Способ природоподобного возделывания сельскохозяйственных культур
Владельцы патента RU 2720623:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Оренбургский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ОФИЦ УрО РАН) (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает прорезание щелей в дерне, закладку семян в почву и подрезание почвы с созданием пласта. Пласт создают из дернового горизонта почвы, сформированного на многолетних травах возрастом не менее 3 лет. Для этого почву по горизонтали подрезают на глубину дернового горизонта или на 1-2 см глубже его нижней границы. Подрезание проводят справа и слева от канала вертикального разреза дернины до середины междурядья, пласт сохраняют на протяжении ротации однолетних культур севооборота, или подрезание проводят, не доходя до середины междурядья, тем самым оставляют неподрезанную полосу дернового горизонта почвы с живыми растениями многолетних трав. Способ обеспечивает повышение плодородия почвы и ее противоэрозионной устойчивости на протяжении всей ротации севооборота. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области сельского хозяйства й может быть использовано при возделывании сельскохозяйственных культур в лесостепной, степной и сухостепной зонах особенно на участках подверженных водной или ветровой эрозии.
Известен способ выращивания льна-долгунца (RU 2216924) после многолетних трав. Способ осуществляют путем осенней основной и весенней предпосевной обработки почвы, протравливания семян, посева, довсходового боронования и ухода за посевами, включающего две обработки посевов салициловой кислотой при норме 0,1-1,0 мг/га, причем первую проводят при высоте растений 2-3 см, а вторую обработку - при высоте растений 3-12 см, норму расхода рабочей жидкости устанавливают 200-400 л/га.
Недостатком указанного способа является разрушение почвенной структуры и активизация эрозионных процессов в результате уничтожения сформировавшегося на многолетних травах дерна с применением комплекса приемов механической обработки почвы осенью, включающего обработку тяжелыми дисковыми боронами БДТ-7, подъем пласта (уничтожение дернины) в третьей декаде августа плугами ПЛН-5-35 с предплужниками и двукратную культивацию КПС-4, по мере отрастания сорняков на зяби.
Выращивание полевых сельскохозяйственных культур по пласту (после) многолетних трав, предложенное В.Р. Вильямсом еще в 1921 году (1) и ставшее классическим способом возделывания сельскохозяйственных культур, широко применяется, с небольшими изменениями в настоящее время. Способ заключается в чередовании многолетних трав и полевых культур в севообороте.
Недостатком заявленного решения является то, что при переходе от многолетних трав к полевым культурам целенаправленно уничтожается верхний горизонт почвы - дерн и покрывающей его войлок из полуразложившихся растений с помощью комплекса агротехнических мероприятий. Это приводит к активизации эрозионных процессов, изменению температурного режима почвы и снижению плодородия, а применение комплекса обработок почвы к образованию плужной подошвы и деградации почвенной структуры.
Известен способ ресурсосберегающего возделывания сельскохозяйственных культур - No-till, заключающийся в исключении агроприемов рыхлящих почву: вспашки, боронования и культиваций, для снижения общих энергозатрат (2). Одной из необходимых условий эффективности No-till является создание на поверхности необработанной почвы мульчи из измельченной и равномерно разбросанной не зерновой части урожая. Мульча является аналогом степного войлока, то есть No-till приближает условия существования почвы к природным и содержит признаки присущие биоценозам.
No-till обладает рядом недостатков. В первые 5-7 лет после перехода на No-till отмечается уплотнение почвы сверх оптимальных значений, приводящее к снижению урожайности культур. Под влиянием разлагающихся органических остатков (аллелопатии) снижается полевая всхожесть культур и происходит значительная задержка роста растений в ранние фазы и, как следствие, падение урожайности.
Для засушливых территорий с низкой урожайностью культур недостатком технологии No-till является невозможность сформировать мульчу из-за недостаточного количества пожнивных остатков, которые разлагаются к началу-середине лета. Без мульчи технология не обеспечивает проявление присущих ею преимуществ.
В результате после ряда лет применения No-till фермеры отказываются от этого способа возделывания культур и возвращаются к классическим, с глубокими и мелкими отвальными и безотвальными обработками.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ возделывания сельскохозяйственных культур RU 2655217 С2, заключающийся в посеве пожнивных культур с мочковатой корневой системой в мульчированную соломой почву, а весной прорезание щелей, закладку семян, засыпание щелей с созданием углубления U-образной формы, а при посеве, подрезании почвы на глубину 3-5 см и создании пласта. В результате чего поверхность почвы покрывается пластом (одеялом) скрепленным корнями пожнивной культуры, что значительно усиливает эффект мульчи.
Недостатком известного решения является короткий по времени противоэрозионный эффект пласта-«одеяла», из-за его разрушения к середине лета. В результате этого к периоду летних ливней и осенних дождей у почвы снижается устойчивость к водной эрозии. Кроме того посевы пожнивных культур из-за короткого периода произрастания не успевают сформировать достаточное для улучшения свойств поверхностного слоя почвы количество биомассы.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении плодородия почвы и ее противоэрозионной устойчивости на протяжении всей ротации севооборота.
Технический результат достигается формированием дернового горизонта почвы на многолетних травах возрастом не менее 3 лет, подрезанием почвы по горизонтали на глубину дернового горизонта или на 1-2 см глубже его нижней границы с созданием пласта и сохранением пласта при возделывании полевых сельскохозяйственных культур на протяжений всей ротации севооборота.
Признаки: «пласт создают из дернового горизонта почвы сформированного на многолетних травах возрастом не менее 3 лет, почву по горизонтали подрезают на глубину дернового горизонта или на 1-2 см глубже его нижней границы, пласт сохраняют на протяжении ротации однолетних культур севооборота» являются существенными, так как они позволяют достичь заявленному решению технического результата.
Сущность изобретения заключается в создании природоподобных условий при выращивании сельскохозяйственных культур. На данный момент основной ресурс земледелия - почва, существует в условиях нарушающих принципы ее естественного формирования. В рассмотренных аналогах и прототипе, при выращивании однолетних полевых культур, отсутствует дерновый горизонт почвы, определяющий сущность почвообразования зональных почв лесостепи, степи и сухой степи. Поэтому в условиях их земледельческого использования наблюдается снижение плодородия и развитие эрозии. Основной причиной развития негативных процессов является уничтожение эволюционно сформировавшегося дернового горизонта почвы и войлока из полуразложившихся растений. В предлагаемом способе реализуется идея выращивания полевых однолетних сельскохозяйственных культур на почвах с дерновым горизонтом, то есть в естественных для почвы условиях. Дополнительный, к эффекту от дерна, положительный результат обеспечивает выращивание многолетних трав. Возделывание многолетних трав активизирует ряд почвообразовательных процессов: подстилкообразование, дерновый процесс, гумусообразование и гумусонакопление. Под воздействием корневой системы многолетних трав разрушается плужная подошва, улучшается структурно-агрегатный состав и образуется количество гумуса, значительно превосходящее его после однолетних культур. Отказ от обработки почвы направлен на сохранение пласта из дернового горизонта почвы и пролонгации положительного эффекта от возделывания многолетних трав.
Изобретение осуществляют следующим образом. На пахотных угодьях высевают многолетние травы из семейства Мятликовых (Роасеае) или травосмесей с их преобладанием. Многолетние травы выращивают на протяжении не менее 3 лет с целью образования войлока на поверхности почвы, формирования дернового горизонта почвы. Допускается скашивание многолетних трав на сено.
По прошествии трех лет оценивается мощность и связность дернового горизонта, и делается вывод о возможности его подрезания. Для подрезания пригоден дерновый горизонт средней связности и мощностью не менее 2 см. Такая неопределенность по срокам вегетации многолетних трав связана с различными условиями их выращивания и состава травосмеси, однако чаще всего, достаточно 3 лет для формирования хорошо связанного дернового горизонта почвы достаточной мощности.
После формирования прочно связанного дернового горизонта проводится посев однолетних полевых культур. В момент посева проводят прорезание щелей в дерне, а через них закладку семян в почву. Одновременно с посевом создают пласт из дернового горизонта почвы сформированного на многолетних травах возрастом не менее 3 лет. Для этого почву по горизонтали подрезают на глубину дернового горизонта почвы или на 1-2 см глубже его нижней границы. Подрезать пласт можно, например, лапами-бритвами или стрельчатыми лапами. В зависимости от условий выращивания сельскохозяйственных культур подрезание осуществляют сплошным фронтом или частично. На не- или слабоэрозионноопасных участках подрезание проводят сплошным фронтом, справа и слева от канала вертикального разреза дернины до середины междурядья (фиг. а). Для усиления противоэрозионной устойчивости агроландшафтов, подрезание также проводят справа и слева от канала вертикального разреза дернины, но не доходя до середины междурядья, тем самым оставляют неподрезанную полосу дернового горизонта почвы с живыми растениями многолетних трав (фиг. б). Это обеспечивает увеличение срока жизнеспособности дернины и улучшает закрепление поверхности почвы. Подрезанный пласт сохраняют на протяжении всей ротации однолетних культур севооборота.
При подрезании дернового горизонта многолетние травы теряют жизнеспособность, что приводит к постепенному разрушению дернины. Опыты показали, что дерновый горизонт сохраняет армирующие свойства на протяжении не менее 3 лет после подрезания. После разрушения дерна, для осуществления способа, вновь высевают многолетние травы.
Сравнение прототипа и предлагаемого способа по свойствам почвы, обеспечивающим ее* противоэрозионную устойчивость показало преимущество последнего (табл.).
*Скорость впитывания рассчитана в среднем за 3 минуты с начала затопления.
**в миллиметрах на 1 см слоя
Вышеуказанные характеристики и преимущества предлагаемого способа обеспечивают повышение плодородия почвы и значительное увеличение противоэрозионной устойчивости почв в момент выращивания однолетних сельскохозяйственных культур.
Литература
1. Вильямс В.Р. Избранные сочинения. Т. 2. Травопольная система земледелия (1921-1939). М.: Изд.-во АН СССР. 1950. 800 с.
2. Метод "НОУ-ТИЛЛ" (засев необработанной почвы) - это экономия топлива, машинного оборудования и времени. Журнал современного сельского хозяйства "Новый агробизнес". Весна 1994 (Практические советы американских фермеров).
Способ природоподобного возделывания сельскохозяйственных культур, включающий прорезание щелей в дерне, закладку семян в почву, подрезание почвы с созданием пласта, отличающийся тем, что пласт создают из дернового горизонта почвы, сформированного на многолетних травах возрастом не менее 3 лет, для этого почву по горизонтали подрезают на глубину дернового горизонта или на 1-2 см глубже его нижней границы, подрезание проводят справа и слева от канала вертикального разреза дернины до середины междурядья, пласт сохраняют на протяжении ротации однолетних культур севооборота, или подрезание проводят, не доходя до середины междурядья, тем самым оставляют неподрезанную полосу дернового горизонта почвы с живыми растениями многолетних трав.
