СПОСОБ БИОМЕЛИОРАЦИИ БУРЫХ И КАШТАНОВЫХ ПОЧВ С СОЛОНЦАМИ НА ДЕГРАДИРОВАННЫХ БОГАРНЫХ СУХОСТЕПНЫХ ЗЕМЛЯХ Российский патент 2018 года по МПК A01B79/02 C09K17/02 C09K17/06 

Изобретение относится к области биомелиорации деградированных сельскохозяйственных земель с наличием комплексов солонца, либо пятен с куртинами кустарниковой поросли и подпочвенных слоев сильно засоленного грунта, а именно, для производства изыскательских работ на лугах и пашне, рассоления почвы, высева семян, подготовки дна разрыхленного грунта к отводу продуктов химических реакций под полосу с галофитами и последующей утилизации органической биомассы измельченной смеси галофитов с накопленными ионами натрия и магния в вывозимом с сельхозугодья зеленом корме. Предлагаемый способ, в частности, относится к созданию одновременной адресной обработки деградированных земель, включающей предварительную безраскопную диагностику при изыскании, картирования участка с введением полученных значений диагностики в базу ПК, в карту на ГИС, подготовки программы с привязкой к географическим координатам для комбинированных агрегатов, передачи на управляющий процессор ПК комбинированного агрегата программы автоматического включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления и связкой координат через кодовый GPS приемник комбинированного агрегата, выполняющего одновременную обработку: механическую - полос объемного подпочвенного рыхления, измельчения срезанной кустарниковой поросли на поверхности почвы, стеблей травянистых растений и почвенных агрегатов в кулисах с сепарацией на фракции при укладке на дно кулисы; химической - с распределением мелиоранта и минеральных удобрений; биологической - с внесением жидкого навоза, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами в почву, подсева смесей семян.

Сущность проблемы состоит в том, что в настоящее время большие площади (54 млн. га.) пашни, лугов и пастбищ подверглись засолению в ходе 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 солонцеватую почву жидкого навоза и водного раствора с азотфиксирующими микроорганизмами, обработки слоя почвы и подпочвенного грунта с внесением мелиоранта, разноглубинного объемного рыхления грунта с созданием ниже слоя солонцовой линзы активного экрана, аккумулирующего избыток фосфорных и калийных удобрений, регулирующего количество воды над экраном для развития корневой массы растений, создания над водорегулирующим экраном кулис с нулевой обработкой и чередованием пар рядков с высевом однолетних покровных культур (например, рожь, либо пшеница и чередующихся с ними: ячмень короткоостистый - с высотой стеблей 0,5-0,6 м либо мятлик - с высотой 0,08-0,1 м), а в междурядье на обработанной кулисе высева многолетних бобовых культур (например, клевер с высотой 0,08-0,5 м либо люцерна малая - 0,1-0,5 м или солодка голая с высотой стеблей 0,5-1,5 м) и между кулисами посев галофитов на существующем дерне (например, чередующихся пар рядков амарант с высотой стеблей 0,6-3,0 м либо вейник ланцетный - 0,6-1,3 м и пырей солончаковый с высотой стеблей 1,0-1,8 м либо вероника длиннолистая - 0,6-0,8 м, а в междурядье подсев семян суданской травы либо житняка широкополосного), причем на полосах дерна в промежутках между смежными водорегулирующими экранами при ширине равной от 0,05 до 1,1 длины горизонтального капиллярного переноса влаги в пары рядков высевается кукуруза либо галофиты (например - ковыль перистый), а в их междурядье - сведа дуголистная либо кохия веничная, 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 биомелиорации деградированных богарных земель, (RU, пат. изобретения №2589224, МПК А01В 79/02, А01В 13/14, С09К 101/00 БПМИ №19, 10.07.2016,), включающий: создание в почвенном слое тонкой 0,02…0,07 м прослойки из жидкого навоза, образование в подпочвенном слое водорегулирующего экрана непроницаемого в период атмосферных осадков и проницаемого корнями растений во время засухи, проведение обследования участка, полосовое разноглубинное от 0,65 до 1.0 м предварительное ярусное рыхление грунта и под углом к его направлению основную обработку слоя полос. Причем создают основания экрана с поперечным профилем косинусной формы и дополнительными горизонтальными участками в экстремальных точках профиля основания. Проводят обработку полос с безотвальным регулируемым по глубине подрезанием верхнего слоя почвы, одновременной обработкой ниже лежащего слоя почвы и подпочвенного солонца с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта. Образовывают прослойку из жидкого навоза в полости между подрезанным слоем почвы и обработанным с внесением мелиоранта. Выполняют укладку органоминеральной смеси с инерционнонапорной подачей через полости разноглубинных от 0,45 до 0,75 м параболических стоек объемных рыхлителей и между ними за ножами под отвалами. При этом водорегулирующий экран укладывается ниже слоя солонца в виде двух симметричных сопряженных слоев с криволинейной поверхности) и превышением уровня сопряжений над уровнем краев. Укладывают в водорегулирующий экран органоминеральную смесь, при ее составе, об. %: 35…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит, 15…40 морской смешенный тип отложений, 15…37 глина. Выполняют при полосовом возделывании растений на обрабатываемой полосе над экраном высев смеси семян бобовых трав и покровной зерновой культуры с одновременным внесением в почву сыпучих фосфорных и калийных минеральных удобрений, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами, а на маячной полосе высев семян засухоустойчивых галофитов обработанных стимуляторами роста.

Недостатком способа является отступ между смежными обработанными полосами с водорегулирующими экранами шириной от 3,3 м до 5,25 м, что составляет 1,1-1,5 длины горизонтального капиллярного переноса влаги, с сохранением выродившегося травостоя и выполнение подпокровного объемного ярусного рыхления почвогрунта с профилем дна, по которому требуется перемещать избыточную воду с продуктами химических реакций под водорегулирующим экранам в глубокую щель на маячной полосе с галофитами.

Известен способ обработки солонцовых почв (SU, пат. №933015, А01В 79/00, опубл. 07.06.1982, БИПМ №21), включающий, частичное перемешивание порошкообразного мелиоранта с почвой солонцового слоя путем совмещения операций подъема надсолонцового слоя рыхлящими подрезающими лапами, пневматического транспортирования мелиоранта в подлаповое пространство и рассева на поверхность солонцового слоя и последующего глубокого рыхления солонцового слоя, причем после подъема надсолонцового слоя производится одновременное фрезерование верхней части солонцового слоя в подлаповой зоне до мелкодисперсной структуры и тщательное их опудривание мелиорантом в воздушном потоке, в основном во взвешенном состоянии почвенных частиц, отбрасываемых ножами фрезы. Недостатком способа является высокая трудоемкость фрезерования монолитного солонцового слоя до мелкодисперсной структуры и необходимость подачи воздуха для смешивания измельченных частиц с мелиорантом.

Известен способ обработки солонцовых почв (RU, патент изобретения №1635919 А01В 79/00, опубл. 23.03.1991, БИПМ №11), включающий, в технологической последовательности подъем и рыхление гумусного слоя, внесение мелиоранта в солонцовый слой почвы с одновременным перемешиванием их между собой, рыхление подсолонцового слоя почвы путем прорезания в нем щелей, а также выравнивание поверхности гумусного слоя почвы в зоне обработки, причем гумусный слой почвы при его подъеме и рыхлении одновременно смещают по обе стороны от зоны обработки с образованием буртов, при этом выравнивание поверхностного гумусного слоя почвы производят при перемещении буртов в зону обработки после химических реакций замещения в нижних слоях почвы. Недостатками способа является повышение трудоемкости за счет дополнительного перемещения в бурты и планировки гумусного слоя почвы, а также крошение дернины в процессе выполняемых операций.

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.

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 способ обработки солонцовых почв (SU, патент изобретения №1496659, МПК А01В 79/00, Бюл. №28, 30.07.1989), предусматривающий адресную обработку солонца без внесения мелиоранта и 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 с автоматической передачей информации на блок управления рабочими органами.

Известен способ химической мелиорации черноземных солонцовых почв, (RU, патент изобретения №2084096, А01В 79/00, опубл. 20.07.1997), включающий: почвенное агромелиоративное обследование участка и составление проекта на мелиорацию, внесение химического мелиоранта и его поверхностного заделывания лущением или фрезерованием с одновременной разделкой дернины или стерни, причем основную обработку почвы совмещают с вспашкой трехъярусным плугом, при заглублении каждого корпуса в соответствии с проектом на мелиорацию, а после мелиоративной обработки, выравнивания поверхности пашни и одногодичного парования мелиорируемых угодий, согласно способу производят посев и возделывание солонце- и солеустойчивых культур, фитомелиорантов - сорго, суданская трава, рожь, костер и донник под покров горчицы, кукурузы, ячменя. Недостатком способа является высокая продолжительность из-за одногодичного парования и последующего многолетнего чередования смесей фитомелиорантов, полное уничтожение стерни либо дерна при механической обработке почвы, невозможность применять на богарных лугах.

Известен способ биомелиорации глинистых и суглинистых почв (RU, пат. изобретения №2125583, С09В 17/40, опубликовано бюл. №3 от 27.01.1999 г.), включающий создание в пахотном горизонте на глубине 0,1…0,2 м биологически активного водорегулирующего слоя на основе смеси следующего состава, об. %: органических компонентов: Перегной - 30-36; Растительные остатки - 9,8-9,71; Азотфиксирующие микроорганизмы - 0,12-0,15; Стимуляторы роста - 0,08-0,14; минерального грунта: Монтмориллонитовой добавки - 10-4; Глины - остальное, при этом способ не содержит устройства для его осуществления.

Это изобретение может быть использовано только на орошаемых землях при полосовом удалении слоя почвы от 0,10 до 0,25 м в вал с образованием корыта с откосами 1:1 и рыхления его дна на глубину 0,3 м, последующей укладки на рыхлую поверхность слоя органических компонентов с добавками монтмориллонита и нанесения на него слоя глины не менее 0,05 м с покрытием перегнивающей органикой, поверх которой отсыпается почва из ранее образованного вала и осуществляют сев семян обработанных стимуляторами роста. (Максименко В.П., Пунинский Ю.С. [и др.], Режимы комплексной мелиорации земель. Рекомендации. - М.: ВНИИГиМ, 2000, С. 48…50). Недостатком способа является необходимость многократных проходов однооперационных машин, разрушение почвенных агрегатов и нерациональное перемещение их в вал и обратно, затруднения при укладке на откосы корыта смеси водорегулирующего слоя, необходимость поверхностного внесения мелиоранта на полосу с действующим водорегулирующим экраном.

Известен способ возделывания озимых злаковых и бобовых культур на зеленый корм (RU, патент изобретения №1794346, А01С 7/00, опубликовано от 15.02.1993, бюл. №6), включающий подготовку пара в течении лета, периодической культивацией, внесение минерального удобрения (Р₆₀-суперфосфат), посев и прикатывание в августе озимых злаковых и бобовых культур путем расположения озимых злаковых культур в виде кулис через 0,45 м, а озимых бобовых культур перекрестно или по диагонали к злаковым культурам и весной механизированную уборку кормов. Недостатком способа является необходимость предварительного внесения мелиоранта в солонцовый горизонт и удаления продуктов химических реакций промывкой, а также длительного парования.

Известен способ мелиорации песчаных и супесчаных почв (SU, №1555337, С09К 17/00, 1990 г., Бюл. №13 от 07.04.1990 г), включающий укладку в почвенном горизонте в пылевидной форме прослойки переменной водозадерживающей способности с основанием трапеции на глубине 0,5…1,2 м, откосами с заложением 1:1 на основе смеси следующего состава, об. %: органических компонентов: Растительные остатки - 50; Минерального грунта: монтмориллонит 2-5; глина - 45-48.

Это изобретение может быть использовано для накопления необходимого количества воды и регулирования соотношения рациональных фаз почвы: твердой, жидкой и газообразной, при отводе избыточной воды в грунт под экран, который водонепроницаем в период атмосферных осадков, полива растений и с проницаемостью экрана во время засухи, межполивных периодов. (Пунинский Ю.С., Кизяев Б.М., Пунинский B.C. [и др.], Рекомендации по биологической мелиорации деградированных сельскохозяйственных угодий. - М.: ВНИИГиМ, 1999, с. 9…11). Недостатком способа является необходимость многолетнего чередования смесей фитомелиорантов, укладки на глубине ниже 0,02…0,05 м плоского слоя органоминеральной биологически активной удобрительной смеси (ОМБАУС) толщиной 0,1…0,3 м, несовершенство профиля дна и откосов основания экрана, препятствующее получению с желобообразной формы уложенного экрана.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ биомелиорации бурых и каштановых почв с солонцами на деградированных богарных сухостепных землях, включающий формирование в почвенном слое кулис удобрительной и ограничивающей капиллярный подъем воды с выносом солей прослойки толщиной 0,02…0,1 м из смеси жидкого навоза, песка, ила и воды, а также ниже дна кулис сплошной прослойки жидкого навоза 0,02…0,07 м над разрыхленными почвенным и подпочвенным пограничными слоями в полости между подрезанным слоем почвы и обработанными с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта, и содержащий образование в подпочвенном слое водорегулирующего экрана в период атмосферных осадков непроницаемого и накапливающего необходимое количества воды для богарного возделывания растений и отводящего избыточную воду, превышающею объем свободных пор, в грунт между экранами, для сохранения под ними, причем экрана проницаемого корнями растений во время засухи, согласно предполагаемому изобретению способ содержит: адресную обработку деградированных земель, проведение обследования участка, включающего предварительную безраскопную диагностику при изыскании, картирования участка с введением полученных значений диагностики в базу ПК, в карту на ГИС, подготовку программы с привязкой к географическим координатам, передачу на управляющий процессор ПК комбинированного агрегата либо технических средств раздельно выполняющих операции технологических процессов программу автоматического включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления и связкой координат через кодовый GPS приемник в кабине комбинированного агрегата, выполняющего: «нулевую» механическую обработку - полос объемного подпочвенного рыхления, измельчения почвенных агрегатов в кулисах с сепарацией на фракции; химическую обработку - с распределением минеральных PNK удобрений, мелиоранта в подпокровном горизонте в кулисах и на поверхности почвы между кулис; биологическую обработку - с внесением раствора с азотофиксирующими микроорганизмами в почву, подсев смесей семян, создание над водорегулирующим экраном кулис с нулевой обработкой и чередованием пар рядков с высевом однолетних покровных культур, а в междурядье на обработанной кулисе высева многолетних бобовых культур и между кулисами посев галофитов на существующем дерне, причем на полосах дерна в промежутках между смежными водорегулирующими экранами, при ширине равной от 0,05 до 1,1 длины горизонтального капиллярного переноса влаги, в пары рядков высевается кукуруза либо галофиты (например - ковыль перистый), а в междурядье пар рядков - сведа дуголистная либо кохия веничная; выполнение укладки органоминеральной смеси в экран с инерционнонапорной подачей через полости параболических стоек объемных рыхлителей и ножами между ними под отвалы, с дополнительным выполнением предварительного измельчения смеси при ее составе, об. %: 33…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит с микроэлементом молибден, 15…40 смесь ила, алеврита, песка, 0…15 железный купорос, 15…37 глина; полосовое возделывание растений при выполнении сева их семян с одновременным внесением сыпучих минеральных удобрений, выравнивание поверхности кулис и уплотнения почвы с заделкой семян.

Анализ патентной и технической документации не выявил аналогичного выполнения способа биомелиорации бурых и каштановых почв с солонцами на деградированных богарных сухостепных землях, показал, что изобретение является новым, не следует явным образом из уровня техники.

Целью предполагаемого изобретения - способа является ускорение восстановления эффективного функционирования залежных деградированных лугов, пашни с солонцами, получение на мелиорированных богарных землях расселенной почвы с запасом влаги и питательных веществ, обеспечивающей повышение урожайности возделываемых растений и препятствующей ветровой эрозии и выносу токсических солей в почвенный горизонт.

Технический результат предлагаемого изобретения - сокращение сроков биомелиорации деградированных земель с наличием пятен солонцеватой почвы, комплексов солонцов и подпочвенных линз солонца, изменение соотношения твердой, жидкой, газообразной фаз бурой и каштановой 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 предполагаемого способа биомелиорации на лугах и пашне с рассолением почвы достигается тем, что создается на обрабатываемой полосе в почвенном слое кулисы тонкая 0,02…0,1 м прослойка из смеси жидкого навоза, песка, ила и воды, а также ниже дна кулис сплошная прослойка жидкого навоза 0,02…0,07 м над разрыхленными почвенным и подпочвенным пограничными слоями в полости между подрезанным слоем почвы и обработанными с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта, эти прослойки препятствуют подъему воды при ее капиллярной транспирации с выносом солей и способствуют рассолению вышележащей почвы газами углекислоты при разложении внесенного навоза, при чем дополнительно создается в подпочвенном слое (ниже горизонта солонца) водорегулирующий органоминеральный экран с непроницаемостью в период атмосферных осадков для накапливания необходимого количества воды при богарном возделывании растений и отводящий избыточную воду превышающую объем свободных пор в грунт между экранами, для сохранения под ними, при этом экран во время засухи проницаем корнями растений, а основание экрана формируется с поперечным профилем дугообразной формы, что обеспечивает регулирование накопление воды и горизонтального капиллярного переноса влаги к корням растений, а так же способ содержит осуществление отвода продуктов химических реакций под посевы галофитов, выполнение завершающей обработки с одновременным внесением раствора с азотофиксирующими микроорганизмами, сыпучих PNK минеральных удобрений, высев на кулисах с нулевой обработкой и чередованием пар рядков смеси семян трав и покровной зерновой культуры, а в междурядье пар рядков на обработанной кулисе высева многолетних бобовых культур (люцерна, клевер, либо донник) и между кулисами посев семян галофитов (например: амарант), обработанных стимуляторами роста, в промежутках между смежными водорегулирующими экранами, при ширине равной от 0,05 до 1,1 длины горизонтального капиллярного переноса влаги, в пары рядков высев кукурузы либо галофитов (например - ковыль перистый), а в их междурядье - сведа дуголистная либо кохия веничная, что обеспечивает ускорение окультуривания почвы и сокращение сроков работ по биомелиорации деградированных земель.

Кроме того использование в способе предполагаемого изобретения инерционнонапорной подачи органоминеральной смеси на основание экрана позволяет производить выполнение ее укладки через полости разноглубинных от 0,35 до 0,55 м параболических стоек объемных рыхлителей и между ними за ножами под отвалами с криволинейно-дугообразной формой в поперечной плоскости к направлению движения, причем укладки после предварительного выполнения измельчения компонентов и приготовления смеси, при ее составе, об. %: 33…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит с микроэлементом молибден, 15…40 смесь ила, алеврита, песка, 0…15 железный купорос, 15…37 глина, что обеспечивает благоприятные водный, воздушный и питательный режимы для развития корневой массы растений.

Проведение обследования участка с дистанционной диагностикой слоев почвогрунта по результатам лидарной географической привязки границ солонца, кустарниковой поросли, с чередованием шага установки и работы электродинамического возбудителя колебаний 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 - показана схема этапов обработки полос с образованием криволинейно-дугообразных поверхностей дна объемного рыхления и севом на разрезах слоя почвогрунта с солонцами, вид общий.

Предлагаемый способ от начала выполнения до посева содержит:

Предварительное почвенное агромелиоративное обследование участка 6 (Фиг. 1) со стерней либо с дерном 1 (Фиг. 2), почвой 3 (Фиг. 2) с глубиной Н₁ подпочвенной линзой солонца 4 (Фиг. 1 и 2) с глубиной Н₂, подсолонцовым грунтом 5 (Фиг. 2), с установлением границ 30 (Фиг. 1) пятен текстур (изображений), при комплексной диагностике состояния почвогрунтов по аэрофотоснимками 7 (Фиг. 1) и результатам безраскопного эхолокационного зондирования 8 (Фиг. 1) с географической привязкой 9 (Фиг. 1), разработкой программ для ПК, передачей их в цифровом виде на управляющий процессор комбинированного агрегата 10 (Фиг. 1 и 2), устройство с глубиной Н₃ в подпочвенном слое 5 (Фиг. 2), ниже горизонта солонца Н₂ водорегулирующего органоминерального экрана 18 (Фиг. 2) с непроницаемостью в период атмосферных осадков при накапливании необходимого количества воды для богарного возделывания растений и отводящий избыточную воду превышающую объем свободных пор в грунт между экранами, для сохранения под ними в слое глубиной Н₄, устройство на обрабатываемой полосе над экраном 18 (Фиг. 2) в почвенном слое кулисы 13 (Фиг. 2) тонкой 0,02…0,1 м прослойки 31 (Фиг. 2) из смеси жидкого навоза, песка, ила и воды, а также ниже дна кулис 13 сплошной прослойки 38 (Фиг. 2) жидкого навоза 0,02…0,07 м над разрыхленными почвенным и подпочвенным пограничными слоями 39 (Фиг. 2) в полости между подрезанным слоем почвы и обработанными с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта 28 (Фиг. 1), адресное внесение на поверхность почвы мелиоранта - сыпучей извести, либо фосфогипса 11 (Фиг. 1), в почвогрунт 3 (Фиг. 2) с водонерастворимыми солями подачи 12 (Фиг. 2) в слои 39 (Фиг. 2) и на кулисы 13 (Фиг. 2) мелиоранта-железный купорос, либо отработанный электролит, раствор серной кислоты 28 (Фиг. 1), при совмещении 14 (Фиг. 2): «нулевой» механической обработки полос, объемного подпочвенного рыхления отвалами 25 (Фиг. 2), измельчения почвенных агрегатов, кустарниковой поросли батареями рубительно-пильных дисков (на схеме не показаны) в кулисах 13 с сепарацией на фракции; химической обработки - с распределением минеральных PNK удобрений 26 (Фиг. 1) в подпокровном горизонте 15 в кулисах 13 и на поверхности 16 (Фиг. 2) почвы 3 между кулис 13; биологической обработки - с внесением раствора с азотофиксирующими ассоциированными микроорганизмами мизорин 17 (Фиг. 2) в почву 3, подсева смесей семян, создания над водорегулирующим экраном 18 (Фиг. 2) кулис 13 с нулевой обработкой 14 и чередованием пар рядков 19 (Фиг. 2) с высевом однолетних покровных культур 27 (Фиг. 2), а в междурядье на обработанной кулисе 13 с высевом многолетних бобовых культур 20 (Фиг. 2) и между кулисами с посевом галофитов 21 (Фиг. 2) на существующем дерне 1, причем на полосах дерна 1 в промежутках Lcп (Фиг. 2) между смежными водорегулирующими экранами 18, при ширине равной от 0,05 до 1,1 длины горизонтального капиллярного переноса влаги, в пары рядков 19 высевают кукурузу 22 (Фиг. 2) либо галофиты 21 (например - ковыль перистый), а в междурядье пар рядков 19 сведу дуголистную либо кохию веничную 23 (Фиг. 2), а также способ содержит укладку органоминеральной смеси в экран 18 с инерционнонапорной подачей через полости параболических стоек объемных рыхлителей 24 (Фиг. 2) и ножами между ними под отвалы 25 (Фиг. 2), с дополнительным выполнением предварительного измельчения компонентов смеси с размером до 4…8 мм органической части, до 1,5…3,0 мм минеральной при ее составе, об. %: 33…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит с микроэлементом молибден, 15…40 смесь ила, алеврита, песка, 0…15 железный купорос, 15…37 глина; полосовое возделывание растений при выполнении сева смеси семян: бобовых семян 20, предварительно прошедших инокуляцию ризоторфином, и покровных злаковых культур 22, 27 - мизорином или флавобактерином с одновременным внесением сыпучих минеральных удобрений 26, выравнивания 29 (Фиг. 1) поверхности кулис 13 и уплотнения почвы 3 с заделкой семян 21, 23 в полосах между кулис и на поверхности комплексно обработанных кулис 13.

Способ осуществляется следующим образом. На мелиорируемом участке 6 (Фиг. 1), например, на богарных сухостепных землях с бурыми или каштановыми почвами 1 с корковыми солонцами, линзами орехообразного, призматического солонца 4 (Фиг. 1 и 2) и при подпочвенном горизонте глыбистого либо столбчатого солонца, завозят: беспилотный летательный аппарат 7 (Фиг. 1), оборудованный лазерной сканирующей системой с передатчиком и приемноком - лидар 2 (Фиг. 1.); сонар 8 (Фиг. 1) с электродинамическим возбудителем колебаний 34 (Фиг. 1), сейсмоприемником 35 (Фиг. 1). Запускают в воздух над участком 6 беспилотный летательный аппарат 7 и проводят предпроектные изыскания с использованием географической информационной системы (ГИС) и результатов сканирования - лидаром 2. Полученные данные сканирования, при агромелиоративных обследованиях, вводят в базу ГИС и на магнитный носитель персонального компьютера (ПК) с географической привязкой 9 (Фиг. 1) и определяют предварительный маршрут 32 (Фиг. 2.) и с переменным шагом безраскопного зондирования 36 (Фиг. 1). При движении по намеченному маршруту 33 визуально определяют соответствие видов почв по имеющемуся паспорту участка, по рассчитанным спектральным коэффициентам яркости почв влажности поверхностного слоя, и границ фактически наблюдаемых комплексов почв, фиксируют границы 30 (Фиг. 1), уточняют геофизический маршрут 36 (Фиг. 1) наземного безраскопного определения сонаром 4 показателей глубины горизонтов почвогрунтов, несущей способности почвы. Устанавливают электродинамический возбудитель колебаний 34 с переменным шагом L₁ от 15,0 до 35,0 м на участке 6, L₂ от 0,5 до 3,5 м над 4 и устанавливают на расстоянии с радиусом R₁ и r₂ на участке 6, R₃ и r₄ от 0,25 до 1,0 м над 4 от возбудителя колебаний 34 сейсмоприемник 35, проводят диагностику горизонтов с глубиной H₁, Н₂, Н₃, H₄, участка 6 (Фиг. 1.). По результатам эхолокации с дешифровкой и передачей ее результатов на ПК, проводят подготовку программы автоматического включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления при связке координат через кодовый GPS приемник, передают программу на ПК комбинированных агрегатов 10 (Фиг. 1 и 2). Заводят двигатель технического средства 10, заглубляют рабочие органы, выполняют адресную обработку 37 (Фиг. 1) почвогрунтов и устраивают на глубине Н₃ в подпочвенном слое 5 (Фиг. 2), ниже горизонта солонца Н₂ водорегулирующий органоминеральный экран 18 (Фиг. 2), устраивают на обрабатываемой полосе над экраном 18 (Фиг. 2) в почвенном слое кулисы 13 (Фиг. 2) тонкую 0,02…0,1 м прослойку 31 (Фиг. 2) из смеси жидкого навоза, песка, ила и воды, а также ниже дна кулис 13 сплошную прослойку 38 (Фиг. 2) жидкого навоза толщиной 0,02…0,07 м над разрыхленными почвенным и подпочвенным пограничными слоями 39 (Фиг. 2) в полости между подрезанным слоем почвы и обработанными с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта 28 (Фиг. 1), адресно вносят на поверхность почвы мелиорант - сыпучую известь, либо фосфогипс 11 (Фиг. 1), в почвогрунт 3 (Фиг. 2) с водонерастворимыми солями подают 12 (Фиг. 2) в слой 39 (Рис. 2) и на кулисы 13 (Фиг. 2) мелиорант - железный купорос, либо отработанный электролит, раствор серной кислоты 28 (Фиг. 1), проводят 14 (Фиг. 2) «нулевую» механическую обработку полос, выполняют объемное подпочвенное рыхление отвалами 25 (Фиг. 2), измельчают почвенные агрегаты, кустарниковую поросль батареями рубительно-пильных дисков (на схеме не показаны) в кулисах 13, распределяют минеральные PNK удобрения 26 (Фиг. 1) в подпокровном горизонте 15 в кулисах 13 и на поверхности 16 (Фиг. 2) почвы 3 между кулис 13; вносят раствор с азотофиксирующим ассоциированным микроорганизмом мизорин 17 (Фиг. 2) в почву 3. Создают над водорегулирующим экраном 18 (Фиг. 2) кулисы 13 с нулевой обработкой 14 и чередованием пар рядков 19 (Фиг. 2) и высевают однолетние покровные культуры 27 (Фиг. 2), а в междурядье на обработанной кулисе 13 высевают многолетние бобовые культуры 20 (Фиг. 2) и между кулисами галофиты 21 (Фиг. 2), причем на полосах дерна 1 в промежутках Lcп (Фиг. 2) между смежными водорегулирующими экранами 18, при ширине от 0,05 до 1,1 длины горизонтального капиллярного переноса влаги, в пары рядков 19 высевают кукурузу 22 (Фиг. 2) либо галофиты 21 (например - ковыль перистый), а в междурядье пар рядков 19 сведу дуголистную либо кохию веничную 23 (Фиг. 2). Укладывают органоминеральную смесь в экран 18 с инерционнонапорной подачей через полости параболических стоек объемных рыхлителей 24 (Фиг. 2) и ножами между ними под отвалы 25 (Фиг. 2) с криволинейно-дугообразным профилем в поперечной плоскости к направлению движения, дополнительно выполняют предварительное измельчение компонентов смеси с размером до 4…8 мм органической и до 1,5…3,0 мм минеральной части, при ее составе, об. %: 33…50 растительные остатки и перегной, 3…10 монтмориллонит с микроэлементом молибден, 15…40 смесь ила, алеврита, песка, 0…15 железный купорос, 15…37 глина. Выполняют полосовое возделывание растений и сев смеси семян бобовых семян 20, предварительно прошедших инокуляцию ризоторфином, и покровных злаковых культур 22, 27 - мизорином или флавобактерином и одновременно вносят сыпучие минеральные удобрения 26. Выравнивают 29 (Фиг. 1) поверхность кулис 13 и уплотняют почву 3 с заделкой семян 21, 23.

Таким образом, предлагаемый способ биомелиорации бурых и каштановых почв с солонцами на деградированных богарных сухостепных землях 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.

Изобретение относится к области биомелиорации деградированных сельскохозяйственных земель. Способ включает изыскания, содержащие почвенные агромелиоративные обследования участка, при комплексной безраскопной диагностике аэрофотоснимками лазерной сканирующей системой и геофизическим маршрутным наземным безраскопным эхолокационным зондированием показателей состояния деградированных земель и с одновременным вводом полученных данных на магнитный носитель в базу ПК, картирование участка на ГИС, подготовку программы включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления и связки координат через кодовый GPS приемник комбинированного агрегата с привязкой к географическим координатам и передачу результатов на управляющий процессор комбинированного агрегата, выполняющего последовательно одновременную обработку. Кроме того, выполняют адресное внесение мелиоранта, при этом подрезают слой почвы, одновременно разрыхляют почвенный и подпочвенный пограничные слои и подают в этот слой мелиорант – железный купорос, либо отработанный электролит, раствор серной кислоты, а в полости между подрезанным и обработанными с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта слоями образуют 0,02-0,07 м прослойку из жидкого навоза. Проводят объемное подпочвенное рыхление и одновременно образуют на дне разрыхленного подсолонцового слоя полосовой водонепроницаемый в период атмосферных осадков и во время засухи проницаемый корнями растений водорегулирующий органоминеральный экран с укладкой органоминеральной смеси через полости разноглубинных от 0,35 до 0,55 м параболических стоек объемных рыхлителей и между ними под отвалы смеси при ее составе, об.%: растительные остатки и перегной – 33-50, монтмориллонит с микроэлементом молибденом – 3-10, смесь ила, алеврита, песка – 15-40, железный купорос – 0-15, глина – 15-37. Причем устраивают кулисы над экраном в почвенном слое и измельчают почвенные агрегаты, кустарниковую поросль и создают в почвенном слое кулисы 0,02-0,1 м прослойку из смеси жидкого навоза, песка, ила и воды. Адресно вносят на поверхность почвы мелиорант – сыпучую известь, либо фосфогипс, при этом водорегулирующий органоминеральный экран укладывается ниже слоя солонца. Способ позволяет сократить сроки биомелиорации деградированных земель с наличием пятен солонцеватой почвы, комплексов солонцов и подпочвенных линз солонца, повысить продуктивность сельскохозяйственных угодий с богарным возделыванием растений при одновременном рассолении почв. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ биомелиорации бурых и каштановых почв с солонцами на деградированных богарных сухостепных землях, характеризующийся тем, что включает изыскания, содержащие почвенные агромелиоративные обследования участка, при комплексной безраскопной диагностике аэрофотоснимками лазерной сканирующей системой и геофизическим маршрутным наземным безраскопным эхолокационным зондированием показателей состояния деградированных земель и с одновременным вводом полученных данных на магнитный носитель в базу ПК, картирование участка на ГИС, подготовку программы включения и выключения ею рабочих органов с пульта управления и связки координат через кодовый GPS приемник комбинированного агрегата с привязкой к географическим координатам и передачу результатов на управляющий процессор комбинированного агрегата, выполняющего последовательно одновременную обработку, а также адресное внесение мелиоранта, при этом подрезают слой почвы, одновременно разрыхляют почвенный и подпочвенный пограничные слои и подают в этот слой мелиорант – железный купорос, либо отработанный электролит, раствор серной кислоты, а в полости между подрезанным и обработанными с внесением на разъединенные комки химического мелиоранта слоями образуют 0,02-0,07 м прослойку из жидкого навоза, проводят объемное подпочвенное рыхление и одновременно образуют на дне разрыхленного подсолонцового слоя полосовой водонепроницаемый в период атмосферных осадков и во время засухи проницаемый корнями растений водорегулирующий органоминеральный экран с укладкой органоминеральной смеси через полости разноглубинных от 0,35 до 0,55 м параболических стоек объемных рыхлителей и между ними под отвалы смеси при ее составе, об.%: растительные остатки и перегной – 33-50, монтмориллонит с микроэлементом молибденом – 3-10, смесь ила, алеврита, песка – 15-40, железный купорос – 0-15, глина – 15-37, причем устраивают кулисы над экраном в почвенном слое и измельчают почвенные агрегаты, кустарниковую поросль и создают в почвенном слое кулисы 0,02-0,1 м прослойку из смеси жидкого навоза, песка, ила и воды, адресно вносят на поверхность почвы мелиорант – сыпучую известь, либо фосфогипс, при этом водорегулирующий органоминеральный экран укладывается ниже слоя солонца.

2. Способ биомелиорации бурых и каштановых почв с солонцами на деградированных богарных сухостепных землях по п. 1, характеризующийся тем, что содержит проведение маршрутного обследования участка с дистанционной диагностикой слоев почвогрунта и чередование шага L₁ установки и работы электродинамического возбудителя колебаний сонара от 15,0 до 35,0 м, a L₂ от 0,5 до 3,5 м и установки сейсмоприемника от возбудителя колебаний с радиусом R₁ и r₂, R₃ и r₄ от 0,25 до 1,0 м.

3. Способ биомелиорации бурых и каштановых почв с солонцами на деградированных богарных сухостепных землях по п. 1, характеризующийся тем, что содержит полосовое возделывание растений, при этом на кулисах выполняют чередование нарезки пар рядков и высевают в них семена однолетних покровных культур, а в междурядье на кулисе высевают многолетние бобовые культуры и между кулисами на существующем дерне подсевают галофиты, причем на полосах дерна в промежутках Lcп между смежными водорегулирующими экранами, при ширине равной от 0,05 до 1,1 длины горизонтального капиллярного переноса влаги, в пары рядков высевают кукурузу либо галофиты, например ковыль перистый, а в междурядье этих пар рядков выполняют сев семян сведы дуголистной, либо кохии веничной с одновременным внесением в почву сыпучих фосфорных и калийных минеральных удобрений, раствора с азотофиксирующими микроорганизмами при выполнении высева семян галофитов.