Влияние глубины заделки и сроков посева сидерата горчицы белой на воспроизводство плодородия почвы и на урожайность зерновых культур Российский патент 2021 года по МПК A01C21/00 A01G7/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и земледелия. Способ включает использование сндерата зеленых растений горчицы белой, которые заделывают в почву на разные глубины и при разных сроков посева в технологии возделывания, а также повышения урожайности и качество яровых зерновых культур..

Известен способ обогащения почвы путем внесения в нее пожнивного сндерата, соломы и минеральных удобрений под гречиху. Недостатком этих способов является невозможность максимального использования удобрительных свойств вносимых и почву пожнивного сндерата, соломы и минеральных удобрений и получения экологически чистой продукций.. Известен также способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий внесение в почву органических и минеральных удобрений. Но известные способы не решают- одновременно задачи обогащения почвы, повышений урожайности сельскохозяйственных культур и получения экологически безопасной продукций растениеводства.

Изобретение предлагаемое автором решает все вопроси, а именно повышает плодородие дерново-подзолистой почвы обогащает ее азотом, калием и фосфором, макро- и микроэлементами повышает урожайность, качество сельскохозяйственных культур и первые решает вопрос получения экологически чистой безвредной для организма человека продукций растениеводства. К настоящему времени достаточно хорошо изучено влияние условия выращивания на накопление белка в зерне и его состав. Установлено, что основным внешним, фактором, от которого зависит содержание белка в зерне и который может управляться человеком» является обеспечение растение азотом.

Зеленое удобрение оказывает большое влияние не только на урожай, но и на качество сельскохозяйственной продукции в частности на содержание белка в зерне [4]. Настоящее время установлено, что из всех элементов минерального питания прямое влияние на накопление белка в зерне злаковых культур оказывает только азот. При улучшении условий азотного питания повышается концентрации азота вегетативных органах и количество азота в растении, приходящиеся на единицу массы зерна, а это ведет к повышению белка в зерне.

Исследования проводили в полевом опыте, заложенном в 2013 году, в фермерском хозяйстве Волоколамского района Московской области.

Общая площадь фермерского хозяйства - 5,5 га. Волоколамский муниципальный район расположен на северо-западе Московской области в зоне с умеренно-континентальным климатом. Средняя многолетняя температура воздуха в июле +19°, в январе составляет -6,7°С. Среднегодовое выпадение осадков - 450-650 мм. Средняя продолжительность вегетационного периода - 130-140 дней. Сумма положительных температур выше 10°С составляет 1900-2200°С.

Рассматривались следующие варианты опыта:

1. Контроль (сидерат) заделкой ее на глубину 20 см.

2. N₆₀P₆₀K₆₀ (сидерат) заделкой ее на глубину 20 см.

3. Заделка сндерата на глубину 10 см. 3 раза (весенний, летний, осенний.) 4.3аделка сндерата на 0-20 см (весенний, летний, осенний) 3 раза 5. Заделка сндерата - весенняя -25 см., летняя-20 см., осеннняя -10 см.

Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур была приемлема для Московской области.

Возделывали горчицу белую сорта «Лунская». Норма высева - 40 кг/га. Аммиачную селитру из расчета 40 кг/га вносили в подкормку по всходам. Повторность опыта 3-х кратная, размещение вариантов - систематическое, размер делянок 1 м × 12 м=12 м².

Почва опытного участка дерново-подзолистая пойменная. Перед закладкой опыта она характеризовалась следующими агрохимическими показателями пахотного и подпахотного горизонтов (табл. 1).

Урожайность зеленой массы горчицы белой различалась и зависела в основном от метеорологических условий и сроков сева. В 2013 г. средняя урожайность зеленой массы горчицы белой при весеннем сроке посева составляла 30,4 т/га, или 3,04 т/га сухого вещества, при летнем сроке сева -25,6 т/га, или 2,56 т/га сухого вещества. В исследованиях, проведенных на дерново-подзолистой почве, установлено, что при весеннем сроке сева урожайность зеленой массы горчицы белой была на 16,0% выше, чем при летнем сроке (табл. 2).

Результаты наших исследований свидетельствуют, что в условиях засушливого лета 2014 г., численность сорняков в фазу колошения яровой пшеницы «Злата» варьировалась от 6 до 23 шт./м2. При этом, наиболее чистыми от сорняков были посевы по глубокой заделке (0-25 см) сидерального пара - 6 шт./м2. Затем в порядке возрастания засоренности размещали сидеральные пары с запашкой на 0-20 см (18 шт./м2) и 0-10 см (19 шт./м2). По количеству многолетних сорняков преимущество было за глубокой вспашкой (2 шт./м²) (табл. 2). Аналогичная картина наблюдалась и под другими культурами полевого севооборота (картофель, ячмень, овес) (табл. 2).

Таким образом, глубокая заделка сидерата (0-25 см) оказалась наиболее эффективным средством борьбы с засоренностью в посевах яровой пшеницы «Злата».

В засушливом 2014 году отсутствие осадков в период июль-август ускорило созревание яровой пшеницы. Эффективность сидерального пара, в значительной мере, определялась глубиной заделки зеленого удобрения. В этом отношении преимущество находится на стороне раннего майского срока при глубокой заделке горчицы белой (0-25 см). В этом варианте получена самая высокая прибавка урожая зерна на 0,81 т/га или на 19,4% по отношению к чистому неудобренному пару (контроль). Самый низкий урожай яровой пшеницы (3,48 т/га) получен на фоне без применения удобрений (контроль)

Урожайность ярового ячменя сорта «Владимир« в 2016 году различалась по вариантам опыта и зависела от количества запаханной сидеральной массы и глубины заделки сидерата в почву. Самая низкая урожайность зерна оказалась на контроле - 3,41 т/га. Применение только одних минеральных удобрений повысило урожайность до 4,41 т/га, или на 29%. По глубинам заделки горчицы белой, здесь явное преимущество за глубокой заделкой (0-25 см) - урожайность здесь оказалась наиболее высокой и составила 5,70 т/га или на 67% выше по сравнению с контролем (табл. 3).

Урожайность овса «Яков» в 2017 г. так же различалась по вариантам опыта. Однако, прослеживается такая же закономерность как на ячмене «Владимир" и составляла по вариантам от 3,3 до 5,3 т/га (табл. 3).

Таким образом, изучение глубины заделки зеленой массы горчицы белой в почву позволяет сделать вывод о преимущественном влиянии глубокой запашки (0-25 см) на снижение засоренности посевов и повышении урожайности с. -х. культур.

Масса 1000 семян - характеризует количество веществ, содержащихся в зерне, этот показатель тесно связан с крупностью зерна (таблица 4).

Масса 1000 семян не нормируется в ГОСТах, однако можно заметить, что при варианте заделки на глубину 0-10 см у пшеницы отмечается увеличение массы 1000 семян на 0,3 г по сравнению с контролем. А при варианте заделки сидерата на глубину 0-20 см у ячменя и овса наблюдается повышение массы в сравнении с контролем на 4,7 г и 3,7 г соответственно.

Натура зерна (табл. 5) - это масса определенного объема зерна, выраженная в граммах.

Величина массы 1000 зерен оказывает влияние на натуру лишь в случае анализа щуплого и мелкого выполненного зерна, при этом с увеличением массы 1000 зерен становится больше и натура зерна.

Натура регламентируется в ГОСТах на технические условия культуры.

Наибольший показатель натуры у пшеницы мягкой яровой сорта «Злата» можно отметить в варианте 5 при глубине заделки сидерата на 0-25 см, и он составляет 745 г/л, что больше контроля на 3 г/л.

Пшеница мягкая яровая регламентируется ГОСТ Р 52554-2006. «Пшеница. Технические условия», где натура для 1-го класса составляется не менее 770 г/л, для 2-го и 3-го классов - не менее 745 г/л, для 4-го - не менее 710 г/л, а для 5-го класса не регламентируется. Следовательно, образцы пшеницы под номерами 1, 2, 3 и 4 можно отнести к пшенице 4-го класса, а образец пять к пшенице 2 класса.

Средний показатель натуры у ярового ячменя составил 668,7 г/л, наибольший результат наблюдался в варианте опыта 5 (сидерат 25-27 см) и составил 673 г/л, у овса самый высокий показатель, как у ячменя и пшеницы, наблюдался при запашке сидерата на глубину 0-25 см, и составил 576 г/л.

Натура ячменя регламентируется в ГОСТ 28672 - 90 «Ячмень. Требования при заготовках и поставках». Согласно ГОСТу натура для ячменя, предназначенного на продовольственные цели должна составлять не менее 630 г/л, для выработки солода - не менее 570 г/л, а ячмень, используемый на кормовые цели и для выработки комбикормов, не ограничивается. Таким образом, можно отметить, что натура во всех вариантах соответствует стандарту для ячменя, предназначенного на продовольственные цели. Но следует сказать, что наибольший результат наблюдался при варианте запашки сидерата на глубину 0-25 см и составил 673 г/л, что на 2 г/л больше контроля и на 9 г/л больше самого минимального значения натуры.

У овса же наибольший результат натуры был отмечен в образце 4, и составил 576 г/л. Также хорошие показатели отмечаются в образцах 2 и 5, где натура составила 575 г/л, что всего лишь на 1 г/л уступает четвертому образцу. Нормы для овса регламентируются в ГОСТе 28673-90 «Овес. Требования при заготовках и поставках» и натура для первого класса, согласно стандарту, составляет не менее 520 г/л, следовательно, все образцы удовлетворяют это требование.

Содержание белка (табл. 6). В пшенице содержится приблизительно от 6 до 20% белка, в зависимости от типа и разновидности пшеницы, но главным образом в зависимости от условий внешней среды в период созревания пшеницы, Содержание белковых веществ в зерне ячменя колеблется от 7 до 25%

Среди изучаемых глубин заделки зеленого удобрения в засушливый вегетационный период 2014 года преимущество по содержанию белка имеет глубокая заделка на 0-25 см (табл. 5), это объясняется тем, что основная масса корневой системы горчицы белой залегает на глубину более 30 см и выкачивает необходимые минеральные элементы доступные для культурных растений. Таким образом, содержание белка в зерне яровой пшеницы увеличивалось с 11,4% на контроле без применения удобрений до 13,5% или на 2,1% при глубокой заделке. В вариантах сидерального пара при глубокой (0-25 см.) горчицы белой было получено зерно яровой пшеницы отвечающее требованиям 1-го товарного класса согласно ГОСТ Р 52554-2006 «Пшеница. Технические условия». Также к первому классу можно отнести пшеницу озимую сорта «Немчиновская-17», а именно образы за номерами 4 и 5, в которых количество белка составило 14,2%.

Для ярового ячменя наибольшее содержание белка можно отметить в варианте заделке сидерата с использованием N₆₀Р₆₀K₆₀. Белок в этом образце составил 14,6%, что больше контроля на 0,7%. Таким образом, все образцы ячменя нельзя использовать для пивоварения, т.к. согласно стандартам, белок не должен превышать 12%, но можно использовать для продовольственных и кормовых целей.

Клейковина (табл. 7) - это азотистое или белковое вещество хлебных зерен, нерастворимое в воде, также она сообщает муке способность превращаться в тягучее тесто, ее качеством определяется достоинство муки.

Наибольшая массовая доля сырой клейковины составил образец 5 (30,4 при ручном способе отмыва и 28,1 при использовании ИК-анализатора). Качество сырой клейковины также отмечено при заделке сидерата на глубину 0-25 см и составило 71 ед. ИДК. Так образец номер пять и по качеству и по количеству клейковины можно отнести ко второму классу пшеницы.

Повышение биологической активности в верхних слоях дерново-подзолистой почвы делает сидерацию, как в чистом виде, так и в пожнивной форме важным фактором воздействия на продуктивность при зернопропашной специализации земледелия. Давая энергетическую оценку при применения зеленого удобрения в условиях опыта в КФХ «Ирек» следует отметить, что все сельхозпродукты состоять из органических веществ, синтез которых происходит с поглощением солнечной радиации, кинетическая энергия солнца превращает его в потенциальную энергию органического вещества. В силу биологических особенностей, различные растения обладают неодинаковой способностью усваивать кинетическукую энергию солнца имеют неодинаковую энергетическую ценность. Влияние глубины заделки и сроков посева зеленого удобрения в виде горчицы белой на энергетическую оценку характеризует таблица 1.

Анализ энергетической оценки позволяет сделать вывод о, том, что самой низкой оценкой характеризуется контроль (сидерат) и составляет 165,3 МДж. Применение минеральных удобрений на фоне сидерата повышает энергетическую оценку до 190,1 МДж. Среди изучаемых глубин, заделки горчицы белой заметное преимущество имеет глубокая (25-27 см) заделка энергетическая оценка самая высокая и составляет 218,5 МДж/га. Влияние зеленого удобрения в виде горчицы белой на продуктивность севооборота характеризует таблица 9.

Из таблицы, видно что урожайность сельскохозяйственных культур зерновых единицах по сравнению с контролем во всех остальных вариантах заметно повышается особенно в 5 варианте, где зеленая масса заделывалась во всех трех слоях (0-10 см), (0-20 см), (0-25 см), а продуктивность его по сравнению контролем (11,86 т/га з. е.) составила 15,65 т/га, т.е. прибавка составила 32,7%. Экономическую эффективность возделывания зерновых и картофеля в условиях Московской области характеризует таблица 10.

Из таблицы видно, что окупаемость по всем возделываемым культурам на 1 руб. затрат составляет больше 4-х рублей. Поэтому использование зеленого удобрения в виде горчицы белой экономическом плане выгодно и сама технология себя оправдывает.

Библиографический список

1. Бегеулов, М.Ш. Технологические свойства зерна озимой пшеницы в специализированных зерновых севооборотах с зеленым удобрением / М.Ш. Бегеулов, Н.Н. Пермякова, В.Г. Лошаков // Агро 21. - 2013. - №4-6. - С. 39-41.

2. Берзин, A.M. Зеленые удобрения в Средней Сибири / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск: - 2002. - 395 с.

3. Довбан К.И. Зеленое удобрение в современном земледелии. Вопросы теории и практики. - Минск: Белорусская наука, 2009. - 404 с.

4. Лошаков, В.Г. Зеленые удобрения в земледелии России / В.Г. Лошаков. - М.:ВНИИА, 2015. - 300 с.

5. Хайруллин, Х.Х. Инновационный подход в применении сидеральной культуры горчицы белой как важный элемент сохранения и воспроизводства плодородия дерново-подзолистой почвы. / Энтузиасты аграрной науки.: Сб. ст. по материалам Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 100-летию кафедры почвоведения Кубанского государственного аграрного университета имени И.Т. Трубилина и 80-летию члена-корреспондента РАН Кудеярова Валерия Николаевича / отв. за вып. А.Х. Шеуджен. 2019. - Краснодар: КубГАУ, 2019. - 202-207 с.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и земледелия. В способе в качестве сидерата используют зеленые растения горчицы белой, выращиваемые в сидеральном пару, которые высевают весной и заделывают в дерново-подзолистую почву на глубину 0-25 см в три срока заделки: весенний, летний, осенний. Способ обеспечивает повышение плодородия дерново-подзолистой почвы с обогащением ее азотом, калием и фосфором, макро- и микроэлементами, урожайности, качества сельскохозяйственных культур с получением экологически чистой, безвредной для организма человека продукции растениеводства. 10 табл.

Способ повышения урожайности яровой пшеницы сорта «Злата» и сорта озимой пшеницы «Немчиновская-17» и снижения засоренности их посевов и воспроизводства плодородия на дерново-подзолистой почве, в котором в качестве сидерата используют зеленые растения горчицы белой, выращиваемые в сидеральном пару, которые высевают весной, заделывают в дерново-подзолистую почву на глубину 0-25 см в три срока заделки: весенний, летний, осенний.