Способ использования сидерального пара в трехпольном зернопаровом севообороте в засушливых районах степного Крыма Российский патент 2024 года по МПК A01B79/02 A01G22/20 A01G22/40 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для применения с целью улучшения почвенного плодородия и повышения эффективности использования почвенной влаги в аридной зоне при выращивании зерновых культур в трехпольном зернопаровом севообороте.

В Республике Крым распространены трехпольные зернопаровые севообороты с чередованием чистый пар - озимая пшеница - озимый ячмень (Женченко К.Г., Турин Е.Н. Эффективность короткоротационных севооборотов в Республике Крым // Агролесомелиорация и опустынивание: Сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 90-летию Федерального научного центра агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук, Волгоград, 21-23 июля 2022 года / Волгоград: ФНЦАКМЗЛ РАН, 2022.- С. 258-263). Недостатком чистых паров является потеря гумуса из-за высокой степени минерализации органического вещества. Это приводит к ухудшению водно-физических и физико-химических свойств почвы, снижению ее биологической активности и потенциального плодородия почвы. Возрастает опасность развития процессов ветровой и водной эрозии почвы.

Известны севообороты, в которых вместо чистого применяют занятый пар. В качестве парозанимаемых культур используют однолетние травы на зеленый корм (Паштецкий В.С., Женченко К.Г., Радченко Л.А. Сравнительная эффективность чистых и занятых паров в Крыму // Таврический вестник аграрной науки. - 2016. - № 2(6). - С. 99-106). В засушливых зонах основным недостаткам занятого пара является сильное иссушение почвы и более низкая продуктивность озимых зерновых культур.

Занятые пары, где в качестве парозанимающей культуры высеваются фитомелиоранты, зеленая масса которых заделывается в почву для удобрения называются сидеральными. Сидераты обогащают почву органическими веществами, макро-, микро- и элементами, препятствуют распространению сорняков, болезней и вредителей. Корневая система фитомелиорантов разрыхляет и структурирует почву, улучшая ее водный и воздушный режим.

Известны способы возделывания сидератов, предусматривающие запахивание растительной массы или безотвальное рыхление почвы на глубину 20-25 см (патент RU 2391807, опубл. 20.06.2010; патент RU 2567198, опубл. 10.11.2015; патент RU 2685177, опубл. 16.04.2019; Николаева Ф.В. Влияние сидеральных удобрений и приемов их использования на урожайность кормовых культур в условиях Центральной Якутии: автореф. дисс. ... канд. с.-х наук. - 2006, Якутск. - С. 3-19; Доманов Н.М., Солнцев П.М. Применение сидератов под озимую пшеницу как фактор биологизации земледелия // Модели и технологии оптимизации земледелия / Сборник докладов международной научно-практической конференции 9-11 октября 2003 года, Курск, 2003. - С. 335), измельчение и заделывание в почву дисковыми орудиями (Цандур Н.А., Друзьяк В.В., Бурыкина С.И. Сидеральные пары степи Украины // Почвоведение и агрохимия. - 2011. - № 1 (46). - С 37-46; Смуров С.И., Попова Т.В. Оценка различных видов культур и их сочетаний в качестве парозанимаемых сидератов // Достижения науки и техники АПК. - 2015. Т.29, № 11. С. 74-77).

Наиболее близким аналогом является способ подготовки сидерального пара в двухпольном севообороте в зонах с недостаточным увлажнением при возделывании яровой пшеницы (патент RU 2263430; МПК А01В 79/02; опубл. 10.11.2005, Бюл. № 31), в котором в качестве сидеральных применяются культуры с крупнозерными семенами, которые высеваются по стерне во влажный слой почвы на глубину до 9 см. Выращенная зеленая сидеральная масса подрезается стрельчатыми лапами на глубину не менее 12 см, вычесывается и оставляется на поверхности поля как почвозащитное и влагосберегающее средство. По мере отрастания сорняков поле неоднократно обрабатывается плоскорезным рыхлением на глубину 30-12 см с прикатывающими катками.

Недостатком вышеперечисленных способов является то, что в результате заделки растительных остатков иссушается обрабатываемый слой почвы и разрушается образовавшаяся в процессе вегетации сидератов структура почвы. Таким образом, эффект от сидерации снижается и возрастают затраты энергетических ресурсов на обработку почвы. Кроме этого, перечисленные способы использования сидератов предусматривают заделку биомассы в фазу бутонизации-начала цветения растений. В этот период происходит интенсивное накопление вегетативной массы, которое сопровождается повышенной транспирацией и сильным иссушением почвы, что в засушливых условиях, где основной лимитирующий фактор -влагообеспеченность растений, является главным недостатком сидерального пара.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности использования сидерального пара при выращивании зерновых культур в трехпольном зерновом севообороте с целью повышения почвенного плодородия за счет сохранения и накопления запасов продуктивной влаги и элементов питания в почве.

Техническим результатом изобретения является увеличение урожайности озимых зерновых культур и повышение качества зерна.

Технический результат достигается способом использования сидерального пара в трехпольном зернопаровом севообороте в засушливых районах степного Крыма, в котором в качестве сидератов используют смесь бобовых и злаковых однолетних трав озимого типа развития, посев которых осуществляют зерновой сеялкой прямого посева по необработанной почве, при достижении растениями высоты 50-60 см осуществляют скашивание зеленой массы, ее измельчение и равномерное распределение на поверхности поля с перемешиванием растительных остатков с верхним слоем почвы на глубину 5-6 см, а дальнейшую обработку почвы проводят по типу чистого пара стерневым культиватором на глубину заделки семян.

Способ предполагает использование в качестве сидератов смеси бобовых и злаковых однолетних трав озимого типа развития. Они эффективно используют осенне-зимние запасы почвенной влаги и к середине мая формируют необходимую для сидерации биомассу. При этом злаковые травы, благодаря мощной мочковатой корневой системе разуплотняют и структурируют верхние горизонты почвы, способствуют накоплению в почве органики. Бобовые растения, используя симбиоз с азотфиксирующими клубеньковыми бактериями, связывают атмосферный азот, обогащая им почву, и обладая стержневой корневой системой, проникающей на большую глубину, используют питательные элементы из нижних слоев почвы, возвращая их в доступной для культурных растений форме в верхние слои.

В условиях степного Крыма главным лимитирующим фактором, влияющим на формирование урожая зерновых культур, является влагообеспеченность растений. Осуществление посева сидеральных культур без предварительной обработки почвы зерновой сеялкой прямого посева способствует сохранению влажности почвы, т.к. при обработке теряется влага в слое почвы, равном глубине ее обработки.

Также для снижения потерь почвенной влаги при возделывании сидератов авторами предложено измельчать их биомассу в фазу развития выход в трубку (для злаковых трав) и ветвление (для бобовых) при высоте растений 50-60 см, не дожидаясь достижения общепринятой фазы использования сидератов (бутонизация-начало цветения), когда растения наиболее интенсивно используют из почвы влагу и элементы питания.

Заделку растительных остатков проводят на глубину 5-6 см. При этом из растительных остатков сидератов и верхнего слоя почвы формируется рыхлый слой мульчи, который на протяжении знойного летнего периода защищает почву от перегрева, пересыхания, ветровой и водной эрозии.

Дальнейшую обработку почвы проводят по типу чистого пара на глубину заделки семян стерневым культиватором. Такая обработка сохраняет мульчу на поверхности почвы, предотвращает ее переуплотнение и разрушение структуры корнеобитаемого слоя. Создаются условия для накопления влаги после ливневых осадков.

После понижения среднесуточных температур воздуха в сентябре-начале октября, выпадения осадков и появления утренних туманов создаются относительно благоприятные условия для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Минерализация органического вещества сидеральных культур обычно осуществляется на протяжении 1,5-2 лет (Морковкин Г.Г., Дёмина И.В. Интенсивность минерализации сидератов и изменение содержание гумуса в черноземах выщелоченных умеренно засушливой и колочной степи Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2009. № 1(51). С. 12-16). При увлажнении почвы и наличии оптимальных для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов температур, протекание этого процесса ускоряется. Скорость минерализации растительных остатков, зависит также от количества и химического состава органического вещества. Растительные остатки, используемые в более ранние фазы развития, разлагаются активнее. В результате, к посеву озимых культур, почва не только лучше сохраняет запасы продуктивной влаги, но и обогащается доступными для растений элементами питания.

Пример реализации способа.

Апробация предложенного способа использования сидерального пара осуществлена во время проведения поисковых исследований в трехпольном зернопаровом полевом севообороте лаборатории земледелия отделения полевых культур ФГБУН «НИИСХ Крыма» (с. Клепинино Красногвардейского р-на Республики Крым) на черноземе южном слабогумусированном. В качества сидерата использовали травосмесь озимых культур, состоящую из вики (норма высева 100 кг/га), ржи (40 кг/га) и тритикале (40 кг/га). Посев производили в третьей декаде октября без предварительной обработки почвы зерновой сеялкой прямого посева Gerardi-G117. В контрольном варианте, при достижении растениями фазы развития колошение злаковых культур (рожь, тритикале) и бутонизация-начало цветения вики (16 мая), биомассу сидерата скашивали, измельчали, равномерно распределяли на поверхности поля кормоуборочным комбайном «Рось-2» и заделывали в почву дисковой бороной БДТ-2,4 в два следа на глубину 10-15 см. В дальнейшем проводили еще одно дискование на глубину 5-6 см и четыре сплошные культивации паровым культиватором КПС-4,0: две на глубину 6-8 см и две на 5-6 см. В предложенном способе сидераты использовали в фазу выход в трубку злаковых культур, ветвление вики (4 мая) при высоте травостоя 50-60 см. Измельченную биомассу равномерно распределяли на поверхности поля и перемешивали с верхним слоем почвы на глубину 5-6 см с образованием мульчирующего слоя. Дальнейшая обработка почвы - шесть культиваций стерневым культиватором на глубину заделки семян (5-6 см) без разрушения структуры корнеобитаемого слоя.

Во втором поле севооборота высевалась озимая пшеница сорта Багира, в третьем озимый ячмень Онега. Сроки посева третья декада октября. Технология выращивания общепринятая для степного Крыма. Уборку проводили комбайном «Сампо-500».

Предложенный способ способствовал увеличению запасов доступной растениям почвенной влаги перед посевом озимой пшеницы относительно контрольного в пахотном слое почвы на 0,9 мм, в метровом на 12,6 мм (таблица 1).

Предлагаемый способ использования сидерального пара позволил увеличить урожайность озимой пшеницы на 0,39 т/га и озимого ячменя на 0,7 т/га, повысив содержание протеина в зерне вышеперечисленных культур соответственно на 1,1 и 0,7% (таблица 2).

Изобретение обеспечивает максимальное сохранение и накопление запасов продуктивной влаги и элементов питания в почве, повышение урожайности и качества зерна озимых зерновых культур.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для применения в аридной зоне при выращивании зерновых культур в трехпольном зернопаровом севообороте. Способ включает посев сидератов и скашивание зеленой массы сидеральных культур. В качестве сидератов используют смесь бобовых и злаковых однолетних трав озимого типа развития, посев которых осуществляют зерновой сеялкой прямого посева по необработанной почве. Скашивание зеленой массы осуществляют при достижении растениями высоты 50-60 см, после чего проводят ее измельчение и равномерное распределение на поверхности поля с перемешиванием растительных остатков с верхним слоем почвы на глубину 5-6 см. Дальнейшую обработку почвы проводят по типу чистого пара стерневым культиватором на глубину заделки семян. Способ обеспечивает увеличение урожайности озимых зерновых культур и повышение качества зерна. 2 табл., 1 пр.

Способ использования сидерального пара в трехпольном зернопаровом севообороте в засушливых районах степного Крыма, включающий посев сидератов и скашивание зеленой массы сидеральных культур, отличающийся тем, что в качестве сидератов используют смесь бобовых и злаковых однолетних трав озимого типа развития, посев которых осуществляют зерновой сеялкой прямого посева по необработанной почве, скашивание зеленой массы осуществляют при достижении растениями высоты 50-60 см, после чего проводят ее измельчение и равномерное распределение на поверхности поля с перемешиванием растительных остатков с верхним слоем почвы на глубину 5-6 см, а дальнейшую обработку почвы проводят по типу чистого пара стерневым культиватором на глубину заделки семян.