Способ возделывания яровых зерновых культур на эрозионно опасных, засушливых склонах

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает основную обработку почвы поперек склона и посев. Весной при наступлении физической спелости почвы по ее поверхности разбрасывают семена, прикатывают их гладкими катками и проводят сплошное опрыскивание поверхности почвы в количестве 200-250 литров на гектар составом со следующим соотношением компонентов, мас.%: мел - 5-6, аммиачная селитра - 3-4, органический клей- 2-3, вода - остальное. Изобретение направлено на снижение водной эрозии почвы путем уменьшения обработок, разуплотняющих почву, и увеличение влагообеспеченности и урожайности. 2 табл.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к выращиванию яровых зерновых культур на эрозионно опасных, засушливых склонах крутизной более 3-5 градусов.

Известен «Способ возделывания ярового ячменя на склоновых землях» - патент РФ №2334386. Способ заключается в том, что перед посевом проводят геоморфологический анализ территории с выделением склонов различной экспозиции. На северных склонах проводят посев пивоваренного ячменя, а на южных выращивают ячмень на крупяные нужды. Причем под пивоваренный ячмень осенью вносят минеральные удобрения.

К недостаткам известного способа относится относительно высокая водная эрозия почвы на склонах, большое количество обработок почвы при возделывании культуры (вспашка, весеннее боронование почвы, предпосевная культивация почвы, разуплотнение почвы при посеве и т.д.), которые нарушают плотность (разрыхляют) почвы, тем самым усиливают водную эрозию. К недостаткам относится и невысокая урожайность возделываемой культуры, которую в свою очередь снижает водная эрозия и недостаток почвенной влаги на засушливых, инсолируемых склонах.

Относительно высокая водная эрозия почвы происходит потому, что при возделывании культур на склоне водные потоки, образующиеся после таяния снега и после дождей, движутся вниз по склону, ускоряются, вымывают и уносят частицы почвы, смывая плодородный почвенный слой. Также водной эрозии способствуют обработки, которые разрыхляют почву при возделывании культур и приводят ее в эрозионно опасное состояние, при котором водный поток с еще большей легкостью вымывает частицы из рыхлой почвы. Поэтому при увеличении обработок почвы, необходимых при возделывании сельскохозяйственных культур, водная эрозия почвы на склонах возрастает. К тому же на инсолируемых склонах южных экспозиций, прогреваемых солнцем, как правило, не хватает почвенной влаги, которая ввиду повышенных температур сильно испаряется в атмосферу, и склоны находятся в засушливом состоянии. В таких условиях возделываемые сельскохозяйственные культуры дают низкие урожаи.

В известном техническом решении на склонах разной экспозиции высевают ячмень на различные нужды (пивоваренные и крупяные). Это дает возможность улучшить качество получаемого зерна. Но решить вопросы об уменьшении водной эрозии почвы на склоне, сокращения операций возделывания культуры (снижение разуплотнения почвы при ее обработках) и увеличения ее урожайности, применение данного способа не сможет. Потому, что при различии в размещении данной культуры по рельефу местности, дозах вносимых под нее удобрений и выращивании в разных севооборотах она возделывается по одной общепринятой технологии. То есть основная обработка почвы (вспашка) проводится осенью после уборки предшественника. Весной при наступлении состояния физической спелости почвы ее боронуют, а при наступлении сроков посева проводят предпосевную культивацию, посев и дальнейшее возделывание культуры.

Известен способ возделывания яровых культур на склонах крутизной свыше 5 градусов (под редакцией В.Е. Шевченко, М.Д. Болдырева и др. Система ведения сельского хозяйства в Центрально-Черноземной зоне с. 87-90, с. 62. Центрально-Черноземное книжное издательство, Воронеж - 1980.). Способ заключается в основной безотвальной обработке почвы поперек склона, предпосевной подготовке почвы (культивации) и посеве сельскохозяйственных культур также поперек склона.

К недостаткам известного способа, как и у предыдущего аналогичного технического решения, относится высокая водная эрозия почвы на склонах, что происходит, в частности, и из-за большого количества обработок почвы при возделывании культуры (вспашка, весеннее боронование почвы, предпосевная культивация почвы, разуплотнение почвы при посеве и т.д.), которые нарушают плотность (рыхлят) почвы, тем самым усиливая водную эрозию. К недостаткам относится и невысокая урожайность возделываемой культуры, которую в свою очередь снижает водная эрозия, недостаток почвенной влаги на засушливых, прогревающихся до высоких температур, инсолируемых склонах.

Таким образом, технический результат представленного решения задачи заключается в снижении водной эрозии почвы путем уменьшения обработок, разуплотняющих почву, и увеличении влагообеспеченности и урожайности.

Технический результат достигают тем, что весной при наступлении физической спелости почвы по ее поверхности разбрасывают семена, прикатывают их гладкими катками и проводят сплошное опрыскивание поверхности почвы в количестве 200-250 литров на гектар составом со следующим соотношением компонентов, мас.%:

мел - 5-6

аммиачная селитра - 3-4

органический клей - 2-3

вода - остальное

Таким образом, сущность представленного технического решения заключается в следующем: осенью после уборки предшественника поперек склона проводят вспашку почвы. Затем, весной при наступлении физической спелости почвы по ее поверхности разбрасывают семена яровой культуры, после чего их прикатывают гладкими катками и проводят сплошное опрыскивание в количестве 200-250 литров на гектар составом, состоящим из мела в количестве 5-6% от массы, аммиачной селитры 3-4% от массы, органического клея 2-3% от массы и вода - остальное.

Признаки: «весной при наступлении физической спелости почвы по ее поверхности разбрасывают семена» являются существенными, так как в совокупности с другими существенными признаками позволяют достичь технического результата.

Семена яровых культур необходимо высевать (разбрасывать по поверхности почвы) весной, иначе высеваемая культура из-за сокращения вегетационного периода не даст высокого урожая. Разбрасывание семян по поверхности почвы, находящейся в состоянии физической спелости, является их посевом. Почва должна находиться в состоянии физической спелости, иначе сельскохозяйственная техника не сможет пройти по ее поверхности (будет вязнуть в ней и оставлять колеи), не нарушая ее поверхностного микрорельефа. Если же трактора образуют колеи либо другие нарушения поверхности, то возникает опасность развития водных эрозионных процессов, возникающих после дождей или ливней. В этом случае дождевые воды концентрируются по колеям, стекают по склону вниз и образуют промоины, являющиеся элементами новых эрозионных процессов. Таким образом, усиливается опасность водной эрозии почвы, что отрицательно влияет на достижение технического результата представленным способом. К тому же у представленного способа возделывания яровых культур отсутствуют такие обработки почвы, как боронование, предпосевная культивация и посев сеялками. Эти операции (обработки) предполагают прежде всего рыхление почвы, что нарушает ее плотность (разуплотняет ее) и создает условия для усиления водных эрозионных процессов. Эти разуплотняющие почву обработки заменены на разбрасывание семян по поверхности почвы и их прикатывание гладкими катками. Прикатывание не только вдавливает семена в почву, но и дополнительно уплотняет ее. Это не только сокращает обработки почвы, но и, уплотняя почву, снижает водные эрозионные процессы, что положительно влияет на достижение технического результата представленным решением задачи. Поэтому семена яровых культур необходимо разбрасывать по поверхности почвы, находящейся в состоянии физической спелости (наступление состояния физической спелости у почвы по срокам совпадает с наступлением сроков посева яровых культур).

Далее семена прикатывают гладкими катками и проводят сплошное опрыскивание поверхности почвы в количестве 200-250 литров на гектар составом со следующим соотношением компонентов, мас.%:

мел - 5-6,

аммиачная селитра - 3-4;

органический клей - 2-3;

вода - остальное.

Эти признаки также являются существенными так как способствуют достижению представленным решением задачи технического результата.

Семена прикатывают гладкими катками, при этом они частично или полностью вдавливаются в почву, что необходимо для лучшего их контакта с ней и почвенной влагой. Это улучшает их обеспеченность влагой, необходимой для получения всходов, а значит и всхожесть, что в свою очередь улучшает урожайность яровой культуры, что тоже положительно влияет на достижение техническим решением задачи технического результата.

Далее проводят сплошное опрыскивание поверхности почвы в количестве 200-250 литров на гектар представленным выше составом. Этот состав на поверхности почвы образует органическую пленку. При сплошном опрыскивании в количестве 200-250 литров на гектар пленка образуется сплошной, толщиной 0,8-1,0 миллиметра. При опрыскивании составом в количестве менее 200 литров на гектар пленка образуется чрезмерно тонкой, произвольно рвется и не образует сплошного покрытия, а образует куртины. При опрыскивании составом в количестве более 250 литров на гектар покрытие становится слишком толстым и прочным (его толщина превышает 1,0 мм.) и значительная часть прорастающих семян не в состоянии его преодолеть (пробить) и образовать всходы. Это снижает всхожесть и урожайность культуры, отрицательно влияя на достижение технического результата представленным способом. К тому же сплошное покрытие является и влагосохраняющим, так как оно не дает почвенной влаге испариться, что сохраняет почвенную влажность и увеличивает влагообеспеченность растений в период всходов на 20-30% (особенно на засушливых, инсолируемых склонах). При этом семена, разбросанные по поверхности почвы и находящиеся под сплошным покрытием, имеют достаточное количество влаги для прорастания и образования всходов. К тому же входящая в состав пленки (покрытия) аммиачная селитра (аммиачные формы азота) во влажной, теплой, парниковой атмосфере, которую создает целостное пленочное покрытие испаряется и используется в качестве питания набухающим и прорастающим зерном. Растения уже на стадии набухания и прорастания зерна получают дополнительное азотное питание, что позволяет улучшить всхожесть зерна на 4-5% и иметь более сильные и дружные всходы. Это также способствует повышению урожайности, например, ярового ячменя на 10-15%, а яровой пшеницы на 7-8%, что положительно влияет на достижение технического результата предложенным способом. К тому же у заявленного способа входящая в состав покрытия аммиачная селитра испаряется только с его нижней части, находящейся на поверхности почвы, так как само сплошное покрытие между собой и почвой создает изолированную парниковую атмосферу со стабильно повышенной влажностью и температурой, что и способствует испарению аммиачной селитры из состава покрытия, а также лучшей всхожести и урожайности яровой культуры. Влажность под сплошным покрытием находится в пределах 70-75%, а температура в дневные часы не превышает 30-35 градусов по Цельсию, а в ночные часы не опускается ниже 20-25 градусов. Этому относительно невысокому нагреву покрытия и атмосферы под ним днем способствует входящий в его состав мел. Его белый цвет частично отражает солнечные лучи особенно на инсолируемых склонах и этим избавляет прорастающие семена от перегрева. А слабому охлаждению поверхности почвы ночью способствует изоляция ее поверхности целостным покрытием от атмосферы. Причем содержание мела в составе, которым опрыскивают поверхность почвы, менее 5% от массы недостаточно, так как цвет образуемого покрытия в этом случае недостаточно белый и покрытие перегревается в дневные часы (набирает температуры свыше 40 градусов по Цельсию, что приводит к снижению всхожести и урожайности культуры, а значит отрицательно влияет на достижение технического результата. При использовании мела более 6% от массы покрытие при высыхании становится слишком хрупким и ломким, при высыхании сразу ломается на отдельные куски и не образует целостности. Такое покрытие не может создать под собой изолированную парниковую атмосферу, насыщенную влагой и летучими соединениями азота, а значит семена, прорастая, не получат дополнительного азотного питания и влажности, что тоже отрицательно повлияет на достижение технического результата предложенным способом (табл. 2).

При использовании в составе для опрыскивания аммиачной селитры менее 3% от массы количество испаряющегося из покрытия азота слишком маленькое, его недостаточно для питания прорастающего зерна и получения максимального количества всходов, способных «пробить» покрытие. Часть всходов в этом случае гибнет, что снижает урожай и отрицательно влияет на достижение технического результата. При использовании в составе для опрыскивания аммиачной селитры более 4% от массы количество испаряющегося из покрытия азота слишком большое и летучие формы азота «сжигают» (убивают) часть прорастающего зерна, что снижает всхожесть (табл. 2) и урожай яровой культуры, отрицательно влияя на достижение технического результата представленным способом.

В состав для опрыскивания входит 2-3% от массы органического клея. При содержании в составе менее 2% от массы органического клея сплошное покрытие не образуется, а получаются куртины. Поэтому под таким покрытием не создается на поверхности всего поля парниковая, насыщенная летучими соединениями азота «миниатмосфера», что снижает всхожесть зерна (табл. 2), урожайность и отрицательно влияет на достижение технического результата. При содержании в составе для опрыскивания более 3% от массы органического клея покрытие образуется слишком плотным и часть всходов не в состоянии «пробить» его (табл. 2). Такие растения погибают и в дальнейшем снижают урожайность культуры, что отрицательно влияет на достижение технического результата представленным решением задачи.

Вода в составе для опрыскивания необходима для растворения всех входящих в состав компонентов и их нанесения на поверхность почвы в жидком состоянии. При засыхании состава и создается сплошное покрытие.

Изобретение выполняют следующим образом. Осенью, после уборки предшественника, проводят основную обработку почвы, которая заключается во вспашке почвы в направлении поперек склона. Далее, весной следующего года при наступлении у почвы состояния физической спелости (это состояние наступает, как правило, вместе с наступлением оптимальных сроков посева яровых культур) проводят посев яровой культуры, который заключается в разбрасывании семян по поверхности почвы поля. Разбрасывание семян проводят с помощью разбрасывателя минеральных удобрений РУН-0,8К или РУ-1000 в агрегате с трактором МТЗ-80. Затем осуществляют прикатывание семян с помощью гладких водоналивных катков в агрегате с трактором МТЗ-80 или Т-40. Прикатывание проводят в один-два следа. Во время прикатывания не только разбросанные по поверхности семена вдавливаются в почву, но катки еще выравнивают микрорельеф поля и уплотняют верхний эрозионно опасный слой почвы. Выравнивание микрорельефа и уплотнение почвы снижают водную (дождевую) эрозию поля (табл.1), а вдавливание семян катками улучшает их контакт с почвой, что подтягивает к ним почвенную влагу, повышая их влагообеспеченность и всхожесть, увеличивая тем самым урожайность.

Перед посевом готовили состав для послепосевного нанесения на поверхность почвы поля. Для приготовления рабочего раствора использовали следующий состав: мел - 5-6% от массы, аммиачную селитру - 3-4% от массы, органический клей - 2-3% от массы, вода - остальное.

В емкость на 100 килограмм рабочего раствора засыпали порошок мела в количестве 5-6 килограммов, 3-4 килограмма (в физическом весе) аммиачной селитры, органического клея - 2-3 килограмма (причем в качестве органического клея использовали, например, пшеничную муку). Затем в емкость добавляли 87-88 килограмм или 87-88 литров воды. Все это тщательно перемешивали, давали 8-10 часов постоять для набухания частиц муки и заливали в опрыскиватель.

Для нанесения состава (рабочего раствора) на поверхность почвы с разбросанными семенами использовали опрыскиватель САХ-6. Рабочий раствор (состав) наносили сразу после прикатывания почвы с семенами. Нанесенный состав застывает в течение 1-2 часов и образует на поверхности пленку, которая временно (до всходов) изолирует поверхность почвы с семенами от контакта с атмосферой. При этом на поверхности почвы под покрытием образуется изолированная «миниатмосфера» с наличием парникового эффекта, то есть воздух между почвой с вдавленными в нее семенами и покрытием имеет повышенную влажность и температуру, оптимальные для прорастания зерна и образования всходов. К тому же покрытие в период от его нанесения до частичного разрыва во время всходов дополнительно во время дождей защищает поверхность почвы от водной эрозии, потому что дождевая вода, в этом случае, не контактируя с почвой, скатывается по покрытию вниз по склону и попадает в лощины и балки, не вызывая водных эрозионных процессов.

Таблица 1
Уплотнение почвы, урожай и водная эрозия почвы при разных способах возделывания ярового ячменя на склоне крутизной 5 градусов
Техн. решение	Сорт	Плотность верхнего слоя почвы 0-10 см, г/см кубич.	Урожай, в ср. за 3 года, ц/га	Вынос почвы со склона, в ср. за 3 года (водная эрозия)
Прототип	Одесский 100	0,7-0,8	30	9-10
Заявляемое решение	Одесский 100	0,9-1,0	35	6-8

Таблица 2
Всхожесть семян при различном соотношении компонентов для опрыскивания поверхности почвы (культура - ячмень, сорт - Одесский 100)
Компонент состава	Соотношение	Всхожесть, %
Мел	Менее 5%	60-70
	Более 6%	70-75
5-6%	92
Аммиачная селитра	Менее 3%	70-75
	Более 4%	50-60
3-4%	90-92
Органический клей	Менее 2%	60-70
	Более 3%	50-55
2-3%	90-92
* - каждый компонент рассматривается в отдельности от всего состава

Далее, через несколько дней (как правило, через 10-14 суток) появляются всходы, которые прорывают сплошное покрытие, и начинают развиваться растения. Затем, через 0,8-1 месяц покрытие разлагают почвенные микроорганизмы.

Способ возделывания яровых зерновых культур на эрозионно опасных, засушливых склонах, включающий основную обработку почвы поперек склона и посев, отличающийся тем, что весной при наступлении физической спелости почвы по ее поверхности разбрасывают семена, прикатывают их гладкими катками и проводят сплошное опрыскивание поверхности почвы в количестве 200-250 литров на гектар составом со следующим соотношением компонентов, мас.%:

мел	5-6
аммиачная селитра	3-4
органический клей	2-3
вода	остальное