Способ повышения плодородия орошаемых земель

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия почвы и возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях. После уборки основной сельскохозяйственной культуры на поверхность почвы вносят органический материал и минеральные удобрения с соблюдением соотношения углерода (С), азота (N), фосфора (P) и калия (K), характерного для опада естественных растительных сообществ данной почвенно-климатической зоны. Проводят поливы для поддержания влажности 40-сантиметрового слоя почвы в пределах 70-80% наименьшей влагоемкости в течение 2 - 8 недель после внесения удобрений. Способ позволяет увеличить запасы питательных веществ в почве в форме гумуса и повысить почвенное плодородие за счет установления экологического равновесия между процессами минерализации в период возделывания сельскохозяйственных растений, приводящими к сработке запасов гумуса, и иммобилизации, в послеуборочный период приводящими к накоплению гумуса. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно способам повышения плодородия почвы и возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях.

Известен способ восстановления плодородия почв, заключающийся во внесении удобрения и ядохимикатов в почву, покрытую слоем мульчи, и созданием под мульчирующим слоем глубоких щелей, заполненных дренажным материалом, насыщенным раствором комплексных удобрений и микроэлементов, с чередованием посевов растений со стержневой и мочковатой корневыми системами [1].

Недостаток данного способа - несбалансированное поступление C, N, P, K с удобрениями и только локальная интенсификация процессов трансформации органических и минеральных соединений в области щелей, а не по всей площади поля.

Известен способ, где в качестве средства для повышения продуктивности бедных почв и грунтов применяют ископаемые почвы, содержащие K₂O, P₂O₅, микроэлементы и органический углерод, с нанесением их в виде слоя требуемой толщины на поверхность почв, нуждающихся в обогащении элементами минерального питания [2].

Недостаток данного способа - высокие затраты на добычу ископаемых грунтов, несбалансированность удобрений по соотношению C, N, P, K, отсутствие приемов, регулирующих направленность трансформации органического вещества, что может привести к выносу химических соединений в окружающую среду в осенне-зимний период, отсутствие приемов интенсификации образования гумуса.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ удобрения культур севооборота, включающий внесение фосфорных, азотных, калийных, известковых и органических удобрений в течение ротации севооборота в дозах, оптимальных для развития растений [3].

Недостаток данного способа - несбалансированность соотношений питательных элементов в удобрении, интенсификация процессов минерализации органического вещества при отсутствии приемов, повышающих интенсификацию гумусообразования в послеуборочный период, что нарушает баланс между процессами минерализации и иммобилизации в сторону преобладания минерализации, а в конечном итоге снижению содержания гумуса в почве.

Цель изобретения - повышение плодородия почвы и поддержание экологического равновесия за счет интенсификации процесса гумусообразования.

Данная цель достигается тем, что органический материал и минеральные удобрения вносят при соотношении углерода (C), азота (N), фосфора (P), калия (K), характерном для опада естественных растительных сообществ данной почвенно-климатической зоны, а после внесения удобрений поливами поддерживают влажность 40-сантиметрового слоя почвы в пределах 70-80% от наименьшей влагоемкости (НВ) в течение 2 - 8 недель, затем поливы прекращают. Продолжительность поддержания влажности почвы в пределах 70 - 80% НВ устанавливают по соотношению C:N во вносимых удобрениях.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

После уборки основной сельскохозяйственной культуры с измельчением и распределением растительных остатков по поверхности поля проводят внесение органического материала и минеральных удобрений при соотношении C, N, P, K, характерном для естественных растительных сообществ данной почвенно-климатической зоны.

Затем по известному соотношению C:N определяет продолжительность поддержания влажности 40-сантиметрового слоя почвы в пределах 70 - 80% НВ. Ориентировочный расчет проводят с использованием зависимости интенсивности иммобилизации и минерализации азота (см. Томпсон Л.М., Троу Ф.Р. Почвы и их плодородие. Пер. с англ. Шконде Э.И. - М.: Колос, 1982, с. 230, рис. 10.6).

Предположим, что соотношение C:N во внесенном материале составит 36:1, тогда по графику на рис. 10.6 продолжительность иммобилизации азота составит 14 дней (2 недели), в этот период и обеспечивается поддержание наиболее оптимального водно-воздушного режима почвы, 70-80% НВ, проведением поливов.

Если соотношение C:N = 60, то период иммобилизации составит 60 дней (до 8 недель), в этот период поддерживается влажность почвы 70-80% НВ.

На дату внесения удобрений определяют влажность почвы, затем рассчитывают поливную норму, необходимую для насыщения расчетного слоя почвы влагой до 80% НВ.

Проводят полив расчетной поливной нормой. Последующие поливы проводят при снижении влажности почвы до 70% НВ. По истечении определенного по соотношению C:N времени поливы прекращают.

В данном случае приведены основополагающие принципы осуществления способа.

Его дальнейшая детализация для конкретных почвенно-климатических условий требует проведения специальных экспериментальных исследований.

Предлагаемые в способе мероприятия и количественные показатели приняты исходя из следующих соображений.

Внесение удобрений с соотношением C, N, P, K, характерным для опада естественных растительных сообществ данной почвенно-климатической зоны, обосновывается тем, что в естественных условиях превращение органического вещества осуществляется комплексом микроорганизмов, а не отдельными видами.

При воздействии комплекса микроорганизмов коэффициент использования субстратов значительно возрастает, т.е. величина коэффициента гумификации в значительной степени определяется качественным составом органических остатков, определяемых биологическими особенностями растений, а также структурой микробных ценозов, принимающих участие в их разложении (см. Биологические основы плодородия почвы. Берестецкий О.А., Возняковская Ю.М., Доросинский Л. Н. и др. Всес. акад. с.-х. им. В.И. Ленина. - М.: Колос, 1984, с. 14, 15).

За тысячелетний цикл развития почв комплекс почвенных микроорганизмов в наибольшей степени адаптировался к определенному качественному составу естественной растительности, содержащихся в опаде C, N, P, K для данной почвенно-климатической зоны.

Поэтому и использовать внесенные в почву органические материалы и минеральные удобрения для образования гумуса почвенные микроорганизмы с наибольшей энергетической эффективностью будут при содержании C, N, P, K в характерных для данной почвенно-климатической зоны пропорциях.

Оптимальным для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов является диапазон влажности почвы в пределах 60-80% НВ (что соответствует 30-50% от полной влагоемкости) (см. Томпсон О.М., Троу Ф.Р. Почвы и их плодородие. Пер. с англ. Шконде Э.И. - М.: Колос, 1982, с. 114).

Поддерживая влажность почвы на уровне 70 - 80% НВ, обеспечиваем наиболее оптимальный водно-воздушный режим для деятельности микроорганизмов, не давая опускаться влажности почвы до нижнего предела в 60% НВ.

Расчетный слой увлажнения выбран в 40 сантиметров, т.к. в этом случае наиболее интенсивно протекают процессы трансформации органических соединений.

Сроки поддержания влажности почвы на уровне 70-80% НВ принимаются в зависимости от соотношения C:N, определяющего преобладание процессов иммобилизации или минерализации азота. Поддерживая оптимальный водно-воздушный режим почвы в период преобладания иммобилизации, способствуем более интенсивному накоплению гумуса.

Прекращение поливов и, как следствие, снижение влажности почвы именно в тот момент, когда начинают преобладать процессы минерализации, приводит к депрессии деятельности микроорганизмов из-за недостатка влаги, интенсивность минерализации снижается и создаются условия для закрепления в почве образующихся гумусовых веществ (см. Берестецкий О.А., Возняковская Ю.М., Доросинский Л.М. и др. Биологические основы плодородия почвы. Всес. акад. с.-х. наук им. В.И. Ленина. - М.: Колос, 1984, с. 30).

Это значительно снизит опасность вымывания химических соединений из почвы в осенне-зимний период и уменьшит опасность загрязнения окружающей среды, природных вод биогенными элементами.

Применение предлагаемого способа позволит увеличить запасы питательных веществ в почве в форме гумуса, повысить почвенное плодородие за счет установления экологического равновесия между процессами минерализации в период возделывания сельскохозяйственных растений, приводящими к сработке запасов гумуса, и иммобилизации, в послеуборочный период приводящими к накоплению гумуса.

Следует учитывать и тот факт, что при разложении гумуса в почвенный раствор поступают наиболее энергетически выгодные для растений восстановленные (NO₃) формы азота, что способствует их более эффективному поглощению растениями по сравнению с азотом минеральных удобрений.

Источники информации: 1. Авт.св. СССР N 1152539, A 01 B 79/00, 1985.

2. Авт.св. СССР N 477685, A 01 B 79/00, 1975.

3. Авт.св. СССР N 1761021, A 01 C 21/00, 15.09.92.

Формула изобретения

1. Способ повышения плодородия орошаемых земель, заключающийся во внесении на поверхность почвы после уборки основной сельскохозяйственной культуры органического материала и минеральных удобрений, отличающийся тем, что, с целью повышения плодородия почвы и поддержания экологического равновесия за счет интенсификации процессов гумусообразования, удобрения вносят с соблюдением соотношения углерода (С), азота (N), фосфора (Р), калия (К), характерного для опада естественных растительных сообществ данной почвенно-климатической зоны, и проводят поливы для поддержания влажности 40-сантиметрового слоя почвы в пределах 70-80% наименьшей влагоемкости в течение 2 - 8 недель после внесения удобрений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность поддержания влажности почвы в пределах 70-80% наименьшей влагоемкости определяют по соотношению C : N во внесенных удобрениях.