СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ (ВАРИАНТЫ)

Название	СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ (ВАРИАНТЫ)
Разработчик (Авторы)	Головин В.Л., Носовский В.С., Корляков А.С.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2244392
Дата регистрации	25.03.2003
Правообладатель	Федеральное государственное унитарное предприятие "Дальневосточный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации"

Описание изобретения

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности мелиорации почв, и может использоваться для повышения сумм активных температур в почве в предпосевной период, для повышения плодородия земель и борьбы с сорной растительностью при возделывании сельскохозяйственных культур.

Известен способ регулирования микроклимата почвы изменением высоты снежного покрова посредством применения различных приемов снегозадержания (Адаменко В.Н. Мелиоративная микроклиматология. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1979, с.62). При накоплении первых 5-10 см снежного покрова температура почвы становится выше температуры воздуха на 3-15°С. Применение снежных мелиорации наиболее эффективно в холодных континентальных районах при возделывании озимых культур.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, связанная с большими трудозатратами по проведению снегозадержания и недостаточной надежностью в районах с неустойчивым снежным покровом. Кроме того, при сходе снежного покрова температура почвенного слоя и воздуха быстро выравнивается, что при затяжной весне резко снижает эффект от применения способа, исключая возможность активного регулирования температуры почвы.

Известен способ защиты растений и повышения температуры поверхности почвы и нижних слоев воздуха от заморозков радиационного типа, заключающийся в использовании различных источников обогрева и дымления (Адаменко В.Н. Мелиоративная микроклиматология. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1979, с.64). При дымлении повышение температуры поверхности почвы на 1,0-0,5°С обусловлено уменьшением эффективного излучения, выделением тепла при сгорании смеси и при конденсации водяного пара.

Недостатком известного технического решения является значительное снижение эффективности при ветре, относительная краткосрочность действия обогревающего эффекта при высоких трудозатратах и возможность использования способа на относительно небольших площадях.

Известен тепломелиоративный прием, заключающийся в прикатывании почвы в начале вегетационного периода (май-июнь), что повышает температуру на поверхности почвы на 1-2°С и в пахотном слое на 0,1-0,5°С (Адаменко В.Н. Мелиоративная микроклиматология. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1979, с.63-64). Предпосевное прикатывание (при нагрузке катков до 1 т) защищает почву от ветра и способствует повышению ее температуры, что оказывает положительное влияние, например, на развитие яровой пшеницы в весенний период и в начале лета.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, обусловленная большими трудозатратами при относительно низком повышении температуры.

Известен способ регулирования климата почвы, заключающийся в изменении микрорельефа и шероховатости деятельной поверхности (Адаменко В.Н. Мелиоративная микроклиматология. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1979, с.62), позволяющий активно влиять на увеличение суммы активных температур в почвенном слое в основном за счет более быстрого его прогревания при разрушении верхнего теплоизолирующего растительного слоя.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, обусловленная большими трудозатратами в связи с проведением, например, мероприятий по многократному боронованию при относительно низком повышении суммы активных температур и без особого изменения характеристик плодородия почв.

Известен способ возделывания сельскохозяйственных культур на рисовых мелиоративных системах, включающий образование гребней за счет развалки гребней, сформированных в предыдущий год, с одновременным внесением удобрений, высевом семян пропашных культур и прикатыванием почвы, причем формирование гребней осуществляют с ориентацией преимущественно в направлении с востока на запад, а нормально к гребням нарезают щели, сопряженные с каналом оросителем-сбросом и с расстоянием между ними не более 50 м (Патент РФ №2159528, МПК⁷ А 01 В 79/02, А 01 C 7/00, 27.11.2000, Бюл. №33). За счет формирования гребневидной поверхности и особой ориентации способ обеспечивает увеличение теплопритока от солнечной радиации на 7-30% больше, чем на горизонтальную поверхность, и на 30-60% больше, чем при ориентации гребней с юга на север. Это позволяет ускорить оттаивание почвенного слоя, проводить более ранние посевы риса, сои и других культур при существенном повышении урожая.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, обусловленная необходимостью применения большого количества ядохимикатов для борьбы с сорняками и использования минеральных и органических удобрений для восстановления и повышения плодородия почв.

Известна технология применения эффективных микроорганизмов (ЭМ-технология) для приготовления компоста, включающая: приготовление настила; укладку компонентов компоста (солома, трава, листва, ботва, опилки и др.) послойно (3-4 слоя толщиной 20-25 см); ферментирование каждого слоя компоста из любого типа органики в аэробных условиях ЭМ-препаратом в пропорции 1:100; присыпание слоем земли; переработку до состояния биогумуса за 1,5-2 месяца; внесение в почву готового компоста. При компостировании растительной органики температура в бурте повышается до 60°С. Возможно внесение компоста в почву через 7-10 дней после начала ферментации во внекорневую зону растений, что позволяет размножившимся микроорганизмам перерабатывать оставшуюся органику непосредственно в почве и стимулировать дождевых червей, которые также участвуют в переработке органических отходов в соединения, доступные для питания растений (Эффективные микроорганизмы: практические рекомендации по применению продукции серии ЭМ / сост. Северина В.Я., Адаменко Л.Я. // Приморский ЭМ-центр, - Владивосток, 2002. стр. 11). При таком варианте использования компоста возможно повышение температуры почвы, в которой продолжается процесс переработки органики за счет эффекта компостирования. Возможный диапазон повышения температуры почвы не выявлен.

Недостатком известной технологии является низкая эффективность, особенно при использовании ее на больших площадях, обусловленная большими трудозатратами, связанными с необходимостью уборки и складирования сорной растительности и растительных остатков, послойной их укладки и дальнейшим распределением компоста по поверхности и внесением в почву.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является способ паровой мелиорации почвы (Патент РФ №2159527, МПК⁷ А 01 В 79/00, 27.11.2000, Бюл. №33), включающий зяблевую вспашку, обработку зяби, предпосевную обработку почвы под парозанимающие культуры и осеннюю обработку, причем обработку зяби проводят гребнеобразующими механизмами, предпосевную обработку проводят путем развалки образованных при зяблевой обработке гребней и формированием новых гребней по оси ранее образованных борозд после всходов сорной растительности с одновременным известкованием, последующие обработки путем развалки ранее образованных и формирования новых гребней проводят с периодичностью 15-20 суток, посев парозанимающих культур проводят с одновременным образованием гребней и внесением удобрений, а после уборки парозанимающих культур и провоцирования прорастания сорняков проводят формирование новых гребней развалкой существующих.

Недостатком известного способа является низкая эффективность, обусловленная следующим: возделывание парозанимающих культур (овес, соя на сидерат) при относительно высоких затратах не позволяют получать высокую прибыль; переформировывание гребней не позволяет надежно уничтожать сорную растительность, поскольку корневые остатки могут прорастать при относительно медленно текущих естественных процессах переработки органики, а периодичность переформирования 15-20 суток рассчитана только на время, требуемое для провоцирования роста сорняков; температура в гребнях не более чем на 10°С выше средней температуры воздуха, поскольку эффект компостирования органики в гребнях без его искусственного стимулирования не наблюдается.

Задача изобретения - создание нового высокоэффективного способа тепловой мелиорации почв, обеспечивающего возможность регулировать температурный режим в предпосевной период за счет эффекта компостирования при механическом разрушении вегетативных органов сорной растительности, концентрировании ее и пожнивных остатков в борозде при активизации почвенных процессов микробиологическими препаратами, вносимыми по оси формируемых гребней.

Указанная задача решается следующим образом.

В известном способе, включающем обработку почвы формированием гребней с помощью гребнеобразующих механизмов после всходов сорной растительности и последующие обработки путем развалки ранее образованных и формированием новых гребней с одновременным известкованием, посев культур с одновременным внесением удобрений, причем при предпосевной обработке почвы с образованием гребней проводят заделку проросших сорняков, стерни и других растительных остатков по оси формируемых гребней с одновременным внесением гумусирующего микробиологического препарата, через 20-40 дней после внесения микробиологического препарата проводят развалку ранее образованных и формирование новых гребней с одновременным посевом поздних культур. В варианте способа при предпосевной обработке почвы формированием гребней одновременно с заделкой проросших сорняков, стерни и других растительных остатков вносят гумусирующий микробиологический препарат и производят посев сельскохозяйственных культур.

Отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения являются:

- при предпосевной обработке почвы и образовании гребней (вариант 1) проводят заделку проросших сорняков, стерни и других растительных остатков с одновременным внесением по оси формируемых гребней ферментирующего микробиологического препарата;

- через 20-40 дней (вариант 1) после внесения микробиологического препарата проводят развалку ранее образованных и формирование новых гребней с одновременным посевом поздних культур;

- при предпосевной обработке почвы (вариант 2) формированием гребней одновременно с заделкой проросших сорняков, стерни и других растительных остатков вносят гумусирующий микробиологический препарат и производят посев сельскохозяйственных культур.

При предпосевной обработке почвы с образованием гребней проводят заделку проросших сорняков, стерни и других растительных остатков по оси формируемых гребней с одновременным внесением ферментирующего микробиологического препарата, что обеспечивает концентрирование органических остатков сорной растительности и стерни в борозде при активизации почвенных процессов за счет ферментации органики микробиологическими препаратами, а образование гребневидной поверхности поля обеспечивает вентилирование почвы и процесс компостирования в аэробных условиях, при которых переработка остатков сорной растительности до состояния биогумуса ускоряется. Это позволяет повышать температуру почв, поскольку в процессе компостирования сорняков температура в сформированных гребнях, в зависимости от общего объема биомассы, на 10-40°С выше среднесуточной температуры воздуха, а также эффективно восстанавливать плодородие почв за счет превращения органических остатков непосредственно в почвенном слое в соединения, доступные для питания растений при уничтожении сорной растительности. Кроме того, концентрирование органических остатков сорной растительности и стерни в борозде позволяет сократить объем вносимого ферментирующего микробиологического препарата без снижения эффекта компостирования, поскольку он вносится одновременно с формированием гребней адресно-непосредственно в зону сконцентрированной органики.

Через 20-40 дней после внесения микробиологического препарата проводят развалку ранее образованных и формирование новых гребней с одновременным посевом поздних культур, что обеспечивает перемешивание разложившихся и полуразложившихся органических остатков сорных растений. При этом в присутствии большого количества микроорганизмов продолжается переработка органического вещества, стимулируются дождевые черви, также способствующие переработке органики. Дальнейшее созревание биогумуса, вносимого при такой развалке гребней в зону заделки семян, способствует созданию оптимальных температурных условий и условий питания, обеспечивающих активизацию роста и развития сельскохозяйственных культур, а в конечном итоге - повышение их урожайности.

При предпосевной обработке почвы (вариант 2) формированием гребней одновременно с заделкой проросших сорняков, стерни и других растительных остатков вносят гумусирующий микробиологический препарат и производят посев сельскохозяйственных культур, что позволяет при повышении температуры в формируемых гребнях за счет эффекта компостирования обеспечивать оптимальные условия для активизации роста и развития сельскохозяйственных культур, сократить число операций обработки, что целесообразно при относительно небольшой засоренности почвы и при возделывании ранних культур.

Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: повышение эффективности за счет регулирования температурного режима в предпосевной период при механическом разрушении вегетативных органов сорной растительности, концентрировании ее и пожнивных остатков в борозде при активизации почвенных процессов микробиологическими препаратами - за счет эффекта компостирования, при этом восстанавливается плодородие почв и уничтожаются сорняки, что позволяет существенно снизить дозу вносимых удобрений и сократить или практически полностью исключить применение ядохимикатов для уничтожения сорной растительности.

Способ тепловой мелиорации почв (варианты) поясняется технологическими схемами.

На фиг.1 показан фрагмент схематичного поперечного разреза поля с гребневидной поверхностью после прорастания сорной растительности в предпосевной период (вариант 1); на фиг.2 - тот же фрагмент после переформирования гребней и внесения микробиологического препарата (вариант 1); на фиг.3 - тот же фрагмент после переформирования гребней, внесения микробиологического препарата и высева семян сельскохозяйственных культур (вариант 2).

До переформирования гребневидной поверхности поля после прорастания сорняков на схематичном поперечном разрезе (вариант 1) имеются гребни 1 с ложбинами 2 между ними, проросшая сорная растительность 3 и пожнивные остатки 4, а также условно можно выделить ось 5 ложбин 2 (фиг.1). После переформирования гребней 1 образуются гребни 6 и ложбины 7, причем ось 8 гребней 6 совпадает с осью 5 ложбин 2, образованных ранее до развалки гребней 1, а во вновь образованных гребнях 6 имеется зона 9, в которой концентрируется органика - остатки сорняков (фиг.2). При предпосевной обработке почвы (вариант 2) одновременно с заделкой проросших сорняков, стерни и других растительных остатков и внесением гумусирующего микробиологического препарата производят посев сельскохозяйственных культур на полках гребней 6 с необходимой глубиной заделки семян 10 (фиг.3).

Формула изобретения

1. Способ тепловой мелиорации почв, включающий обработку почвы с формированием гребней гребнеобразующими механизмами после всходов сорной растительности, предпосевную обработку почвы с формированием новых гребней с заделкой проросших сорняков, стерни и других растительных остатков с одновременным известкованием, посев культур с одновременным внесением удобрений, отличающийся тем, что одновременно с формированием с заделкой проросших сорняков, стерни и других растительных остатков по оси формируемых гребней производят внесение гумусирующего микробиологического препарата, а через 20-40 дней после внесения микробиологического препарата проводят развалку ранее образованных и формирование новых гребней с одновременным посевом поздних культур.

2. Способ тепловой мелиорации почв, включающий обработку почвы с формированием гребней гребнеобразующими механизмами после всходов сорной растительности, предпосевную обработку почвы с формированием новых гребней по оси ранее образованных борозд с заделкой проросших сорняков, стерни и других растительных остатков с одновременным известкованием, посев культур с одновременным внесением удобрений, отличающийся тем, что при формировании гребней одновременно с заделкой проросших сорняков, стерни и других растительных остатков, вносят гумусирующий микробиологический препарат и производят посев сельскохозяйственных культур.

Изобретение "СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ (ВАРИАНТЫ)" (Головин В.Л., Носовский В.С., Корляков А.С.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога