооборота, не оказывая отрицательного влияния на их качество, а более высокое потребление из него углерода ограничивает загрязнение им окружающей среды.

Примеры способа применения органических удобрений в 5-польном севообороте из расчета 12 т/га с запашкой соломы обеспечили положительный баланс гумуса в почве. Наибольший эффект достигается при сочетании органических удобрений с промежуточными сидератами.

Во всех вариантах опыта отмечено снижение кислотности почв и увеличение подвижных форм фосфора и калия.

Основой научной предпосылки эффективного использования органических удобрений является знание динамики питания удобряемых растений и владение процессами его оптимизации за счет плодородия почв и удобрений.

Таким образом, по предлагаемому опыту внесения навоза и сидерата оптимальными сроками считаются осень под зябь, на легких почвах - весна под перепашку зяби, что отвечает требованиям руководящих документов АПК-1.10.15.02-08.

Следует отметить, что дозы органических удобрений определяют с учетом структуры посевных площадей. В севооборотах с 50% зерновых, 20% многолетних трав, 10% пропашных культур и 20% кормовых рекомендуется 8-10 т/га навоза. При насыщенности севооборота пропашными культурами необходимо вносить 15 т/га навоза в среднем за год.

Следовательно, в заявленном способе увеличивается не только урожайность возделываемых культур, но и плодородие почвы. Приемы при эффективном использовании навоза путем внесения его под предшественник удобряемой культуры - сидерат, усиливающий биологическую активность почвы, способствуют минерализации навоза и усваивают его подвижные элементы питания, усиливая их доступность растениям севооборота. К тому же зеленая масса сорняков органических удобрений и почвы в посевах сидератов увеличивает их удобрительную ценность и приобретает черты позитивного биологического эффекта в севообороте. Положительный эффект предлагаемого способа использования навоза прослеживается на всех культурах севооборота.

Следует также отметить, что наиболее выгодным приемом использования органических удобрений в севообороте следует считать внесение подстилочного навоза под укосный сидерат, кроме пропашной культуры. Использование предлагаемого способа обогащения почвы обеспечивает по сравнению с существующими способами улучшение экологической обстановки на мелиорируемых почвах за счет утилизации накопленных объемов навоза на КРС.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ включает внесение органических удобрений, заделку дисковыми боронами на глубину 10…12 см. Далее высевают сидерат, который при накоплении зеленой массы заделывают в почву дисковыми боронами. Проводят вспашку и культивацию. В качестве органического удобрения вносят навоз. Навоз перед вспашкой равномерно распределяют по поверхности почвы в дозе 8…10 т/га. Затем после вспашки высевают сидерат. Осенью, при накоплении зеленой массы сидерата и сорняков, заделывают их в почву дисковыми боронами на глубину 10…12 см. Затем запахивают эту массу под зябь на глубину 15…20 см. Повторно навоз вносят весной. Осуществляют перепашку зяби и культивацию почвы и производят посадку картофеля. Такая технология позволит повысить запас питательных веществ в пахотном слое и повысить урожайность картофеля. 8 табл.

Способ обогащения почвы при возделывании картофеля в зерно-пропашном севообороте, включающий внесение органических удобрений, заделку дисковыми боронами на глубину 10…12 см, после чего высевают сидерат, который при накоплении зеленой массы заделывают в почву дисковыми боронами, проводят вспашку и культивацию, отличающийся тем, что в качестве органического удобрения вносят навоз, который перед вспашкой равномерно распределяют по поверхности почвы в дозе 8…10 т/га, а затем после вспашки высевают сидерат, осенью, при накоплении зеленой массы сидерата и сорняков, заделывают их в почву дисковыми боронами на глубину 10…12 см, а затем запахивают эту массу под зябь на глубину 15…20 см, при этом повторно навоз вносят весной, осуществляют перепашку зяби и культивацию почвы и производят посадку картофеля.