Способ разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к энергосберегающим технологиях возделывания кормовых культур в условиях недостаточного увлажнения на примере Северного Прикаспия на юго-востоке европейской части Российской Федерации. Способ разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов включает оборот почвенного пласта один раз в ротацию при подъеме поля из-под сеяных трав. Вспашку с оборотом задернелого пласта совмещают с внесением органических удобрений и запашку сидератов. В качестве последнего могут быть использованы растения предшествующей культуры с укладкой на дно борозды. В остальные годы ротации предусмотрено предпосевное поверхностное рыхление. Этим обеспечивают требуемую глубину заделки семян. При выполнении изобретения по первому варианту рыхление в виде щелевания проводят на глубину 0,40-0,45 м в позднеосенний период. Шаг между полосами 1,4-2,8 м. В ранневесенний период осуществляют сплошное рыхление верхнего слоя на глубину 0,25-0,27 м поперек направления щелевания. При отрастании многолетних сеяных трав и холодостойких сорняков осуществляют разделку пласта дискованием на глубину 0,12-0,16 м. С интервалом 10...14 дней проводят дополнительное дискование для полного механического уничтожения растительности и сохранения пожнивных и корневых остатков в верхнем слое. Затем выполняют выравнивание рельефа прикатыванием верхнего слоя. Сев ведут зернотравяными сеялками моделей СЗТ - 3,6 или СЗК - 2,1. Завершают цикл послепосевным прикатыванием. Способ обеспечит минеральным питанием возделываемые растения, а запасами почвенной влаги - их устойчивое произрастание в течение всего вегетационного периода и получение зерна заданного качества. При выполнении изобретения по второму варианту объемное рыхление проводят в период продолжительных зимних оттепелей на глубину 0,5-0,6 м. Шаг между проходами 2-3 м. В ранневесенний период осуществляют разделку пласта многолетних трав дискованием на глубину 0,12-0,16 м с интервалом 10-12 дней для уничтожения сорной растительности и пожнивных остатков. В агротехнические сроки после выравнивания рельефа ведут сев зерновых колосовых и послепосевное прикатывание. Способ обеспечит за счет накопленных запасов почвенной влаги устойчивое развитие зерновых культур в качестве санирующих растений. При выполнении изобретения по третьему варианту в осенний период ведут безотвальную плоскорезную обработку почвы на глубину 0,16...0,18 м культиваторами - плоскорезами КПП - 2,2; КПГ - 2-150; КПШ - 6 и др. При наличии навесных плугов семейства ПЛН с рабочими органами корпусов конструкции СибНМЭ выполняют вспашку без оборота пласта на глубину 0,22-0,27 м. По следу тракторных агрегатов за ним осуществляют дискование тяжелыми боронами семейства БДТ - 3,0. Разделку верхнего корненасыщенного пласта ведут на глубину 0,12-0,16 м. В ранневесенний период осуществляют разрушение комьев верхнего слоя игольчатыми (БИТ - 2,8) и/или дисковыми рабочими органами на глубину 0,05-0,08 м для подготовки ложа под посев злаковых трав или зерновых колосовых. Технологические операции завершают послепосевным прикатыванием. Способ обеспечивает восстановление плодородия почвы, накопление влаги и минерального питания в корнеобитаемом слое и исключает процессы ветровой эрозии. 3 н.п. ф-лы, 15 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к энергосберегающим технологиям возделывания кормовых культур в условиях недостаточного увлажнения (на примере Северного Прикаспия на юго-востоке европейской части Российской Федерации).

Известен также способ обработки почвы, включающий рыхление пахотного и подпахотного горизонтов, в котором с целью повышения качества обработки за счет снижения пестроты почвенного плодородия рыхление подпахотного горизонта выполняют в горизонтальной плоскости (SU, авторское свидетельство №1459617 А1 М. кл.4 А 01 В 49/02, 13/12. Способ обработки почвы / Н.Г.Старовойтов (СССР). - Заявка №3874375/30-63; Заявлено 21.03.1985; Опубл. 23.02.1989, Бюл. №7).

К недостаткам описанного способа применительно к решаемой нами проблеме относятся неудовлетворительное качество разделки пласта, большие энергозатраты и недопустимо большое количество эрозионно опасных частиц. Последнее недопустимо для Прикаспийской низменности, где наиболее опасно развиты очаги пыльных бурь.

Кроме описанных известен способ сохранения влаги и восстановления структуры почвы, включающий разрушение поверхности почвенной корки путем механического возделывания, в котором с целью повышения влаги в плодородном слое почвы и улучшения ее структуры поверхность почвенной корки разрушают путем внедрения рабочего органа в почву сверху с образованием на поверхности почвы выемок и бугорков типа елочки, из-под низа выемок подают в почву под давлением гумусовую эмульсию с образованием прослойки из нее (SU, авторское свидетельство №1491362 А1 М. кл.4 А 01 В 79/02. Способ сохранения влаги и восстановления структуры почвы / А.Х.Зимагулов и М.Г.Гатин (СССР). - Заявка №4271525/30-15; Заявлено 29.06.1987; Опубл. 07.07.1989, Бюл. №25).

К недостаткам описанного способа относятся неудовлетворительное крошение верхнего слоя и потребность в больших энергозатратах.

Известен способ глубокой вспашки почвы на склонах, включающий двухслойную обработку с оборотом пласта верхнего слоя, при котором верхний слой пашут на различную глубину, ступенчато с увеличением толщины верхних смежных слоев по глубине в сторону подъема, в котором с целью уменьшения потерь влаги во вспаханном слое обработку нижнего слоя проводят также вспахиванием, причем пласты верхнего и нижнего слоев меняют местами, а толщину смежных слоев пласта увеличивают в сторону понижения склона, так что общая глубина обработки остается постоянной и верхние пласты укладывают на нижние со смещением так, что они перекрывают стыки нижними пластами (SU, авторское свидетельство №1454275 А1 М кл.4 А 01 В 79/00. Способ глубокой вспашки почвы на склонах / А.С.Шквира, В.А.Дубровин, Л.К.Литвинюк и др. (СССР) Заявка №4059984/30-15; Заявлено 22.04.1986; Опубл. 30.01.1989, Бюл. №4).

К недостаткам описанного способа относятся большие энергозатраты и высокая степень содержания эрозионно опасных частиц.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится способ обработки почвы, включающий оборот почвенного пласта один раз в ротацию при подъеме поля из-под сеяных трав с одновременным внесением органических удобрений и сидератов на дно борозды и предпосевное рыхление почвы в остальные годы ротации, в котором с целью повышения урожайности и увеличения плодородного слоя рыхление поверхностного слоя почвы проводят на ежегодно возрастающую глубину с таким расчетом, чтобы перед очередным посевом в ротации многолетних трав глубина рыхления была равна толщине обернутого пласта, а повторную вспашку в начале второй ротации севооборота проводят на глубину, превышающую глубину предшествующей вспашки (SU, авторское свидетельство №1463152 А1 М. кл.4 А 01 В 79/00. Способ обработки почвы / В.А.Сакун, И.П.Макаров, О.А.Сизов (СССР) Заявка №4123192/30-15; Заявлено 30.06.1986; Опубл. 07.03.1989, Бюл. №9).

Несмотря на схожесть решаемой задачи, описанный способ не обеспечивает качественной разделки верхнего дернового слоя почвы в качестве раннего пара в зернопаротравяном севообороте. К недостаткам описанного способа относятся также большие энергозатраты, низкое качество заделки корневых остатков, большое количество эрозионно опасных частиц почвы.

Сущность заявленного изобретения

Задача, на решение которой направленно заявленное изобретение, - повышение продуктивности агрофитоценозов за счет восстановления микробиологической активности и фотосинтеза в зернопаротравяном севообороте.

Технический результат - повышение урожайности зерновых колосовых культур и санация ими корнеобитаемого верхнего слоя почвы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов, включающем оборот почвенного пласта один раз в ротацию при подъеме поля из-под сеяных трав с одновременным внесением органических удобрений и сидератов на дно борозды и предпосевное поверхностное рыхление почвы в остальные годы ротации, согласно изобретению рыхление в виде щелевания проводят на глубину 0,40-0,45 м в позднеосенний период с шагом 1,4-2,8 м между щелями, а в ранневесенний период осуществляют сплошное рыхление верхнего слоя на глубину 0,25-0,27 м поперек направления щелевания, при отрастании многолетних сеяных трав и холодостойких сорняков осуществляют разделку пласта дискованием на глубину 0,12-0,16 м с интервалом между циклами в 10...14 дней, затем выполняют выравнивание прикатыванием верхнего слоя, ведут посев зерновых колосовых и завершают цикл послепосевным прикатыванием.

При выполнении операций по второму варианту в продолжительные зимние оттепели "зимние окна" проводят объемное рыхление на глубину 0,5-0,6 м с шагом между проходами 2-3 м, в ранневесенний период осуществляют разделку пласта многолетних трав дискованием на глубину 0,12-0,16 м с интервалом 10-12 дней для уничтожения сорной растительности и пожнивных остатков, а в агротехнические сроки после выравнивания рельефа ведут сев зерновых колосовых и послепосевное прикатывание.

При выполнении комплекса технологических операций по третьему варианту в осенний период ведут безотвальную плоскорезную обработку почвы на глубину 0,16-0,18 м или вспашку без оборота пласта на глубину 0,22 - 0,27 м и по следу за ним дискованием осуществляют разделку верхнего корненасыщенного пласта на глубину 0,12-0,16 м, в ранневесенний период осуществляют разрушение кольев верхнего слоя игольчатыми и/или дисковыми рабочими органами на глубину 0,05-0,08 м для посева злаковых трав или зерновых колосовых культур и после посевное прикатывание.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Способ разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов (размещаемых в непосредственной близости к фермам КРС или летним площадкам для откорма дойного гурта или молодняка) предусматривает оборот почвенного пласта один раз в ротацию (через четыре-пять лет) при подъеме пласта почвы с поля из-под сеяных трав (одновидовых - клевер, люцерна, райграс, житняк, овсяница и многокомпонентных - в смешанных или полосовых посевах). При запашке с оборотом пласта малопродуктивных и сбитых сеяных трав производят одновременное внесение органических удобрений с прилежащих ферм КРС (крупного рогатого скота) и заделку сидератов на дно борозды. В остальные годы ротации выполняют предпосевное поверхностное рыхление почвы для заделки семян высеваемых либо однолетних либо многолетних кормовых культур, либо растений - фитомелиорантов для санации почв.

В предлагаемом способе для получения качественного зернопаротравяного севооборота перед разделкой пласта многолетних трав под ранний пар проводят рыхление на глубину 0,40-0,45 м стойками щелерезов, например ЩН-2-140. Щели при щелевании нарезают в позднеосенний период с шагом 1,4-2,8 м. Львиная доля естественных осадков в Нижнее-Волжском регионе выпадает в осенне-зимний период (см. таблицу 1). Через нарезанные щели выпавшие осадки аккумулируются в нижних почвенных горизонтах. Этими осадками происходит пополнение доступных запасов почвенной влаги. В ранневесенний период при достижении температуры почвы 6...8°С осуществляют сплошное рыхление верхнего слоя почвы на глубину 0,25-0,27 м поперек направления щелевания. Эту операцию выполняют тракторными навесными и полунавесными плугами ПЛН - 5-35 или ПЛП - 6-35, оборудованных стойками корпусов конструкции СибИМЭ. За ранневесенний период выпадает до 60...80 мм осадков от летних норм, которыми равномерно насыщается пахотный горизонт. При отрастании многолетних сеяных трав и холодостойких сорняков осуществляют разделку задернелого пласта дискованием на глубину 0,12-0,16 м. Эту операцию выполняют агрегатом, включающим гусеничный трактор класса тяги 3 и тяжелую дисковую борону БДТ - 3,0 в направлении сплошного рыхления.

При продолжительной затяжной и холодной весне с интервалом между циклами 10-14 дней эту терапию повторяют. Для подавления сорной растительности и обеспечения периода покоя и полного разложения поливных остатков, корней и корневищ многолетних бобовых и мятликовых трав, санации, накопления минерального питания во второй или последней декаде апреля ведут сев зерновых колосовых (яровые - ячмень, пшеница) в качестве зернофуража. Для подтягивания влаги из нижних горизонтов, выравнивания макро рельефа поля и разрушения глыб и почвенных агрегатов проводят предпосевное прикатывание либо гладкими водоналивными катками 3 КВГ - 1,4 либо кольчато-шпоровыми катками 3 ККШ - 6А.

Послепосевное прикатывание завершает цикл полевых работ на поле описанного севооборота.

Метеорологические условия проведения исследований эффективности приведены в таблице 1. В таблице 2 представлена плотность почвы на зернопаротравяном севообороте при обработке вышеописанным способом (первый вариант) и в качестве базы сравнения - разделка пласта в два следа тяжелыми дисковыми боронами семейства БДТ - 3,0 на посевах ярового ячменя сорта Южный и озимой пшеницы сорта Донщина. Представленная разница в плотности почвы по слоям корнеобитаемого горизонта обеспечивает впитываемость почвы выпавших осадков, аэрацию и теплообеспеченность в ранневесенний период. Динамика общего запаса влаги в метровом слое под посевами ярового ячменя и озимой пшеницы приведена в таблицах 3 и 4. Фотосинтетическая деятельность растений ярового ячменя сорта Южный и озимой пшеницы сорта Донщина при разделке верхних пластов по заявленному способу и в два следа тяжелыми дисковыми боронами БДТ - 3,0 представлена в таблицах 5 и 6. Эффективность предложенного способа очевидна.

Описанный способ способствует жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих разложению растительных и корневых остатков и восстановлению плодородия почв. Специальный опыт подтверждает последнее (см. таблицу 7).

Используемые машинные технологические операции в предлагаемом способе позволяют период вегетации озимой пшеницы сорта Донщина и ярового ячменя сорта Южный (см. таблицу 8). Элементы структуры урожая ярового ячменя сорта Южный и озимой пшеницы сорта Донщина описаны в таблицах 9 и 10. Растения ячменя, произрастающие на опытном участке с разделкой пласта в два следа бороной БДТ - 3,0, имели высоту 0,55 м, а на участке с обработкой по первому варианту заявленного способа - 0,63 м. В таблице 11 представлена урожайность зерна ячменя Южный и пшеницы Донщина на сравниваемых вариантах.

В таблице 12 показана биоэнергетическая эффективность разделки пласта дернины многолетних трав в зернопаротравяном севообороте при обработке по описанной выше технологии. В качестве базы сравнения предложены залежь (контроль), вспашка с оборотом пласта лемешно-отвальными плугами на глубину 0,25-0,27 м и разделу пласта в два следа при полном уничтожении крупных глыб с размерами кольев больше 0,15-20 м. Характер изменения биологической урожайности на посевах озимой пшеницы Донщина и ярового ячменя Южный нами показан в таблице 13. В таблице приведена урожайность озимой пшеницы и ярового ячменя по данным сезона уборки 2004 г. Приведенные результаты исследований (см. табл.14) подтверждают эффективность приемов обработки верхнего задерненного пласта при подготовке почвы в качестве раннего пара.

Описанный способ позволяет существенно снизить эрозионную опасность на сбитых пастбищах (см. таблицу 15).

Способ разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов по второму варианту отличается от вышеописанного тем, что в продолжительные зимние оттепели "зимние окна" проводят объемное рыхление на глубину 0,5-0,6 м. Эту операцию проводят навесными рыхлителями моделей РН - 60 Б или РН - 80 А в агрегате с тракторами класса тяги 5. Ширина зоны рыхления на поверхности поля - 0,8-1,3 м. Шаг между проходами - 2-3 м. Этими зонами происходит перехват оттаявшей воды как в зимний, так и в ранневесенний период. В это время, как правило, происходит интенсивный сток талой воды и водная эрозия почвы. В ранневесенний период осуществляют разделку пласта многолетних трав дискованием на глубину 0,12-0,16 м. Машинную операцию выполняют тяжелой дисковой бороной БДТ - 3,0. С интервалом в циклах 10-12 дней эту операцию повторяют для уничтожения холодостойкой сорной растительности и пожнивных остатков. После выравнивания рельефа поля в установленные агротехнические сроки для данной зоны ведут сев зерновых колосовых, обеспечивая занятость поля санирующей культурой. Для создания контакта высеянных семян зерновых колосовых с почвой осуществляют послепосевное прикатывание. Эту операцию, как правило, ведут кольчато-шпоровыми катками 3 ККШ - 6 А.

Для количественной оценки описанной технологии приводим результаты полевых исследований, выполненных на полях ОНО ОПХ "Нижняя Волга" ГНУ Прикаспийский НИИ аридного земледелия. Месторасположение ОНО ОПХ "Нижняя Волга" наиболее полно характеризует условия Северного Прикаспия. Климатические условия нами приведены в таблице 1. Разница в плотности почвы при ее обработки на зернопаротравяном севообороте по описанному (для краткости описания - второй вариант) способу и после вспашки с оборотом пласта видна по слоям почвенных горизонтов. Динамика запасов доступной почвенной влаги при обработке почвы по заявленному способу (второй вариант) и база сравнения (вспашка с оборотом пласта) нами представлена в таблицах 3 и 4.

Заявленный способ обеспечивает интенсивность роста растений как ярового ячменя сорта Южный, так и озимой пшеницы сорта Донщина (см. приведенные результаты в таблицах 5 и 6).

Правильность направления доказывают приведенные результаты исследований в таблице 7. Возрастающая биологическая активность светло-каштановых почв под посевами ячменя и пшеницы свидетельствуют в пользу предложенной технологии разделки пласта многолетних трав в кормовом севообороте. Разделка пласта почвы по второму варианту по сравнению с вспашкой плугами ПЛН - 5-35 изменяет структуру урожая (на примере ярового ячменя и озимой пшеницы). Данные представлены в таблицах 9 и 10. Урожайность упомянутых культур нами приведена в таблице 11. Биоэнергетическая эффективность способов разделки пластов и характер изменения урожайности зеленой массы нами показаны в виде числовых данных в таблицах 12 и 13. Прибавка урожая зерна в 0,2 т/га показывает целесообразность обработки почвы набором технологических операций при разделке пласта по второму варианту (см. табл.14). О качественном изменении структуры обработанных пластов под посевами ярового ячменя и озимой пшеницы свидетельствуют данные по уменьшению эрозионно опасных частиц почвы как дневной поверхности, так и по слоям корнеобитаемого горизонта (см. табл.15).

Способ разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов по третьему варианту предусматривает безотвальную плоскорезную обработку почвы плоскорезами КПГ 2-150 и КПП Т-9 на глубину 0,16-0,18 м. В зависимости от исходной плотности и твердости почвы эту операцию проводят как вспашку без оборота пласта на глубину 0,22-0,27 м. По следу гусеничных тракторов за ним осуществляют разделку верхнего корненасыщенного пласта на глубину 0,12-0,16 м тяжелыми дисковыми боронами семейства БДТ - 3,0. В осенне-зимний период в слое 0-0,3 м происходит накопление влаги. За счет низких температур происходит разрушение кольев и глыб. В пространство между комьями почвы и глыб поступают осадки и задерживаются в них в виде снега и льда. При этом происходит разрушение корневых связей в почвенных агрегатах. В ранневесенний период осуществляют разрушение комьев верхнего слоя игольчатыми рабочими органами (дисками СБИГ - 2,8) и/или дисковыми рабочими органами дискового лущильника ЛДГ - 5 на глубину 0,05-0,08 м для посева злаковых трав или зерновых колосовых культур. После посева ведут прикатывание кольчато-шпоровыми катками 3 ККШ - 6А.

При выполнении способа по третьему варианту опыты проводились в метеоусловиях, описанных в таблице 1. Изменение плотности почвы в зернотравяном севообороте после обработки приведено в таблице 2. В качестве контроля принята залежь зернотравяного севооборота. Динамика общего запаса влаги в метровом слое почвы под посевами ячменя и пшеницы показана нами в таблицах 3 и 4, а их фотосинтетическая деятельность - в таблицах 5 и 6. Изменение активности микроорганизмов в зависимости от обработки почвы представлено в таблице 7. Элементы структуры урожая ярового ячменя сорта Южный и озимой пшеницы сорта Донщина нами приведены в таблицах 9 и 10, а их урожайность - в таблице 11. Биоэнергетическая эффективность способов разделки пластов описана данными, показанными в таблице 12. Характер изменения урожайности зеленой массы ячменя и пшеницы представлен в таблице 13. Экономический эффект обработки показан в таблице 14. Экологическая ситуация при обработке зернины для санации почвы возделыванием растений ячменя и озимой пшеницы приведена в таблице 15.

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют в пользу заявленных способов разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов.

Формула изобретения

1. Способ разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов, включающий оборот почвенного пласта один раз в ротацию при подъеме поля из-под сеяных трав с одновременным внесением органических удобрений и сидератов на дно борозды и предпосевное поверхностное рыхление почвы в остальные годы ротации, отличающийся тем, что рыхление в виде щелевания проводят на глубину 0,40-0,45 м в позднеосенний период с шагом 1,4-2,8 м между щелями, а в ранневесенний период осуществляют сплошное рыхление верхнего слоя на глубину 0,25-0,27 м поперек направления щелевания, при отрастании многолетних сеяных трав и холодостойких сорняков осуществляют разделку пласта дискованием на глубину 0,12-0,16 м с интервалом 10-14 дней, затем выполняют выравнивание прикатыванием верхнего слоя, ведут посев зерновых колосовых и завершают цикл послепосевным прикатыванием.

2. Способ разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов, включающий оборот почвенного пласта один раз в ротацию при подъеме поля из-под сеяных трав с одновременным внесением органических удобрений и сидератов на дно борозды и предпосевное поверхностное рыхление почвы в остальные годы ротации, отличающийся тем, что в продолжительные зимние оттепели "окна" проводят объемное рыхление на глубину 0,5-0,6 м с шагом между проходами 2-3 м, в ранневесенний период осуществляют разделку пласта многолетних трав дискованием на глубину 0,12-0,16 м с интервалом между циклами в 10-12 дней для уничтожения сорной растительности и пожнивных остатков, а в агротехнические сроки после выравнивания рельефа ведут сев зерновых колосовых и послепосевное прикатывание.

3. Способ разделки пласта многолетних трав под ранний пар в системе зернопаротравяных севооборотов, включающий оборот почвенного пласта один раз в ротацию при подъеме поля из-под сеяных трав с одновременным внесением органических удобрений и сидератов на дно борозды, и предпосевное поверхностное рыхление почвы в остальные годы ротации, отличающийся тем, что в осенний период ведут безотвальную плоскорезную обработку почвы на глубину 0,16-0,18 м или вспашку без оборота пласта на глубину 0,22-0,27 м и по следу, за ним дискованием осуществляют разделку верхнего корненасыщенного пласта на глубину 0,12-0,16 м, в ранневесенний период осуществляют разрушение комьев верхнего слоя игольчатыми и/или дисковыми рабочими органами на глубину 0,05-0,08 м для посева злаковых трав или зерновых колосовых культур и их послепосевное прикатывание.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 29.03.2007

Извещение опубликовано: 27.10.2008        БИ: 30/2008