Меню

Реклама
1

  • Приусадебный участок


    Способ химической мелиорации черноземных солонцовых почв

     

    ИЗОБРЕТЕНИЕ

    Патент Российской Федерации RU2084096

    Имя изобретателя: Рашковский Е. М.; Лощинин О. В.; Чумаков В. С.; Гринберг С. Ю.; Степанов М. А.

    Имя патентообладателя: Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго - Востока - НПО "Элита Поволжья"; Государственная проектно-изыскательская станция агрохимической службы "Балашовская"

    Адрес для переписки:

    Дата начала действия патента: 1995.08.25

    Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к сельскому и приусадебному хозяйству и может быть использовано в земледелии и растениеводстве при химической мелиорации черноземных солонцовых почв. Сущность: способ включает почвенное обследование мелиорируемого участка, составление проекта на мелиорацию, внесение половинной дозы мелиоранта, заделывание его в почву, разделывание дернины или стерни, основную обработку почвы мелиоративным трехъярусным плугом, выравнивание поверхности пашни, парование почвы, посев и выращивание солонце - и солеусточивых культур - фитомелиорантов. Способ увеличивает продуктивность угодий и снижает затраты на мелиорацию.

    ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в земледелии и растениеводстве при химической мелиорации черноземных почв с высокой комплексностью (более 25% от площади) солонцов мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых магниевых сильносолончаковых хлоридно-сульфатных и сульфатных тяжелого механического состава с близким залеганием грунтовых вод или верховодки в зонах с годовой суммой осадков не менее 350 мм или при орошении.

    Известен способ химической мелиорации солонцовых почв (Пак К. П. Солонцы СССР и пути повышения их продуктивности. М. Колос, 1975, с. 114 173), основанный на химической реакции замещения в почвенном поглощающем комплексе избыточного количества катионов натрия на ионы кальция, в результате чего щелочная реакция среды изменяется на нейтральную, улучшаются физические и химические свойства почвы, причем в качестве химических мелиорантов в солонцовую почву вносят природные (гипс, глиногипс, мел) или получаемые в промышленности в виде отходов (фосфогипс, хлористый кальций, железный купорос, дефект, серная кислота и др.), преимущественно кальцийсодержащие вещества, доза которых рассчитывается по содержанию в солонцах поглощенных оснований и натрия, мощности мелиорируемого слоя, содержанию кальция в мелиоранте и т. д. Этот способ аналог включает проведение комплекса мелиоративных работ и мероприятий, а именно: почвенного обследования участка и составления проекта на мелиорацию, в котором отражают исходные показатели плодородия почвы, намечают вид химического мелиоранта, срок, способ и дозу его внесения, вид и глубину основной обработки почвы, меры по промывке почвы, тип севооборота, набор сельскохозяйственных культур-фитомелиорантов, агротехнику их посева и выращивания.

    Известны также способы химической мелиорации солонцовых почв, которые включают в себя практически все элементы вышеприведенного аналога, но отличающиеся по осуществлению от того или иного вида операций.

    Известен химический способ мелиорации черноземных почв с высоким содержанием солонцов мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых (Технологии мелиорации и выращивания сельскохозяйственных культур на солонцовых землях Поволжья. М. Росагропромиздат, 1989, с. 18 24, 98 - 104), при котором проводят почвенное обследование участка и в соответствии с проектом на мелиорацию вносят на поле сразу всю дозу химического мелиоранта или частями, лущением заделывают его в поверхностный слой почвы, одновременно разделывая дернину или стерню, проводят обычную (немелиоративную) вспашку на глубину 15 16, 20 22 или 27 35 см с почвоуглублением (рыхлением подпахотного слоя) до 40 50 см, после чего поле оставляют на одногодичное парование, а затем осуществляют посев и выращивание солонце - и солеустойчивых культур-фитомелиорантов, как и по первому способу-аналогу.

    При этом известном способе-аналоге мелиорации черноземных почв с наличием средних и глубоких солонцов обычной (немелиоративной) вспашкой достигают перемешивание пахотного слоя почвы с химическим мелиорантом и частично разрушают солонцовый горизонт.

    Недостаток этого известного способа-аналога заключается в том, что при обработке почвы обычным (немелиоративным) плугом из-за его конструктивных особенностей (максимальная глубина обработки не более 30 см) солонцовый горизонт часто не разрушается полностью.

    Известен также способ химической мелиорации черноземных почв с высоким содержанием солонцов мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых (Технологии мелиорации и выращивания сельскохозяйственных культур на солонцовых землях Поволжья. М. Росагропромиздат, 1989, с. 16 24, 98 - 104), при котором проводят почвенное обследование участка, в соответствии с проектом на мелиорацию вносят сразу всю дозу химического мелиоранта, заделывают его лущильником в поверхностный слой почвы, одновременно разделывая дернину или стерню, проводят мелиоративную глубину (на 40 45 см и глубже) плантажную вспашку, затем, поскольку поверхность поля получается гребнистой, ее выравнивают дисковыми орудиями и после одногодичного парования сеют и возделывают солонце - и солеустойчивые культуры-фитомелиоранты, как и по первому способу-аналогу.

    При этом известном способе-аналоге благодаря глубокой плантажной вспашке происходит, как правило, полное разрушение солонцового горизонта, в результате чего значительно улучшается водный режим почвы и усиливается действие химических мелиорантов.

    Но, так как при поантажной впашке обезличивается (сбрасывается на дно борозды) самый плодородный верхний слой почвы, а на поверхность выносится нижняя часть солонцового горизонта или засоленная почвообразующая порода, этот известный способ-аналог применим в основном для мелиорации мелких и корковых солонцов, у которых надсолонцовый горизонт практически отсутствует.

    Наиболее близким к предлагаемому способу является способ химической мелиорации черноземных почв с высоким содержанием солонцов мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых (Кормопроизводство на солонцовых землях Западной Сибири и Южного Урала. Рекомендации. М. Госагропром СССР, 1987, с. 8. ), при котором проводят почвенное обследование участка, составляют проект на мелиорацию, вносят сразу всю дозу химического мелиоранта, заделывают его лущением или фрезерованием в поверхностный слой почвы, одновременно разделывая дернину или стерню, после чего проводят глубокую (на 35 40 см) безотвальную обработку почвы специальными орудиями-глубокорыхлителями (например РСН 2,9 или стойки СИБИМЭ), после оставляют на одногодичное парование, а затем проводят посев и выращивание солонце - и солеустойчивых культур-фитомелиорантов.

    Преимущество прототипа по сравнению с известными способами-аналогами, сочетающими химическую мелиорацию с обычной или плантажной вспашками, в том, что при глубоком безотвальном рыхлении почвы солонцовый горизонт разрушается, но не выносится на поверхность.

    Недостаток прототипа в том, что почва при безотвальной обработке, в том числе и глубокой, измельчается и перемешивается с химическим мелиорантом гораздо хуже, чем при вспашке, она быстрее слеживается и со временем происходит ухудшение ее водно-физических свойств. Прототип эффективен на солонцах с близким залеганием к поверхности почвы вредных для растений водорастворимых солей.

    Существенным недостатком прототипа, как и известных способов-аналогов при мелиорации черноземных почв с высоким содержанием средне - и многонатриевых солонцов, является необходимость применения очень больших доз химических мелиорантов (в зависимости от содержания поглощенного натрия в почве и мощности солонцового горизонта до 70 тонн на 1 гектар), что требует значительных затрат на их добычу, производство, приобретение, доставку и внесение.

    Целью предлагаемого изобретения является повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий при одновременном снижении затрат на химическую мелиорацию черноземных почв с высоким (более 25% от площади) содержанием солонцов мелких, средних и глубоких, прежде всего средне - и многонатриевых магниевых сильносолончаковых хлоридно-сульфатных и сульфатных тяжелого механического состава при близком залегании грунтовых вод или верховодки.

    Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе химической мелиорации черноземных солонцовых почв проводят почвенное агромелиоративное обследование участка, составляют проект на мелиорацию, вносят расчетную дозу химического мелиоранта, заделывают его лущением или фрезерованием в поверхностный слой почвы, одновременно разделывая дернину или стерню, а затем проводят основную обработку почвы мелиоративным трехъярусным плугом, при этом глубину обработки у каждого корпуса этого плуга устанавливают в соответствии с проектом на мелиорацию дифференцировано в зависимости от глубины залегания и мощности солонцового горизонта, затем, после мелиоративной обработки, поверхность пашни выравнивают дисковыми орудиями и после одногодичного парования почвы проводят посев и возделывают солонце - и солеустойчивые культуры-фитомелиоранты в следующих севооборотах: сорго суданская трава - горчица суданская трава или: озимая рожь просо кукуруза ячмень или: костер + донник под покров горчицы костер + донник второго года жизни - костер третьего и четвертого года жизни.

    Повышение эффективности предлагаемого способа по сравнению с прототипом достигается и при уменьшении количества вносимого химического мелиоранта на половину от расчетной дозы, благодаря чему существенно снижаются затраты на мелиорацию, закупку и транспортировку мелиорантов.

    В известной научно-технической и патентной информации не обнаружены решения с совокупностью отличительных признаков, аналогичных предлагаемой.

    Не является очевидным для достижения цели изобретения использование при мелиорации черноземных почв с высоким (более 25% от площади) содержанием солонцов мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых магниевых сильносолончаковых хлоридно-сульфатных и сульфатных тяжелого механического состава при близком залегании грунтовых вод или верховодки способа, сочетающего химическую мелиорацию, особенно дозами мелиоранта на половину меньше расчетной, с мелиоративной трехъярусной обработкой почвы.

    Трехъярусная обработка почвы широко применяется для мелиорации солонцов, но используется в основном при агробиологическом методе мелиорации (без внесения химических мелиорантов) на высококарбонатных солонцах в засушливой степной зоне каштановых почв. При химической мелиорации черноземных солонцов недостатком основной обработки почвы по способу-прототипу с глубоким безотвальным рыхлением или способам-аналогам с обычной вспышкой с почвоуглублением является плохое разрушение солонцового горизонта, недостаточное перемешивание химического мелиоранта с почвой. Трехъярусная обработка позволяет устранить эти недостатки она не только обеспечивает полное крошение солонцового горизонта, но и сбрасывает его на дно пахотной борозды (на глубину до 40 см), а также лучше заделывает химический мелиорант в почву.

    При предлагаемом способе мелиорации черноземных солонцов, благодаря сочетанию химической мелиорации с трехъярусной обработкой почвы, существенно по сравнению с применяемыми в способе-прототипе и способах-аналогах сочетаниями химической мелиорации с обычной, плантажной вспашками или глубоким безотвальным рыхлением улучшаются водно-физические свойства почвы, более интенсивно идут процессы химической мелиорации, повышается эффективное плодородие и продуктивность мелиорируемых угодий.

    Не является также очевидным для достижения цели изобретения при предлагаемом способе мелиорации черноземных почв с высоким (более 25% от площади) содержанием солонцов мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых сильносолончаковых хлоридно-сульфатных и сульфатных тяжелого механического состава при близком залегании грунтовых вод или верховодки возможность существенного снижения затрат на приобретение, доставку и внесение химических мелиорантов от применения половины от расчетной дозы химического мелиоранта.

    Таким образом, предлагаемое техническое решение отвечает критериям "новизна" и "изобретательский уровень", а положительный эффект в нем достигается при неочевидном для специалиста сочетании традиционных химических мелиораций и обработок существующими трехъярусными плугами, то есть без дополнительных затрат на создание нового орудия для обработки солонцовых почв и за счет снижения на половину затрат по приобретению, транспортировке и внесению химического мелиоранта.

    Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

    В зонах с годовой суммой осадков не менее 350 мм, на участках, предназначенных для коренной мелиорации солонцов проводят агромелиоративное обследование почвы. На его основании составляют проект на мелиорацию, в котором отражают исходные показатели плодородия почвы, намечают способ мелиорации, вид химического мелиоранта, дозы его по сумме обменных натрия и магния в мелиорируемом слое почвы, сроки внесения (дробно или всю дозу сразу под мелиоративную обработку), вид и глубину мелиоративной обработки, тип севооборота, набор культур-фитомелориантов, агротехнику посева и выращивания.

    На целине в начале лета, а на используемых в пашне угодьях после уборки равномерно вносят по поверхности почвы химический мелиорант (гипс, фосфогипс или др.), лучше всего половинную от расчетной дозу, применяя, например обычные разбрасыватели типа РУМ-8, 1-РМГ-4, КСА-3 и т. п. После разбрасывания химического мелиоранта его заделывают в поверхностный слой почвы на глубину 10-12 см, одновременно разделывая дернину или стерню, дисковыми орудиями (БД-10А, ЛДГ-10) или лемешными лущильниками ((ПЛ-25, ПЛ-5-25).

    При состоянии физической спелости солонцового горизонта почву обрабатывают трехъярусным плугом (типа ПТН-40, ПТН-3-440А, ПТН-3-40М). Перед работой трехъярусный плуг регулируют в соответствии с требованиями к мелиоративной вспашке солонцов мелиорируемого поля, отраженными в проекте на мелиорацию, поскольку неправильно установленный плуг не обеспечит требуемое качество обработки почвы. Для этого первый корпус, расположенный в передней части плуга (у трехсекционных плугов типа ПТН-3-40 соответственно в передней части каждой секции), устанавливают на глубину надсолонцового горизонта, например, при преобладании на участке средних солонцов на глубину 10 см, глубоких 20 см. Этим корпусом крошат и оборачивают надсолонцовый горизонт, перемешивают его с химическим мелиорантом и оставляют на поверхности. Третий корпус, расположенный в задней части плуга (секции) на одной линии с первым корпусом, устанавливают на глубину, равную нижней границе солонцового горизонта. Вторым корпусом самым большим, мелиоративным, полностью разрушают остатки солонцового горизонта (если они остались после прохода второго корпуса плуга) и припахивают часть подсолонцового горизонта. При работе двух последних корпусов осуществляют крошение, взаимное перемещение и частичное перемешивание солонцового и подсолонцового горизонтов. Глубина установки второго корпуса не должна превышать указанную в проекте, иначе возможно вовлечение в пахотный слой вредных для растений водорастворимых солей.

    После трехъярусной вспашки поверхность пашни, как и после плантажа (по второму аналогу), получается гребнистой и глыбистой, поэтому ее выравнивают, например, дисковыми лущильниками ЛДГ-10.

    Следующим летом поле держат под черным паром. В пару под одну из культиваций вносят минеральные удобрения и вторую часть химического мелиоранта, если проектом предусмотрено его дробное внесение. Если мелиоративные работы были завершены в первой половине лета, например при освоении целинных участков, и до осени почву обрабатывали по типу раннего пара, то это поле не оставляют под пар, а весной проводят посев сельскохозяйственных культур-фитомелиорантов.

    Освоение мелиорируемых угодий начинают с выращивания многолетних трав или однолетних растений, отдавая предпочтение солонце - и солеустойчивым культурам, вводя, например, мелиоративные пятипольные севообороты: пар - донник + костер под покров горчицы донник + костер второго года жизни - костер третьего и четвертого года жизни или: пар сорго суданская трава - просо суданская трава и др. Возделыванием хорошо переносящих солонцовость и засоление культур-фитомелиорантов способствуют повышение эффективного плодородия почвы, продуктивности мелиорируемых угодий, уменьшению срока окупаемости затрат на мелиорацию.

    Пример. В Западной Правобережной микрозоне Саратовской области (Самойловский район), характеризующейся относительно благоприятными условиями увлажнения (годовая сумма осадков 480 мм), в 1984 г. было проведено агромелиоративное почвенное обследование целинного участка, которым было установлено, что на нем среди черноземных почв на 25-30% площади присутствуют мелкие, средние и глубокие средне - и многонатриевые магниевые сильносолончаковые хлоридносульфатные и сульфатные тяжелосуглинистые солонцы при близком залегании верховодки (1,5 метра от поверхности почвы). Солонцы, входящие в состав почвенного комплекса, содержали поглощенного натрия 9-11 мг-экв. на 100 г почвы или 28-38% от суммы поглощенных оснований. Исходя из содержания поглощенного натрия в мелиорируемом слое (0-40 см), полная расчетная доза химического мелиоранта (фосфогипса) составила 70 тонн на 1 га.

    Изучение сравниваемых способов мелиорации проводилось в течение шести лет в стационарных полевых опытах, заложенных на указанном участке в 1984 г.

    Сравниваемые способы включали в себя поверхностное внесение (разбрасывание) фосфогипса дозой 35 тонн на 1 га (половина от расчетной дозы), заделку его в почву с одновременной разделкой дернины лемешным лущением ПЛ-10-25 на глубину 12-14 см и основную обработку почвы разными орудиями. По первому способу-аналогу основную обработку почвы осуществляли обычным отвальным плугом ПН-5-35 на глубину 20-22 см, по способу-прототипу глубоким безотвальным рыхлением стойками СИБИМЭ на глубину 35 см и по предлагаемому способу трехъярусным плугом ПИН-3-40М на глубину 40 см и третьего на 30 см. После трехъярусной обработки поверхность пашни по предлагаемому способу выровняли 2-3 проходами дискового лущильника ЛДГ-10.

    В течение лета 1985 г. почву на всех вариантах опыта держали под черным паром, в котором проводили обычные работы, предусмотренные зональными технологиями ухода за парами.

    Одновременно с перечисленными выше способами мелиорации, отличающимися между собой основными обработками почвы, проводили и сравнение разных способов использования мелиорируемых угодий. На каждом варианте обработки почвы изучали три пятипольных севооборота: 1) севооборот с многолетними травами: пар костер + донник под покров горчицы костер + донник второго года жизни - костер третьего и четвертого года жизни, 2) севооборот с 60% зерновых: пар - озимая рожь - просо кукуруза ячмень и 3) севооборот с 60% однолетних кормовых культур: пар сорго суданская трава горчица суданская трава. Сроки проведения полевых работ, агротехнику посева и выращивания сельскохозяйственных культур, рекомендованные для данной зоны, корректировали с учетом состояния увлажнения солонцов. Удобрения и ядохимикаты не применяли.

    Проведенными исследованиями было установлено, что в условиях Западной микрозоны Саратовской области на целинных черноземных почвах с 25-30% солонцов мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых магниевых сильносолончаковых хлоридно-сульфатных и сульфатных тяжелосуглинистых при близком залегании грунтовых вод (1,5 метра) и верховодки, мелиорации, как таковая, по сравнению с целиной, оказалась эффективной, причем предлагаемый способ превосходил известные (табл.).

    При предлагаемом способе мелиорации, основанном на сочетании химической мелиорации половинной от расчетной дозой фосфогипса (35 тонн на 1 га) и мелиоративной трехъярусной вспашки, продуктивность сеяных многолетних трав в среднем возросла до 16,6 ц кормовых единиц с 1 га, что на 10-20% больше, чем при применении способа-прототипа и первого аналога и в 2,5 раза больше, чем на целине (табл.).

    При возделывании на мелиорируемых солонцовых землях однолетних солонце - и солеустойчивых культур-фитомелиорантов, по сравнению со способом использования таких почв путем залужения многолетними травами, продуктивность угодий еще более повысилась, снизилась себестоимость продукции и ускорилась окупаемость затрат на мелиорацию. Введение на мелиорируемых землях предлагаемых пятипольных севооборотов: пар сорго суданская трава горчица суданская трава и пар озимая рожь просо кукуруза ячмень позволило поднять среднюю продуктивность 1 га пашни соответственно до 24,6-29,2 и 19,7-25,7 ц кормовых единиц, что в 3,7-4,4 и 3,0-3,9 раза больше, чем было до мелиорации на целине (табл.).

    При использовании этих мелиоративных севооборотов, насыщенных однолетними солонце - и солеустойчивыми культурами, преимущественно предлагаемого способа мелиорации комплексных черноземных почв с высоким содержанием мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых солонцов перед аналогом и прототипом еще более очевидно. При предлагаемом способе средняя продуктивность каждого мелиорируемого гектара в кормовых единицах оказалась на 20-30% больше (табл.).

    Предлагаемый способ мелиорации позволил получать ежегодно с каждого гектара, по сравнению с целиной, дополнительной продукции в ценах января 1993 г. при возделывании многолетних трав 18,0 тыс. рублей, однолетних солонце - и солеустойчивых зерновых культур 34,4 тыс. руб и однолетних кормовых 40,7 тыс. руб (табл.).

    Таким образом, оценка технико-экономической эффективности предлагаемого способа химической мелиорации целинных, а также и старопахотных с неполностью разрушенным солонцовым горизонтом черноземных почв с 25-30% солонцов мелких, средних и глубоких средне - и многонатриевых магниевых сильносолончаковых хлоридно-сульфатных и сульфатных тяжелого механического состава с близким залеганием грунтовых вод или верховодки, основанного на сочетании химической мелиорации половинной дозой мелиоранта с мелиоративной трехъярусной обработкой почвы, показывает, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом и первым способом-аналогом позволяет увеличить продуктивность мелиорируемых угодий в среднем на 10-30% Предлагаемый способ не требует дополнительных затрат на совершенствование имеющихся или создание новых орудий для мелиоративной обработки солонцов, способствует экономии мелиорантов и снижению затрат на мелиорацию.

    Комплексное применение совокупности существенных признаков предлагаемого способа химической мелиорации черноземных солонцовых почв может быть использовано в области земледелия и растениеводства для повышения эффективного плодородия черноземных почв с высоким содержанием средне - и многонатриевых солонцов, увеличения продуктивности мелиорируемых угодий и снижения затрат на мелиорацию. Исключение или неэквивалентная замена в технологии (совокупности существенных признаков) любого из предлагаемых приемов мелиорации, допустим, замена трехъярусной обработки почвы обычной вспашкой, применение трехъярусной обработки без внесения химических мелиорантов или выращивания сельскохозяйственных культур, не обладающих устойчивостью к солонцовости и засолению почвы, и т. д. может послужить причиной недостижения цели изобретения и снижения эффективности мелиорации черноземных почв с высоким содержанием средне - и многонатриевых солонцов.

    ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

    1. Способ химической мелиорации черноземных солонцовых почв, включающий почвенное агромелиоративное обследование участка и составление проекта на мелиорацию, внесение химического мелиоранта, его заделку лущением или фрезерованием в поверхностный слой почвы с одновременной разделкой дернины или стерни, основную обработку почвы, парование, посев и выращивание солонце - и солеустойчивых культур-фитомелиорантов, отличающийся тем, что после внесения химических мелиорантов и их поверхностного заделывания основную обработку почвы совмещают с мелиоративной и проводят мелиоративным трехъярусным пругом, у которого заглубление каждого корпуса производят в соответствии с проектом на мелиорацию дифференцированно в зависимости от глубины залегания и мощности солонцового горизонта, а после мелиоративной обработки, выравнивания поверхности пашни дисковыми орудиями и одногодичного парования при освоении мелиорируемых угодий производят посев и возделывают солонце - и солеустойчивые культуры-фитомелиоранты в следующих севооборотах: сорго суданская трава горчица суданская трава или озимая рожь просо кукуруза ячмень или костер и донник под покров горчицы костер и донник второго года жизни - костер третьего и четвертого года жизни.

    2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют химический мелиорант в количестве, половинном от расчетной дозы.

    Разместил статью: search

     



    На главную