Способ возделывания сои в условиях обогащения почвы Российский патент 2023 года по МПК A01C21/00 A01C7/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к биологизации технологии возделывания сои и расширенного воспроизводства почвенного плодородия.

Современные способы повышения плодородия почв при возделывании сои должны одновременно решать задачи обогащения почвы, повышения урожайности культуры.

Известен СПОСОБ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ОТХОДОВ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ, включающий использование животноводческих отходов, а именно птичьего помета с добавкой силикокизерита и тонкомолотого мела, который сушит органическую массу до рассыпчатого состояния и позволяет технологично, равномерно вносить их в почву [https://research-journal.org/wp-content/uploads/2011/10/1-3-43.pdf].

Недостатком данного способа является трудоемкость процесса из-за необходимости смешивать три компонента в разных физических формах со строгим соблюдением процентного содержания компонентов.

Известен способ [https://sgau.ru/files/pages/35610/15211088310.pdf] применения свиноводческих стоков при орошении посевов кукурузы в условиях светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья. Недостатком способа является отсутствие актуальности при использовании в богарном земледелии. Кроме того, в Белгородской отсутствуют водные ресурсы в том количестве, чтобы использовать их для разбавления свиноводческих стоков.

Существует способ успешного применения подстилочного свиного навоза с результатом повышения продуктивности севооборота и снижения кислотности дерново-подзолистой почвы, описанный Хлыстовским В.А.

[https://universityagro.ru/aгpoxимия/нaвoз/]. Поскольку широко распространен способ гидросмыва экскрементов свиней, то недостатком способа применения подстилочного навоза является отсутствие возможности применения последнего в качестве решения проблемы рационального использования (в качестве органических удобрений) именно стоков.

В Белгородской области работает много крупных животноводческих комплексов и птицефабрик, насчитывающие десятки, сотни тысяч голов скота и птиц. В области ежегодно накапливается 8,3 млн. м3 свиных стоков и 1,1 млн. тонн птичьего помета. Лагуны, предназначенные для хранения свиноводческих стоков уже не справляются с вновь поступающими объемами продуктов жизнедеятельности поголовья. В связи с этим возникает острый вопрос утилизации отходов. Эффективным решением для Белгородской области как для лидера сельскохозяйственного производства может стать способ использования животноводческих отходов в качестве органических удобрений, тем самым повышая плодородие почв, рост продуктивности с. -х. культур при условии сохранения экологически допустимых параметров окружающей среды.

Совместного способа применения свиноводческих стоков и компоста на основе куриного помета в технологии возделывания сои в условиях Центрально-Черноземного региона не найдены.

Цель, на решение которой направлено заявляемое изобретение, представляется в получении повышенного урожая зерна сои для кормовых целей совместно с повышением агрофизических, физико-химических и агрохимических показателей плодородия.

Технический результат - достижение высокой урожайности сои при расширенном сохранении и воспроизводстве плодородных свойств чернозема типичного.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве органических удобрений и почвоулучшителей используются отходы животноводческой промышленности - свиноводческие стоки в комплексе с компостом на основе куриного помета в дозах 15 т/га и 1 т/га соответственно на фоне минимальной технологии заделки удобрений - поверхностно на глубину до 15 см дискаторами.

В результате последовательного внесения свиноводческих стоков и компоста на основе подстилочного куриного помета в почве происходит процесс синергии комбинации двух органических удобрений. Содержание аммиачного азота в бесподстилочном навозе составляет 50-70% от общего. Что обеспечивает первую удобряемую культуру азотом не менее чем в 2- 3 раза лучше, чем эквивалентная по общему азоту доза подстилочного навоза, а фосфор и калий бесподстилочного навоза при внесении в эквивалентных по этим элементам дозах по действию на растения равноценны подстилочному навозу. Органическое вещество составляет 70-80% сухой массы бесподстилочного навоза, а соотношение С: N значительно уже, чем в подстилочном, поэтому он быстрее минерализуется и лучше обеспечивает не только азотом, но и другими элементами первую удобряемую культуру. Однако по этой же причине бесподстилочный навоз обладает более коротким последействием на культуры и при эквивалентных по содержанию органического вещества количествах на 40% слабее, чем подстилочный, участвует в новообразованиях гумуса почв.

Компостирование - биотермический процесс минерализации и гумификации компонентов, уменьшающий потери питательных элементов птичьего помета с одновременным ускорением разложения других соломы и переводом в доступные для растений формы питательных элементов их. При компостировании происходит биотермическое обеззараживание помета, в результате нагревая до 60°С создаются неблагоприятные условия, которые убивают яйца и личинки мух и гельминтов, а также болезнетворные неспоровые микроорганизмы. Так в компосте солома (которая без компостирования слабо разлагается) выступает в роли поглотителя влаги, аммиака, диоксида углерода, а птичий помет обогащен микрофлорой и содержит значительные количества легкоразлагающихся азотистых и безазотистых органических соединений. Компост на основе подстилочного куриного помета обладает достаточной сыпучестью, невысокой влажностью. Характерным свойством является обогащение почвы органическим веществом, тем самым закрывая недостаток свиноводческих стоков. При влажности 56% он содержит в среднем 1,6% N, 1,5% Р205 и 0,9% К20. Это ценное, наиболее концентрированное и быстродействующее среди других отходов отрасли животноводства органическое удобрение, содержащее 10% аммиачного азота (от общего количества азота).

В 2018-2020 годах в Белгородской области был заложен девятивариантный двухфакторный опыт в трехпольном зерновом севообороте соя - озимая пшеница - кукуруза на зерно.

Варианты опыта представлены минеральной, органо-минеральной и органической системой удобрения:

1. Контроль без применения удобрений

2. Минеральные удобрения на планируемый урожай

3. Свиноводческие стоки на планируемый урожай

4. Свиноводческие стоки на планируемый урожай (осенью 0,5 дозы+весной до посева 0,5 дозы)

5. Куриный помет на планируемый урожай

6. Минеральные удобрения ½ дозы на планируемый урожай

7. Свиноводческие стоки ½ дозы на планируемый урожай

8. Куриный помет ½ дозы на планируемый урожай

9. Свиноводческие стоки+куриный помет по ½ дозы

Первый фактор - вариант удобренности, второй - способ заделки удобрения. В исследовании применяли технологию глубокого отвального рыхления (вспашки) глубиной до 27 см и технологию минимализации техногенного воздействия - поверхностную обработку почвы на 15 см (Mini-till).

Во внимание берутся следующие показатели почвенного плодородия:

1. плотность почвы в двух слоях 0-20 и 20-40 см;

2. коэффициент сруктурности;

3. гидролитическая кислотность;

4. обменная кислотность;

5. сумма поглощенных оснований;

6. численность микроорганизмов в почве (биологическая активность);

7. запасы минерального азота в слоях 0-20 и 20-40 см;

8. фактическая урожайности сои.

В таблице 1 представлены данные по плотности почвы по окончании ротации севооборота.

Наилучший показателем плотности почвы отмечен при использовании в комбинации по ½ дозы свиноводческих стоков и компоста на основе куриного помета, где данный показатель составляет 1,1 и 1,12 г/см3 в слое 0-20 и 20-40 соответственно.

Аналогичные результаты отмечены при анализе коэффициента структурности почвы (таб. 2).

Положительная динамика агрохимических свойств почвы, таких как гидролитическая и обменная кислотность отмечена в случае применения компоста на основе куриного помета и комбинации - вариант 5 и 9 (таб. 3-4).

Показатель гидролитической кислотности при внесении компоста на основе куриного помета составляет 2,0 и 1,7 мг-экв. / 100 г почвы при поверхностной обработке и при глубокой соответственно, а при использовании по ½ дозы свиноводческих стоков и компоста при мелкой обработке - 1,8 и 1,6 мг-экв. / 100 г почвы.

Немаловажным показателем является биологическая активность почвы. Данные отражены в таблицах 5 и 6.

Вариант 9 отличается высоким процентным значением разложения льняного полотна. Однако при поверхностной обработке данный показатель выше, чем при вспашке.

Анализ численности микроорганизмов коррелирует со степенью разложения льняного полотна.

Одним из наиболее значимых агрохимических показателей является содержание минерального азота в почве. Этот показатель зачастую выступает лимитирующим фактором в формировании высококачественного урожая. В графиках 1-4 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4) отображена динамика содержания этого элемента в слоях почвы 0-20 см и 20-40 см при 9 различных вариантах удобренности на фоне глубокой и поверхностной заделки удобрения. Фиг. 1 - Запасы минерального азота в почве в зависимости от уровня удобренности на мелкой обработке в слое почвы 0-20 см.

Фиг.2 - Запасы минерального азота в почве в зависимости от уровня удобренности на мелкой обработке в слое почвы 20-40 см.

Фиг. 3 - Запасы минерального азота в почве в зависимости от уровня удобренности на отвальной обработке в слое почвы 0-20 см.

Фиг. 4 - Запасы минерального азота в почве в зависимости от уровня удобренности на отвальной обработке в слое почвы 20-40 см.

Мы можем судить о эффективности органических удобрений относительно минеральных на основании пролонгированного действия первых. Азот постепенно высвобождается из органического вещества, переходя в минеральную форму и обеспечивая потребности растений в этом элементе питания.

Отбор произведен в 4 срока:

1. Осенью до посева

2. Весной после посева (третья декада мая)

3. Летом в середине вегетации (третья декада июня - первая декада июля)

4. Конец вегетации (третья декада июля - первая декада августа).

На Фиг. 1 виден пролонгированный характер высвобождения минеральной части органического вещества на 9 варианте совместного использования свиноводческих стоков и компоста на основе куриного помета при поверхностной заделке в верхнем слое почвы. А динамика азота в нижнем слое 20-40 см (Фиг. 2) происходит более эффективное потребление минеральной части. Отчетливо видно снижение содержание азота после второго отбора, что говорит о активном поглощении минерального азота растениями в критический период.

При глубокой обработке складывается иная тенденция. Во-первых, содержание азота в верхнем слое почвы ниже относительно вариантов с мелкой обработкой по причине его мобилизации в нижний горизонт в процессе обработки почвы. Во-вторых, к концу ротации содержание азота достигает катастрофически низкого уровня(Фиг. 3, 4).

Наиважнейшим показателем эффективности внедрения той или иной технологии является продуктивность культур. В таблице 7 отражена урожайность сои при 9 вариантах удобренности на мелкой технологии обработки почвы и при глубоком отвальном рыхлении. Наилучшим вариантом оказалось комбинирование свиноводческих стоков и компоста по половинной дозе каждого. Фактическая урожайность превысила планируемую на 3 ц/га.

Несколько иная картина сложилась при глубоком отвальном рыхлении. 9 вариант комбинации уступает мелкой обработке на 0,8 ц/га, а вот полная доза компоста на основе птичьего помета, наоборот - показывает достаточно хорошие результаты и превышает на 2,4 ц/га урожайность аналогичного варианта при мелкой заделке.

Таким образом, вышеописанный и доказанный опытом в производственных условиях Способ возделывания сои в условиях обогащения почвы с комбинированием по ½ дозы свиноводческих стоков и компоста на основе куриного помета позволяет достичь высокой урожайности сои при расширенном сохранении и воспроизводстве плодородных свойств чернозема типичного.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к биологизации технологии возделывания сои и расширенного воспроизводства почвенного плодородия. Способ возделывания сои в условиях обогащения почвы заключается во внесении в почву поверхностно на глубину до 15 см свиноводческих стоков в комплексе с компостом на основе куриного помета в дозах 15 т/га и 1 т/га соответственно. Использование изобретения позволит повысить урожайность сои при расширенном сохранении и воспроизводстве плодородных свойств чернозема типичного. 4 ил., 7 табл.

Способ обогащения почвы для возделывания сои, включающий внесение в почву поверхностно на глубину до 15 см свиноводческих стоков в комплексе с компостом на основе куриного помета в дозах 15 т/га и 1 т/га соответственно.