СПОСОБ БИОМЕЛИОРАЦИИ ДЕГРАДИРОВАННЫХ БОГАРНЫХ ЗЕМЕЛЬ Российский патент 2017 года по МПК A01B79/00 

Предлагаемое изобретение относится к области биомелиорации деградированных сельскохозяйственных земель с наличием комплексов солонца, либо растительных кочек, пятен с куртинами кустарниковой поросли и подпочвенных слоев сильно засоленного грунта, а именно, для производства работ на лугах и пашне, рассоления почвы, высева семян, одновременной утилизации предварительно измельченной смеси органической биомассы. Предлагаемый способ, в частности, относится к созданию адресной обработки деградированных земель, осуществляемой после предварительной безраскопной диагностики при изыскании с введением полученных значений диагностики на управляющий процессор комбинированного агрегата, выполняющего комплексную обработку и подсев смесей семян.

Сущность проблемы состоит в том, что в настоящее время большие площади (130 млн.га.) пашни, лугов и пастбищ подверглись деградации и в целях восстановления функционирования лугов и пашни наряду с предотвращением при транспирации воды по капиллярам выноса солей на поверхность почвы, требуется сохранение поверхностного слоя почвы для устранения возможности ветровой и водной эрозии, осуществление обработки пашни и лугов с внесением в кислую либо солонцеватую почву жидкого навоза и водного раствора с азотфиксирующими микроорганизмами, обработки подпокровного слоя почвы и подпочвенного грунта с внесением мелиоранта, разноглубинного объемного рыхления грунта с созданием активного экрана, аккумулирующего избыток фосфорных и калийных удобрений, регулирующего количество воды над экраном для развития корневой массы растений, что обеспечит повышение продуктивности мелиорируемых богарных земель.

Известен способ комплексной мелиорации солонцовых почв в условиях орошения (RU, пат. изобретения №2317667, МПК А01В 79/02, БПМИ №6, 27.02.2008,), включающий: почвенное агромелиоративное обследование участка, высев озимых сельскохозяйственные культур, уборку зерна с одновременным с измельчением соломы и разбросом ее по полю, после чего поверхностно вносят жидкий навоз и мелиорант - фосфогипс, с заделыванием в почву на глубину 28-30 см дискованием с использованием тяжелых дисковых орудий, посев и возделывание суданской травы в качестве фитомелиоранта, причем количество измельченной соломы составляет не менее 5-6 т/га, жидкого навоза - из расчета 40 т/га, а фосфогипса - из расчета 6 т/га.

Недостатком способа является уничтожение дерна и стерни при механической обработке поверхностного слоя, что вызывает развитие процессов ветровой эрозии почвы, а также высокая продолжительность замещения в почвенном поглощающем комплексе избыточного количества катионов натрия на ионы кальция. При этом необходимо проведение повторных мероприятий через пять лет, а применение больших доз химических мелиорантов значительно увеличивает затраты на мелиорацию.

Известен способ обработки солонцовых почв (SU, патент изобретения №1496659, МПК А01В 79/00, Бюл. №28, 30. 07. 1989), включающий: перемещение надсолонцовой почвы в отвал; выборочного перемешивания вскрытого солонцового и подсолонцового слоя специальным орудием в пределах солонцовых пятен в ходе основной обработки почвы под управлением устройства, определяющего размеры и тип солонцового пятна. Это изобретение может быть использовано при применении на нейтральных почвах глубиной до 0,08 м с пятнами коркового солонца и подпочвенными линзами орехообразного солонца и подстилающего карбонатного грунта глубиной 0,35 м от поверхности сельскохозяйственного угодья.

Недостатком способа является невозможность применять на богарных лугах и пашне с солонцовыми комплексами при призматическом, глыбистом солонце с толщиной слоя 0,6 м без подстилающего слоя гипса, а также при столбчатом солонце, преимущественно распространенным с толщиной слоя более 1,0 м. Кроме того перемещение почвы в отвал при механической обработке приводит к уничтожению стерни либо дерна, вызывает развитие процессов ветровой эрозии почвы, а перемешивание солонцового слоя с нижележащим засоленным грунтом без внесения химического мелиоранта повысит степень деградации сельскохозяйственного угодья, при этом не создано устройство для диагностики почвогрунта и определения границ солонцовых комплексов, обеспечивающее его установку на базовой машине и работу устройства во время движения в ходе основной обработки почвы.

Известен способ комплексной мелиорации орошаемых солонцовых земель (RU, пат. изобретения №2557715, МПК А01В 79/02, БПМИ №21, 27.07.2015,), включающий: глубокое рыхление почвы, полив повышенной оросительной нормой, внесение в верхний слой почвы карбамидоформальдегидное удобрение, насыщенное раствором сульфата железа и инкрустированное фосфогипсом, которое после завершения промывки перемещают в нижнюю часть пахотного горизонта. Это изобретение может быть использовано при применении на почвах орошаемой пашни с комплексами содовых солонцов, при их слое, не превышающим глубину пахоты. При этом достоинством способа является введение сульфата железа в виде раствора в состав карбамидоформальдегидного удобрения «МЕНОМ» и инкрустированное фосфогипсом с постепенным перемещением сульфата железа из структуры «МЕНОМ» в глубину разрыхленного слоя почвы и его рассоление. Недостатком способа является невозможность применять на богарных лугах и пашне с солонцовыми комплексами, а на орошаемых землях с толщиной слоя содовых солонцов более 0,8 м и без подстилающего слоя гипса, кроме того отсутствие агромелиоративного обследования участка, определения границ солонцовых комплексов, осуществление многолетнего проведения сплошной химической обработки участка, включая почвы без содового солонца, повышенный расход воды на промывку продуктов химических реакций на дно предварительно разрыхленного слоя грунта, что повышает количество водорастворимых солей с возможностью их поступления в почву при капиллярном подъеме воды.

Известен электродинамический возбудитель колебаний устройства сейсмической разведки (SU, патент изобретения №1130811, МПК G01V 1/02, G01V 1/147, Бюл. №47, 23.12.1984), включающий: статор и якорь-ударник, блок реверса с реле и транзисторными ключами, блоки управления переключения, управляющими элементами, причем статор выполнен в виде образующих канал двухполюсных электромагнитов, а якорь-ударник размещен в канале и снабжен планкой для поочередного взаимодействия с управляющими элементами. При этом электродинамический возбудитель соединен с выходом генератора, другой выход которого соединен с регистратором-дешифратором. Питание генератора и регистратора-дешифратора осуществляется от источника питания. С регистратором-дешифратором соединен выход приемника. Сила воздействия магнитного поля каждого электромагнита выбрана больше силы тяжести якоря-ударника. Способ сейсмической разведки содержит поднятие под действием силы магнитного поля якоря-ударника в магнитное поле сопряженного электромагнита, а перемещение вниз якоря-ударника под действием двух сил - силы тяжести и силы магнитного поля. Кроме того, при достижении нижнего положения якоря-ударника происходит удар по грунту, после чего якорь-ударник поднимается, с некоторым заданным временным интервалом производятся одиночные удары по грунту и возбуждают сейсмические волны. Отражаемые от некоторой неоднородности в земле, сейсмические сигналы принимают приемником, преобразовывающим их в последовательность электрических сигналов, которые вводят в регистратор-дешифратор, где обрабатывается и расшифровывается сигнал. На экране электронного лучевого индикатора получают визуальное отображение сигнала, по которому делают вывод о наличии или отсутствии внутрипочвенной и подпочвенной неоднородности. Это изобретение может быть использовано при применении на деградированных землях на этапе изысканий для предварительной безраскопной диагностике состояния почвогрунтов до глубины 3,0 м. Исследованиями (Пунинский B.C., «Совершенствование технологий уборки камней с их предварительной диагностикой при мелиорации земель в гумидной зоне», диссертация на соискание уч. степени кан. тех. наук, М.: ВНИИГиМ, 2007, 202 с) установлено, что способ с электродинамическим возбудителем колебаний позволяет определять размеры неоднородностей (камней) с ошибкой 4,5% и по глубине расположения с ошибкой 5…25%, а так же границы переходов видов почв, типов грунтов и уровня стояния грунтовых вод, кроме того по форме визуального отображения сигнала на экране электронного лучевого индикатора расшифровывать тип почвогрунтов в слоях между переходами. Недостатком способа с устройством сейсмической разведки является высокая трудоемкость (15,63 чел-ч/га по трассам дрен и 76,92 чел-ч/га при сплошной диагностике), необходимость ручного переключения частот (10 диапазонов), фильтров (12 диапазонов), разверток, утомительный визуальный выбор отклика на изображении сигнала, требование о выключении двигателей, трансмиссий технических средств, прекращения всех движений по участку в момент работы электродинамического возбудителя колебаний при диагностике состояния почвогрунтов.

Известен способ применения результатов аэрокосмических съемок дополненных данными из картографических источников и полевых исследований (Катышев М.С. Прогноз русловых деформаций по материалам аэрокосмической информации и полевых исследований. Материалы и проблемы восстановления сельского хозяйства России. Материалы международной научно-практической конференции 20-21 марта 2013 года. - М.: Изд. ВНИИА, 2013. 540 с), включающий: получение и дешифровку космического снимка с выделением контуров объектов (рек, каналов, водохранилищ) и элементов отдельных образований (текстур на сельскохозяйственном угодье: комплексов солонцов, солончаков, кустарника; а также сооружений, дамб, мостов, дорог) и местных ориентиров имеющихся на топографической карте и космическом снимке, а также сканирование космического снимка и соответствующего участка на топографической карте с приведением к одному масштабу и совмещению с привязкой к географическим координатам. Кроме того, способ содержит анализ динамики контуров объектов, состояния текстур на сельскохозяйственном угодье и предложения для включения в проект мелиоративных работ. Этот способ может быть использован при восстановлении мелиоративной системы с деградированными землями на стадии предпроектных изысканий. Недостатком способа с использованием космических снимков при восстановлении продуктивности мелиорированных земель является организационная трудность заказа работ, высокая стоимость снимка, отсутствие специализированных программ дешифровки текстур и автоматизации ввода полученной информации при картировании сельскохозяйственного угодья для мелиоративных работ.

Кроме того, способы мелиорации деградированных земель включают почвенное агромелиоративное обследование участка с оценкой степени деградации почв и земель при использовании 23 индикаторных и 7 дополнительных показателей, по которым раскопным способом в полевых условиях отбираются образцы и в стационарных условиях проводятся анализы, обеспечивающие установление для обследованного участка объемов внесения мелиорантов и удобрений (Методика определения размеров ущерба от деградации почв и земель, утвержденная Минприроды России, Роскомземом и согласованная Минсельхозом России, РАСХН в июле 1994 г., письмо Роскомзема №3-14-2/1139 от 29 июля 1994 г), а для выбора технических средств производящих мелиоративную обработку недостаточно предусмотренного индикаторного показателя - «коэффициент фильтрации», требуются значения каждой площади, границ, видов текстур (пятен), суммарной площади комплексов солонцов, кочек, куртин кустарника, твердости в слоях почвогрунтов, их толщины и границ переходов, удельной массы почвогрунта по слоям и определение для выбора способа мелиоративной обработки показателя: «уровень стояния грунтовых вод с любой имеющейся на участке минерализацией», несущей способности дернового покрытия и поверхностного слоя почвы на пашне, обеспечивающей начало сроков безопасной работы.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ биомелиорации богарных земель, включающий предпроектные изыскания с использованием географической информационной системы, результатов почвенных агромелиоративных обследований участка, получаемых при комплексном применении лазерной сканирующей системы - лидар и геофизического способа маршрутного наземного безраскопного определения исходных показателей состояния деградированных земель - сонар, введения полученных данных на магнитный носитель с географической привязкой, выбором технических средств (ТС) наиболее полно отвечающим условиям работы на обрабатываемом участке и имеющимся текстурам (комплексам солонцовых почв, куртин кустарника, блюдец вымочек и виду кочек, степени засоления подпочвенных слоев грунта), передачи в цифровом виде программ на управляющий процессор комбинированного агрегата, либо комплекса мелиоративных ТС, обеспечивающих: удаление, измельчение, сепарацию и утилизацию кочек, кустарниковой поросли, стеблей выродившихся травянистых растений, дерна с внесением в почву мелиоранта; создание в почвенном слое прослойки 0,03…0,08 м из жидкого навоза, препятствующей подъему воды при ее капиллярной транспирации с выносом солей и обеспечивающей рассоление почвы; содержащий глубокое ярусное рыхление с дном, отводящим продукты химических реакций в полосу с галофитами; образование в подпочвенном слое водорегулирующего экрана в период атмосферных осадков непроницаемого и накапливающего необходимое количества воды для богарного возделывания растений и отводящего продукты химических реакций в грунт под экран с избыточной водой, превышающей объем свободных пор, согласно предлагаемому изобретению способ осуществляется с проведением маршрутного обследования участка с дистанционной диагностикой слоев почвогрунта по результатам лидарной географической привязки границ текстур с чередованием шага установки и работы электродинамического возбудителя колебаний сонара между текстурами от 5,0 м до 25,0 м, а над текстурами от 0,5 м до 2,0 м; основной обработки полос при безотвальном регулируемым по глубине от 0,05 м до 0,16 м подрезанием верхнего слоя почвы, одновременной обработкой ниже лежащего слоя почвы и подпочвенного грунта с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта, выполнением укладки органоминеральной смеси в газовой оболочке с подачей через полости разноглубинных от 0,5 м до 0,85 м параболических стоек объемных рыхлителей и ножами между ними под отвалы с дополнительным выполнением предварительного измельчения смеси при ее составе, об. %: 35…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит, 15…40 морской смешенный тип отложений, 0…15 железный купорос, 15…37 глина, а так же осуществления создания двух глубоких щелей в засоленном грунте для расположения между ними маячной полосы и образования сопряженной основной полосы с шириной кратной захвату орудия, либо агрегата, при полосовом возделывание растений, при выполнении обработки полос с одновременным: внесением раствора с азотофиксирующими микроорганизмами; сыпучих фосфорных и калийных минеральных удобрений, либо гранул карбамидоформальдегидного удобрения «МЕНОМ» инкрустированного фосфогипсом; высевом на обрабатываемой полосе над экраном смеси семян бобовых трав и покровной зерновой культуры, а на маячной полосе семян засухоустойчивых галофитов (например, амарант, солодка, мятлик, ячмень) обработанных стимуляторами роста.

Анализ патентной и технической документации не выявил аналогичного выполнения способа биомелиорации деградированных богарных земель, показал, что изобретение является новым, не следует явным образом из уровня техники.

Целью предлагаемого изобретения - способа является ускорение восстановления эффективного функционирования залежных деградированных лугов, пашни с солонцами, либо с кочками, куртинами кустарниковой поросли, получение на мелиорированных богарных землях раскисленной, рассоленной почвы с запасом влаги и питательных веществ, обеспечивающих повышение урожайности возделываемых растений и препятствующей ветровой эрозии.

Технический результат предлагаемого изобретения - сокращение сроков биомелиорации деградированных земель с кислой почвой и наличием пятен солонцеватой почвы, комплексов солонцов и подпочвенных линз солонца, либо с кочками, куртинами кустарниковой поросли, увеличение и сохранение запасов влаги с изменением соотношения твердой, жидкой, газообразной фаз почвы при насыщении азотфиксирующими микроорганизмами, улучшающих развитие посеянной смеси трав, покровных зерновых и галофитов, что обеспечивает повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий с богарным возделыванием растений при одновременном рассолении почв.

Новый технический результат от применения предлагаемого способа биомелиорации на лугах и пашне с раскислением или рассолением почвы достигается тем, что проводятся предпроектные изыскания с использованием географической информационной системы, результатов почвенных агромелиоративных обследований участка, получаемых при комплексном применении лазерной сканирующей системы - лидар и геофизического способа маршрутного наземного безраскопного определения исходных показателей состояния деградированных земель - сонар с одновременным введением полученных данных на магнитный носитель с географической привязкой, ускоряющих проведение изысканий, по результатам которых осуществляется компьютерный выбор технических средств (ТС) наиболее полно отвечающим условиям работы на обрабатываемом участке и имеющимся текстурам, подготовка и передача в цифровом виде программ на управляющий процессор комбинированного агрегата, либо комплекса мелиоративных ТС, позволяет выполнять адресное внесение мелиоранта, при совмещении видов комплексных обработок почвогрунта, обеспечивающих: механическую обработку измельчения стеблей травянистых растений и почвенных агрегатов с сепарацией на фракции, срезания кустарниковой поросли на поверхности почвы, объемного подпочвенного рыхления, либо укладки водорегулирующего органоминерального экрана; химической обработки - распределения мелиоранта и минеральных удобрений; биологической обработки - внесения жидкого навоза, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами в почву, подсев смесей семян, а также изменения соотношения твердой, жидкой, газообразной фаз почвы и подпочвенного разрыхленного грунта осуществляющего увеличение и сохранение запасов влаги, питательных веществ с горизонтальным капиллярным переносом влаги и сокращением выноса солей в почвенный слой в результате создания прослойки 0,03…0,08 м из жидкого навоза; образования в подпочвенном слое водорегулирующего экрана в период атмосферных осадков непроницаемого и накапливающего необходимое количества воды для богарного возделывания растений и отводящего продукты химических реакций с избыточной водой, превышающей объем свободных пор, в грунт под экран над слоем с глубоким ярусным рыхлением, отводящим по дну продукты химических реакций в маячную полосу с галофитами, что обеспечивает повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий.

Кроме того, использование в предлагаемом способе основной обработки полос при безотвальном регулируемым по глубине подрезанием верхнего слоя почвы позволяет производить одновременную обработку ниже лежащего слоя почвы и подпочвенного грунта с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта, выполнением укладки органоминеральной смеси в газовой оболочке с подачей через полости разноглубинных от 0,5 м до 0,85 м параболических стоек объемных рыхлителей и ножами между ними под отвалы с дополнительным выполнением предварительного измельчения смеси при ее составе, об. %: 35…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит, 15…40 морской смешенный тип отложений, 0…15 железный купорос, 15…37 глина, а так же осуществления создания двух глубоких щелей в засоленном грунте для расположения между ними маячной полосы и образования сопряженной основной полосы с шириной кратной захвату орудия, либо агрегата при полосовом возделывание растений, при выполнении обработки полос с одновременным: внесением раствора с азотофиксирующими микроорганизмами; сыпучих фосфорных и калийных минеральных удобрений, либо гранул карбамидоформальдегидного удобрения «МЕНОМ» инкрустированного фосфогипсом; выполнения высева на обрабатываемой полосе над экраном смеси семян бобовых трав и покровной зерновой культуры, а на маячной полосе семян засухоустойчивых галофитов, обработанных стимуляторами роста, что обеспечивает получение на мелиорированных богарных землях раскисленной или рассоленной почвы с запасом влаги и благоприятный воздушный, питательный режим для развития корневой массы растений, повышение их урожайности и препятствует ветровой эрозии. Проведение маршрутного обследования участка с дистанционной диагностикой слоев почвогрунта по результатам лидарной географической привязки границ текстур с чередованием шага установки и работы электродинамического возбудителя колебаний сонара между текстурами от 5,0 м до 25,0 м, а над текстурами от 0,5 м до 2,0 м. позволяет сократить трудозатраты на предпроектные изыскания и выполнять на последующем этапе работ адресную обработку деградированного сельскохозяйственного угодья.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема предварительной безраскопной диагностики при изыскании и адресной комбинированной обработки земель, общий вид; на фиг. 2 - схема чередования шага установки электродинамического возбудителя колебаний, общий вид; на фиг. 3 - схема поперечного разреза почвогрунтов основной обрабатываемой и маячной полос, общий вид.

Предлагаемый способ от начала выполнения до посева содержит:

Безраскопную диагностику при изыскании, включающую предпроектные изыскания с использованием географической информационной системы (ГИС), результатов почвенных агромелиоративных обследований участка, получаемых при комплексном применении лазерной сканирующей системы - лидар 1 (Фиг. 1.), передачи и введения в базу ГИС на ПК полученных данных на магнитный носитель лидара с географической привязкой и создания маршрута с переменным шагом безраскопного зондирования 2 (Фиг. 1.), движение по намеченному маршруту с визуальным определением соответствия видов почв, их кислотности по паспорту участка и фактически наблюдаемыми почвами с характерными растениями для кислых, щелочных, содовых и нейтральных почв, с установкой вешек либо отметок цветной пеной границ текстур 3 (Фиг. 1.) и геофизического маршрутного наземного безраскопного определения исходных показателей состояния деградированных земель - сонаром 4 (Фиг. 1.) с установкой электродинамического возбудителя колебаний 14 (Фиг. 2.) с переменным шагом L₁ на участке, L₂ над выявленными текстурами и установки сейсмоприемника 15 (Фиг. 2.) от возбудителя колебаний 14 с радиусом R₁ и r₂ на участке, R₃ и r₄, над текстурами, соединения и настройка элементов и блоков сонара 4 на позиции зондирования 5 (Фиг. 1.), диагностика неоднородностей 6 (Фиг. 1.) с переключением частот, разверток и ручная перестановка сейсмоприемника 15 около возбудителя колебаний 14 с передачей данных на ПК, перемещение сонара 4 на следующую позицию с проведением эхолокации, дешифровкой и передачей ее результатов на ПК, выбором технических средств с определением марки ТС для обработки почвогрунтов с выявленными показателями текстур 7 (Фиг. 1.), ввод полученных данных в базу ПК, в карту на ГИС, картирования участка с введением полученных значений диагностики и подготовка программы с привязкой к географическим координатам для комбинированных агрегатов 8 (Фиг. 1.), передачи на ПК программы автоматического включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления и связкой координат через кодовый GPS приемник комбинированного агрегата 9 (Фиг. 1.). При этом способ содержит комбинированную механическую, химическую и биологическую обработку деградированной земли 10 (Фиг. 1.), включающую на почвах: - при содовом засолении солонцовые комплексы, с линзами орехообразного, глыбистого солонца обработку, например, комбинированным почвообрабатывающим орудием для лугов и пастбищ (Патент изобретения RU №2553638, БИПМ №17 от 20.06.2015), включающую измельчение дерново-почвенного слоя, глубокое рыхление подпочвенного слоя с одновременной утилизацией ночек, щепы кустарника за один проход с сепарацией фракций, распыление тонкого водного экрана и внесение в разрыхляемую почву порошкообразного или пылевидного мелиоранта, удобрений, высева семян травосмеси, покровных зерновых, закрытие щелей и прикатывание почвы, либо при отсутствии кочек и кустарника комбинированным агрегатом биомелиорации деградированных почв с рассолением и подсевом семян, включающим одновременное выполнение механического измельчения почвенных агрегатов и солонца, объемного подпочвенного рыхления с созданием водорегулирующего экрана из органоминеральной смеси с подачей в газовой оболочке через полости стоек объемных рыхлителей под отвалы при ее составе, об. %: 35…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит, 15…40 морской смешенный тип отложений, 0…15 железный купорос, 15…37 глина; химической обработки с распределением мелиорантов: сыпучих, например, фосфогипс с инерционной подачей на поверхность почвы, внесением пылевидных либо жидких (отработанный электролит, раствор серной кислоты) с напорной подачей в разрыхленные почвенные и подпочвенные пограничные слои с солонцом, при одновременной подаче удобрений сыпучих калийных или гранул «МЕНОМ» в почву; биологической обработки с внесением жидкого навоза, предварительно прошедшего аэробное сбраживание, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами в почву, подсева смесей семян 11 (Фиг. 1.); - при подпочвенном засолении водонерастворимыми солями и кислой и(или) нейтральной почвой с солонцовыми комплексами, столбчатым солонцом и с линзами призматического солонца обработку, например, комбинированным агрегатом ярусной обработки засоленных земель с подсевом семян, включающей одновременное последовательное выполнение: механической обработки - измельчения почвенных агрегатов с сепарацией на фракции, направленной укладки и плющения стеблей травянистых растений, срезания кустарниковой поросли, полосового измельчения дернины и глубокого объемного ярусного рыхления подпочвенных слоев с созданием криволинейной поверхности дна разрыхленного грунта для отвода из почвы и удаления продуктов химических реакций без выноса в реки и водоемы; химической обработки - распределения мелиорантов: сыпучих с инерционной подачей на поверхность почвы, пылевидных либо жидких с напорной подачей в солонец; биологической обработки - внесения жидкого навоза в створах обработанных дисками, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами в почву, подсева смесей семян при раздельном полосовом севе семян галофитов и бобовых культур, либо при отсутствии призматического солонца, наличии кочек и кустарника, блюдец с переувлажненным торфяником обработку, например, луговым многофункциональным кочкорезом, включающую последовательное выполнение коренного улучшения лугов с нарезкой щели, измельчением и одновременной утилизацией заделкой щепы, кусков дерна и кочек в обработанный слой почвы и на дно глубокой 0,8-1,5 м щели, внесения в разрыхленную почву удобрений и в поток мелкокомковой растительно-почвенной массы порошкообразного или пылевидного мелиоранта, глубокого 0,5-0,85 м рыхления подпочвенного слоя, высева семян на поверхность обработанной почвы и прикатывание почвы с заделкой семян и(или) обработку, например, кочкорезом (Патент изобретения RU №2567516, БИПМ №31 от 10.11.2015) при отсутствии необходимости внесения мелиоранта, устранения избытка воды и подсева семян, наличии кочек и кустарника, блюдец с торфяником, включающую поэтапное срезание кочек, кустарника и их измельчение с утилизацией в подпочвенный слой 12 (Фиг. 1.);

- при засолении водорастворимыми солями с поверхности и нейтральном рН почвы с солонцовыми комплексами, корковым солонцом и с линзами призматического солонца обработку, например, машиной для комплексной обработки солонцовых почв (Патент на полезную модель RU №156195, БИПМ №31 от 10.11.2015), включающую внесение в разрыхленную почву мелиоранта, измельчение дернины, срезки кочек, срезки, рубки кустарниковой поросли, стеблей травянистых растений с заделкой щепы, кусков дерна и кочек на дно под обработанный слой почвы, и над обработанной массой водный экран, препятствующий выносу на поверхность эрозионно опасных частиц почвы, ускоряющий проникновение мелиоранта в солонцовый слой, рыхление с подачей на подпочвенный слой жидкого навоза или раствора органических удобрений, высева семян травосмеси, щелевания глубокорыхлителем линз солонца, либо при отсутствии кочек и кустарника, наличии скрытых средних и крупных камней, блюдец с переувлажненным торфяником и болотным почвогрунгом обработку, например, комбинированным мелиоративным орудием (Патент на полезную модель RU №108901, БИПМ №28 от 10.10.2011), включающую рыхление почвогрунта, внесение в разрыхленную почву сухого мелиоранта - гипса, извести и(или) удобрений - кальциевой селитры, выпуск в зону рыхлителей-кротователей струи воды, препятствующей пылению мелиоранта и ускоряющей раскисление или рассоление почвы, подачу в почву водного раствора аммиака, а в щель за глубокорыхлителем фильтра с образованием водопроводящего собирателя, при необходимости дополнительно содержит подсев семян травосмеси 13 (Рис. 1).

Способ осуществляется следующим образом. На мелиорируемом участке 16 (Фиг. 2.), например, на почвах 27 (Фиг. 3) при содовом засолении с солонцовыми комплексами, столбчатым солонцом, линзами орехообразного, глыбистого солонца 17 (Фиг. 2.), завозят беспилотный летательный аппарат 18 (Фиг. 2.), оборудованный лазерной сканирующей системой с передатчиком - лидар 1 (Фиг. 1.) и сонар 4 (Фиг. 1.) с электродинамическим возбудителем колебаний 14 (Фиг. 2.), сейсмоприемником 15 (Фиг. 2.). Запускают в воздух над участком 16 беспилотный летательный аппарат 18 и проводят предпроектные изыскания с использованием географической информационной системы (ГИС), результатов сканирования, получаемых лидаром 1. Полученные данные сканирования, при агромелиоративных обследованиях, вводят в базу ГИС и на магнитный носитель персонального компьютера (ПК) с географической привязкой 19 (Фиг. 2.) и определяют предварительный маршрут 20 (Фиг. 2.) с переменным шагом безраскопного зондирования 2 (Фиг. 1.). При движении по намеченному маршруту 20 визуально определяют соответствие видов почв 27 по имеющемуся паспорту участка 16, рассчитанной по зависимостям спектральных коэффициентов яркости почв (Виноградова Н.В. «Разработка методов оценки состояния дренажных систем по аэрофотоснимкам с использованием спектральных характеристик почв», диссертация на соискание уч. степени кан. тех. наук, М.: ВНИИГиМ, 1995, 244 с) влажности 21 (Фиг. 2.) поверхностного слоя, и фактически наблюдаемыми почвами 27, их влажностями 21, фиксируют границы 22 (Фиг. 2.) текстур 3 (Фиг. 1.) установкой вешек, либо отметками пеной, уточняют геофизический маршрут 23 (Фиг. 2.) наземного безраскопного определения сонаром 4 показателей состояния деградированных земель, с учетом влажности 21 и зависящей от нее несущей способности почвы. Установку электродинамического возбудителя колебаний 14 выполняют с переменным шагом L₁ на участке 16, L₂ над выявленными текстурами 3 и установку сейсмоприемника 15 от возбудителя колебаний 14 производят с радиусом R₁ и r₂ на участке 16, R₃ и r_4; над текстурами 3, осуществляют соединение и настройку элементов и блоков сонара 4 на позиции зондирования 5, проводят диагностику неоднородностей 6 (Фиг. 1.). По результатам эхолокации с дешифровкой и передачей ее результатов на ПК, проводят выбор технических средств 7 (Фиг. 1.) и определяют марки ТС для обработки почвогрунтов с выявленными показателями текстур 3, осуществляют ввод полученных данных в базу ПК, картирование участка на ГИС по полученным значениям диагностики и выполняют подготовку программы 8 (Фиг. 1.) с привязкой к географическим координатам 19 (Фиг. 2.), программу автоматического включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления при связке координат через кодовый GPS приемник 9 (Фиг. 1.) передают на ПК комбинированных агрегатов 24 (Фиг. 2.). Заводят двигатель выбранного технического средства 24 с программой 9 автоматического включения и выключения ею рабочих органов для обработки почвогрунтов, заглубляют рабочие органы, выполняют адресную обработку почвы 27, грунтов 28 (Фиг. 3) и одновременно подпокровно механически измельчают пограничные слои 29 (Фиг. 3) агрегатов почвы 27 и солонца 17, рыхлят 30 (Фиг. 3) подпочвенный слой 28 и образуют волнистое дно 38 (Фиг. 3) в поперечной к направлению движения 11 плоскости, осуществляют одновременную утилизацию в подпокровный слой почвы 27 стружки ночек 25 (Фиг. 2.), щепы кустарника 26 (Фиг. 2.) за один проход с сепарацией фракций и ярусной укладкой, проводят объемное подпочвенное рыхление 30 и создают два симметричных сопряженных экрана 31 (Фиг. 3) с дугообразной поверхностью и превышением уровня сопряжений над уровнем краев, например, объемным глубокорыхлителем с отвалами в форме клина направленного по ходу движения и в плоскости под углом к горизонтальной, образуют водонепроницаемые в период атмосферных осадков и во время засухи проницаемые корнями растений водорегулирующие экраны 31, подают органоминеральную смесь в газовой оболочке через полости разноглубинных 0,5-0,85 м параболических стоек объемных рыхлителей под отвалы (на чертеже не показаны) при ее составе, об. %: 35…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит, 15…40 морской смешенный тип отложений, 0…15 железный купорос, 15…37 глина, выполняют химическую обработку с распределением мелиорантов и подают инерционно та поверхность почвы: сыпучие, например, фосфогипс, напорно подают пылевидные либо жидкие (отработанный электролит, раствор серной кислоты) в разрыхленные 30 почвенные 27 и подпочвенные 28 пограничные слои 29 с солонцом 17, одновременно вносят сыпучие калийные удобрения или гранулы «МЕНОМ» в почву 27, выполняют внесение слоя 0,03…0,08 м жидкого навоза 32 (Фиг. 3), предварительно прошедшего аэробное сбраживание, препятствующего капиллярному подъему влаги с выносом солей на поверхность, подают раствор с азотофиксирующими микроорганизмами (на чертеже не показано) в почву 27, создают две щели 33 (Фиг. 3) глубиной 1,2-1,8 м на маячной полосе L_мп и образуют сопряженные основные полосы обработки L_оп с шириной кратной захвату посевного орудия или комбинированного агрегата 24, причем щели 33 без замыкания верхней части образуют на глубине ниже залегания солонца 17 и подсеивают смеси семян при полосовом возделывании растений. На обрабатываемой полосе L_оп над экраном 31 создают прослойки 32 из жидкого навоза, осуществляют бинарный высев смеси семян бобовых трав 34 (Фиг. 3) и рядовой сев покровной высокостебельной зерновой культуры 35 (Фиг. 3) при одновременном внесении в почву 27 сыпучих фосфорных и калийных минеральных удобрений, либо гранул карбамидоформальдегидного удобрения «МЕНОМ» инкрустированного фосфогипсом, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами, причем рядовой высев семян высокостебельных засухоустойчивых галофитов, например, амаранта 36 (Фиг. 3), и бинарный сев между рядами кустистых 37 (Фиг. 3) галофитов на маячной L_мп полосе осуществляют без создания прослойки 32 из жидкого навоза, осуществляют выполнение послепосевной обработки, включающей заделку семян, выравнивание, и прикатывают почву 11 (Фиг. 1.).

Таким образом, предлагаемый способ биомелиорации деградированных богарных земель позволяет сократить трудозатраты на предпроектные изыскания и выполнять на последующем этапе работ адресную обработку деградированного сельскохозяйственного угодья с экономией вносимых мелиорантов, производить работы по повышению продуктивности богарных сельскохозяйственных угодий с одновременным созданием условий по сокращению осолонцевания почвы, регулированием объемов воды, накапливаемой над экранами для потребления корневой системой растений, и обеспечивает сокращение сроков мелиоративных работ, ускорение восстановления эффективного функционирования лугов, пашни на богарных землях.

Способ включает безраскопную диагностику при изыскании, картирование участка, подготовку программы включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления и связкой координат через кодовый GPS приемник комбинированного агрегата с привязкой к географическим координатам и передачи результатов на управляющий процессор комбинированного агрегата, выполняющего одновременную обработку. Механически измельчают кустарниковую поросль, стебли травянистых растений и почвенные агрегаты с сепарацией на фракции, проводят объемное подпочвенное рыхление. Химически обрабатывают с распределением мелиоранта и минеральных удобрений, вносят жидкий навоз и раствор с азотофиксирующими микроорганизмами в почву, подсеивают смеси семян при полосовом возделывании растений, высевают над экраном смеси семян бобовых трав и покровной зерновой культуры, а на маячной полосе - смеси семян засухоустойчивых галофитов, обработанных стимуляторами роста. Проводят объемное подпочвенное рыхление с образованием криволинейной поверхности дна разрыхленного грунта для отвода с водой из почвы в полосу с галофитами продуктов химических реакций без выноса в реки и водоемы. Образуют водонепроницаемые в период атмосферных осадков и во время засухи проницаемые корнями растений водорегулирующие экраны, подают органоминеральную смесь в газовой оболочке в экраны через полости стоек объемных рыхлителей под отвалы при ее составе, об.%: 35…50 - растительные остатки и перегной, 3…10 - монтмориллонит, 15…40 - морской смешенный тип отложений, 0…15 - железный купорос, 15…37 - глина. При этом проводят основную обработку полос с безотвальным регулируемым по глубине подрезанием верхнего слоя почвы и одновременно обрабатывают нижележащий слой почвы и подпочвенного солонца. Вносят на разъединенные комки химический мелиорант, образуют прослойку 0,03…0,08 м из жидкого навоза в полости между подрезанным слоем почвы и обработанным с внесением мелиоранта. Способ обеспечивает сокращение сроков мелиоративных работ и благоприятный воздушный, питательный режим для развития корневой массы растений, повышения их урожайности, позволяет сократить трудозатраты на предпроектные изыскания, получать на богарных землях рассоленную почву с запасом влаги при регулировании объемов воды, накапливаемой над экранами и в разрыхленном грунте, способствует выполнению работ с адресной обработкой кочек, куртин кустарника, солонца с экономией вносимых мелиорантов, препятствует развитию ветровой эрозии. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ биомелиорации деградированных богарных земель, характеризующийся тем, что осуществляют предпроектные изыскания, содержащие почвенные агромелиоративные обследования участка, при комплексной диагностике аэрофотоснимков лазерной сканирующей системой - лидар и геофизическим маршрутным наземным безраскопным эхолокационным зондированием показателей состояния деградированных земель - сонар с одновременным введением полученных данных на магнитный носитель с географической привязкой и вводом в географическую информационную систему, выполняют компьютерный выбор технических средств для обработки с текстурам, осуществляют подготовку и передачу в цифровом виде программ на управляющий процессор комбинированного агрегата, а также осуществляют адресное внесение мелиоранта на текстурах при совмещении комплексных обработок почвогрунта, обеспечивающих механическую обработку, включающую измельчение стеблей травянистых растений и почвенных агрегатов с сепарацией на фракции, срезанием кустарниковой поросли на поверхности почвы, объемным подпочвенным рыхлением с образованием дна разрыхленного грунта с криволинейной поверхностью для отвода из почвы в полосу с галофитами и удаления продуктов химических реакций без выноса в реки и водоемы, либо водорегулирующего органоминерального экрана в период атмосферных осадков непроницаемого водой и проницаемого корнями растений в период засухи с укладкой органоминеральной смеси в газовой оболочке с подачей через полости разноглубинных от 0,5 до 0,85 м параболических стоек объемных рыхлителей и между ними под отвалы смеси при ее составе, об.%: 35-50 растительные остатки и перегной, 3-10 монтмориллонит, 15-40 морской смешенный тип отложений, 0-15 железный купорос, 15-37 глина, химическую обработку, включающую распределение мелиоранта и минеральных удобрений и биологическую обработку, включающую внесение в почвенный слой почвы, прослойку 0,03…0,08 м жидкого навоза, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами, подсев смесей семян, причем осуществляют основную обработку полос безотвальным регулируемым по глубине подрезанием верхнего слоя почвы и одновременную обработку слоя почвы и подпочвенного солонца, лежащего ниже с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта, образуют прослойку из жидкого навоза в полости между подрезанным слоем почвы и образованным с внесением мелиоранта, при этом водорегулирующий экран укладывают ниже слоя солонца в виде двух симметричных сопряженных с криволинейной поверхностью и превышением уровня сопряжений над уровнем краев.

2. Способ биомелиорации деградированных богарных земель по п. 1, характеризующийся тем, что осуществляют проведение маршрутного обследования участка с дистанционной диагностикой слоев почвогрунта и чередование шага L₁ установки и работы электродинамического возбудителя колебаний сонара между текстурами от 5,0 до 25,0 м, a L₂ над текстурами от 0,5 до 2,0 м, и установки сейсмоприемника от возбудителя колебаний с радиусом R₁ и r₂ на участке, R₃ и r₄, над текстурами.

3. Способ биомелиорации деградированных богарных земель по п. 1, характеризующихся тем, что в засоленном грунте создают две щели с полостью на дне для расположения между ними маячной полосы и образования сопряженной основной полосы с шириной, кратной захвату посевного орудия, либо комбинированного агрегата, причем щели без замыкания верхней части образуют на глубине ниже слоя залегания солонца.

4. Способ биомелиорации деградированных богарных земель по п. 1, характеризующихся тем, что при полосовом возделывании растений на обрабатываемой полосе над экраном создают прослойки из жидкого навоза, высева смеси семян бобовых трав и покровной зерновой культуры при одновременном внесении в почву сыпучих фосфорных и калийных минеральных удобрений, либо гранул карбамидоформальдегидного удобрения «МЕНОМ», инкрустированного фосфогипсом, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами, причем высев семян засухоустойчивых галофитов на маячной полосе осуществляют без создания прослойки из жидкого навоза.