Способ выбора месторазмещения участка под многолетнюю культуру на минеральных почвах Российский патент 2017 года по МПК A01B79/02 G01N33/24 

1. Область техники

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а также к технологиям комплексной мелиорации агроландшафтов и использования под многолетнюю культуру минеральных почв, осушаемых природой созданными осушительными системами.

2. Уровень техники

Корневая система растения длинными и толстыми тяжами стержневых или мочковатых корней, растущих в стороны и вглубь и располагаясь по генетическим горизонтам почвы, охватывает огромные объемы почвогрунта. При этом культура, корневая система которой глубоко проникает в почвогрунт, более устойчива против засухи. В то же время напряжения, возникающие в почвогрунте при морозном пучении, способны вызвать разрыв корневой системы растения. Относительную внутриобъемную деформацию почвогрунта при морозном пучении ε в % определяют по формуле

ε=100 h/d,

где h - деформация образца почвогрунта в конце испытания, мм; d - фактическая толщина промерзшего слоя образца, мм.

Различают: неравномерное промерзание - кощунство пучения, бугры пучения, сезонное и многолетнее пучение.

Ошибка при выборе участка под многолетние культуры, которые используют на одном месте длительное время (до одного десятка лет и более), в большинстве случаев впоследствии непоправима: культура или погибает, или, плохо развиваясь, дает урожай ниже своих потенциальных возможностей. При этом экономически выгодный срок использования культуры без пересева или новой посадки сокращается.

Способов учета пучения почвогрунтов при размещении многолетних культур в литературе нам обнаружить не удалось. Однако известны требования к осушению почв под многолетнюю культуру с гарантированной интенсивностью осушения в вегетационный период (Мелиорация и водное хозяйство. 3. Осушение: Справочник / Сост. Е.И. Кормыш; Под ред. Б.С. Маслова. - М.: Агропромиздат, 1985. - С. 21, 50…54, 65, 85…87; прототип). Но действующие нормативы не учитывают особенностей осушения почв в зимний период под многолетние зимующие культуры (Справочник агронома Нечерноземной зоны / Под ред. Г.В. Гуляева. - М.: Агропромиздат, 1990. - С. 54).

3. Раскрытие изобретения

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в создании способа выбора месторазмещения участка под многолетнюю культуру на минеральных почвах, осушаемых природой созданными осушительными системами, учитывающего степень морозной пучинистости почвогрунта и исключающего возможность повреждения корневой системы зимующего растения в зоне промерзания почвогрунта р-процентной вероятности в течение многолетнего периода.

Технический результат заключается в исключении влияния морозной пучинистости почвогрунта на продуктивность многолетней культуры в течение всего нормативного срока ее произрастания на одном месте, или, по крайней мере, на ее ощутимое снижение.

Поставленная задача решена тем, что способ выбора месторазмещения участка под многолетнюю культуру на минеральных почвах включает выбор участка на землях с гарантированной интенсивностью осушения в вегетационный период. При этом выбор месторазмещения участка под многолетнюю культуру с глубиной корневой системы h на минеральных почвах осуществляют, исходя из условия обеспечения естественной природой созданной осушительной сетью мелиоративного режима и в зимний период, предусматривающего возможность размещения корневой системы многолетней культуры в зоне допускаемой пучинистости почвогрунта, при которой деформация почвогрунта не нарушает корневой системы многолетней культуры. Для определения фактического мелиоративного режима на выбранном участке в зимний период проводят наблюдения за глубиной промерзания почвогрунта при условии выполнения снегозадержания и глубиной залегания уровня почвенно-грунтовых вод Н относительно нижней границы промерзания почвогрунта, устанавливая вероятность промерзания р почвогрунта на глубину корневой системы h многолетней культуры и соответствующий ей переменный уровень почвенно-грунтовых вод Н при промерзании почвогрунта на глубину от 0 до h. По предварительно установленному гранулометрическому составу почвогрунта на глубину, соответствующую максимальной глубине от поверхности почвы уровня почвенно-грунтовых вод, и по переменному значению величины Н устанавливают степень пучинистости почвогрунта при вероятности его промерзания р на глубину корневой системы h многолетней культуры, по значению которой делают вывод о возможной деформации корневой системы многолетней культуры морозным пучением в течение многолетнего периода и о пригодности рассматриваемого участка для ее выращивания. При этом учитывают, что практически непучинистому почвогрунту соответствует деформация ε<1,0%, слабопучинистому - 1,0≤ε<3,5%, среднепучинистому - 3,5≤ε<7,0, сильнопучинистому - 7,0≤ε<10,0 и чрезмернопучинистому - ε≥10%.

Класс гранулометрического состава почвогрунта определяют полевым нормированным органолептическим методом, глубину промерзания почвогрунта - посредством мерзлотомеров, а уровень почвенно-грунтовых вод - посредством скважин, выполненных на участке.

При этом:

- пылевато-песчаный почвогрунт при Н<0,5 м относят к среднепучинистому, при Н=0,5…1,0 м - к слабопучинистому, а при Н>1,0 м - к практически непучинистому;

- супесчаный почвогрунт при Н<0,5 м относят к сильнопучинистому, при Н=0,5…1,0 м - к среднепучинистому, при Н=1,0…1,5 м - к слабопучинистому, а при при Н>1,5 м - к практически непучинистому;

- сулинистый почвогрунт при Н<1,0 м относят к сильнопучинистому, при Н=1,0…1,5 м - к среднепучинистому, при Н=1,5…2,5 м - к слабопучинистому, а при Н>2,5 м - к практически непучинистому;

- глинистый почвогрунт при Н<1,5 м относят к сильнопучинистому, при Н=1,5…2,0 м - к среднепучинистому, при Н=2,0…3,0 м - к слабопучинистому, а при Н>3,0 м - к практически непучинистому.

4. Осуществление изобретения

Заявленный способ выбора месторазмещения участка под многолетнюю культуру на минеральных почвах промышленно применим и включает следующие операции:

- установление многолетней культуры, намеченной для выращивания;

- обследование земель сельскохозяйственного предприятия и предварительный выбор участка на землях с естественной природой созданной осушительной сетью, обеспечивающей необходимую интенсивность осушения для многолетней культуры в вегетационный период;

- установление глубины корневой системы многолетней культуры h;

- установка мерзлотомеров на участке, выполнение работ по снегозадержанию, проведение наблюдений за глубиной промерзания почвогрунта;

- установление вероятности р глубины промерзания почвогрунта на глубину h;

- установка скважин на участке для проведения наблюдений за уровнем почвенно-грунтовых вод, проведение наблюдений, обработка полученных данных с целью определения значения величины Н относительно нижней границы промерзания почвогрунта;

- установление класса гранулометрического состава почвогрунта полевым нормированным органолептическим методом на глубину, соответствующую максимально низкому относительно поверхности почвы положению уровня почвенно-грунтовых вод;

- установление изменения Н при промерзании почвогрунта от 0 до h и по его величине и гранулометрическому составу почвогрунта - степени морозной пучинистости почвогрунта на участке при промерзании почвогрунта на глубину h вероятностью р, а по установленной степени морозной пучинистости почвогрунта на участке оценки возможной степени повреждения корневой системы зимующей культуры морозным пучением;

- рассмотрение на Научно-техническом совете полученных данных и принятие решения о соответствии выбранного участка предъявляемым требованиям.

Реализация изобретения осуществлена на примере мелиоративных объектов под яблоневый сад на Бурашевской моренной гряде в Тверской области. При этом выполнен весь комплекс работ, приведенный выше. В результате установлено:

1. На ст. Чуприяновка сад размещен на слабопучинистых супесчаных почвогрунтах. Возраст сада более 50 лет при высоте деревьев до 6…7 м и высокой их продуктивности.

2. На объекте Марьино сад размещен на среднепучинистых супесчаных почвогрунтах. Возраст сада 20…25 лет при высоте деревьев, не превышающей 3 м, и невысокой их продуктивности.

3. На том же объекте на сильнопучинистых суглинистых почвогрунтах сад погиб на 4-м году.

5. Технический результат

Предложенный способ выбора месторазмещения участка под многолетнюю культуру на минеральных почвах обеспечивает решение поставленной задачи и ожидаемый технический результат.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а также к мелиорации агроландшафтов. В способе устанавливают глубину корневой системы h многолетней культуры на минеральных почвах. В зимний период выполняют работы по снегозадержанию с предварительной установкой мерзлотомеров, устанавливают глубину промерзания почвогрунта для проведения наблюдений за уровнем почвенно-грунтовых вод, отсчитываемым относительно нижней границы промерзания. Выполняют скважины, определяют гранулометрический состав почвогрунта органолептическим методом, определяют величину Н, м относительно нижней границы промерзания почвогрунта, изменения Н при промерзании почвогрунта от 0 до h и по его величине и гранулометрическому составу определяют степень пучинистости грунта. При этом пылевато-песчаный почвогрунт при Н<0,5 м относят к среднепучинистому, при Н=0,5-1,0 м - к слабопучинистому, при Н>1,0 м - к практически непучинистому; супесчаный почвогрунт при Н<0,5 м относят к сильнопучинистому, при Н=0,5-1,0 м - к среднепучинистому, при Н=1,0-1,5 м - к слабопучинистому, а при Н>1,5 м - к практически непучинистому; суглинистый почвогрунт при Н<1,0 м относят к сильнопучинистому, при Н=1,0-1,5 м - к среднепучинистому, при Н=1,5-2,5 м - к слабопучинистому, а при Н>2,5 м - к практически непучинистому; глинистый почвогрунт при Н<1,5 м относят к сильнопучинистому, при Н=1,5-2,0 м - к среднепучинистому, при Н =2,0-3,0 м - к слабопучинистому, а при Н>3,0 м - к практически непучинистому. Способ позволяет исключить или снизить влияние морозной пучинистости почвогрунта на продуктивность многолетней культуры в течение всего нормативного срока ее произрастания на одном месте.

Способ определения степени пучинистости при выращивании многолетней культуры на минеральных почвах в условиях осушения, заключающийся в том, что устанавливают глубину корневой системы h многолетней культуры на минеральных почвах, в зимний период выполняют работы по снегозадержанию с предварительной установкой мерзлотомеров, устанавливают глубину промерзания почвогрунта, для проведения наблюдений за уровнем почвенно-грунтовых вод, отсчитываемым относительно нижней границы промерзания, выполняют скважины, определяют гранулометрический состав почвогрунта органолептическим методом, определяют величину Н, м относительно нижней границы промерзания почвогрунта, изменения Н при промерзании почвогрунта от 0 до h и по его величине и гранулометрическому составу определяют степень пучинистости грунта, при этом: пылевато-песчаный почвогрунт при Н<0,5 м относят к среднепучинистому, при Н=0,5-1,0 м - к слабопучинистому, при Н>1,0 м - к практически непучинистому; супесчаный почвогрунт при Н<0,5 м относят к сильнопучинистому, при Н=0,5-1,0 м - к среднепучинистому, при Н=1,0-1,5 м - к слабопучинистому, а при Н>1,5 м - к практически непучинистому; суглинистый почвогрунт при Н<1,0 м относят к сильнопучинистому, при Н=1,0-1,5 м - к среднепучинистому, при Н=1,5-2,5 м - к слабопучинистому, а при Н>2,5 м - к практически непучинистому; глинистый почвогрунт при Н<1,5 м относят к сильнопучинистому, при Н=1,5-2,0 м - к среднепучинистому, при Н =2,0-3,0 м - к слабопучинистому, а при Н>3,0 м - к практически непучинистому.