Способ мелиорации засоленных орошаемых земель

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации и может быть использовано в земледелии при использовании химического и биологического метода мелиорации засоленных орошаемых земель.

Основным способом освоения засоленных земель является близкий по технической сущности «Способ фитомелиорации земель вторичного засоления» - патент №2415557, дата публикации 10.04.2011 г. Способ включает одногодичную подготовку почвы и посев. В первой декаде мая в подготовленную почву широкорядным способом в борозды на глубину 0,12-0,16 м осуществляют одновременную линейную высадку черенков из корневищ солодки нормой 4-5 штук на погонный метр и клубней топинамбура диаметром 2,5-6,5 см в количестве 6-8 штук на погонный метр. Проводят послепосадочное прикатывание. Перпендикулярно направлению высадки черенков и клубней осуществляют узкорядный высев семян пырея ползучего с шириной междурядий 0,075-0,30 м на глубину 6-8 см с нормой высева 16-22 кг всхожих семян на гектар и прикатывают почву кольчато-шпоровыми катками. При этом ширина междурядий в посадках из черенков солодки и клубней топинамбура относится к ширине междурядий в посевах пырея ползучего как (37-18):1.

Недостатком способа является трудоемкость операции, для механизации извлечения корневищ солодки из корневой массы, снижения затрат ручного труда и рабочего времени имеющимися техническими средствами необходимо предварительно скашивать надземную массу в солодковом разнотравье и убирать срезанную массу растений.

Другим близким техническим решением является способ рассоления почвы, включающий подачу воды в корневую зону и удаление солей из верхнего слоя почвы, которое осуществляют с помощью растений-галофитов, высеваемых на орошаемой площади с последующим их скашиванием и вывозом за пределы участка (авт.св. № 1611242, опубликовано 07.12.1990 г.).

Однако этот способ разработан для песчаных почв при орошении их минерализованными водами.

Задачами предлагаемого изобретения являются:

- повышение плодородия засоленных орошаемых земель при применении рассолительных, агротехнических, фитомелиоративных мероприятий;

- снижение затрат на освоение засоленных земель на 30%.

Технический результат - ввод в сельскохозяйственный оборот земель, не пригодных под традиционные сельскохозяйственные культуры, за счет проведения рассолительных мероприятий методом дождевания, эффективных агротехнических приемов, использования многолетних растений галофитов в качестве фитомелиорантов, что, в свою очередь, является дешевым и экологически чистым способом решения проблемы.

Указанный технический результат достигается посредством способа мелиорации засоленных орошаемых земель, включающий рассолительные мероприятия методом дождевания с последующим удалением промывных вод с помощью дренажно-коллекторной сети, мелиоративную вспашку или глубокое безотвальное рыхление, внесение химического мелиоранта - гипса, послепосадочное прикатывание, при том, что в качестве мелиорантов используют адаптированные к аридным условиям культуры, такие как прутняк (песчаный и солонцовый экотипы) с нормой высева в рядки 4-6 млн/га всхожих семян, смешанных с гранулированным суперфосфатом в соотношении 1:3 по весу, с последующим прикатыванием на глубину 0,5 см, шириной междурядий 60 см, сроками посева с третьей декады ноября до середины февраля в расчете на прохождение семенами холодной стратификации в полевых условиях для дополнительного повышения всхожести; житняк (сибирский и пустынный) высевается сеялкой СЗТ-3,6 в рядки в сентябре нормой 2-4 млн/га всхожих семян при ширине междурядий 45 см с оптимальной глубиной их заделки на почвах суглинистого гранулометрического состава 2-3 см, на супесчаных и песчаных - 3-4 см; пырей солончаковый рекомендуется высевать в чистом виде осенью и весной в самые ранние сроки с глубиной заделки семян 2-3 см, нормой высева 18-20 кг/га.

Создание высокопродуктивных агроландшафтов возможно при проведении мелиорации засоленных орошаемых земель. Необоснованное введение в ирригационное освоение площадей с природными засоленными почвами и с высоким содержанием в почвенном покрове солонцов усугубляет неудовлетворительное состояние орошаемых земель. Возвращение таким землям прежнего плодородия одна из важнейших задач земледелия.

Мелиорация засоленных почв начинается с рассолительных мероприятий. Способ рассоления заключается в создании нисходящего водного потока в почвах, обеспечивающего выщелачивание легкорастворимых солей из корнеобитаемого слоя. Основным моментом данного способа является промывной режим орошения, осуществляемый методом дождевания. Увеличение оросительной нормы на 10-20% создает интенсивное увлажнение почвы и является промывным режимом орошения, обеспечивающим вынос солей вниз почвенного профиля. Зарубежный и отечественный опыт свидетельствует о положительных результатах использования промывных режимов орошения на засоленных почвах. Кроме того, они являются наиболее щадящими почвы мелиоративными приемами, не допускающими активного выщелачивания гумуса, кальция и других элементов питания.

Промывные режимы орошения осуществляются с глубокими почвенными обработками, такими как мелиоративные вспашки или глубокое рыхление, обуславливающими создание довольно мощного рыхлого слоя до 40 см. Такой агротехнический прием в 1,5-2 раза увеличивает скорость впитывания и фильтрации, особенно в солонцовых почвах. Он исключает подъем водносолевых масс обратно к поверхности и предупреждает снижение предполивного порога их увлажнения более чем на 70% НВ. В разрыхленном слое влага меньше расходуется на испарение с поверхности почвы, а следовательно, лучше сохраняется, не успевая перейти допустимые пределы увлажнения до следующего полива дождевальной техникой.

Последействие объемного рыхления и мелиоративной глубокой вспашки на водно-физические свойства почв сохраняется на 3-4 года.

Увеличение оросительных норм на 10-20% производится независимо от степени засоления почв с тем расчетом, что при большем, чем слабое засоление, процесс опреснения можно продлить еще на 1-2 сезона, укладываясь в сроки действия глубоких почвенных обработок.

На солонцах к специальным почвенным обработкам добавляется внесение химического мелиоранта, который способствует рассолонцеванию почв, качественному улучшению их обменно-поглотительной способности, агрофизических, водно-физических свойств и структурного состояния. Механическое разрушение мелиоративными почвенными обработками солонцового горизонта в сочетании с действием мелиоранта ускоряет вынос легкорастворимых солей. Самым распространенным и экологически безвредным из химических мелиорантов является гипс. Химические мелиоранты, как свидетельствует научный и практический опыт, используется также на глинистых тяжелых почвах для увеличения водопроницаемости. Мелиоранты применяют и в профилактических целях для предупреждения возможного ощелачивания почв.

Биологическая мелиорация проводится на сильно- и среднезасоленных почвах с целью ее рассоления до пределов, разрешающих применение таких мелиоративных приемов, как химическая мелиорация, самомелиорация. Она является наиболее экологически щадящим приемом освоения солонцовых засоленных почв, т.к. мелиоративное воздействие на почвы изменяет экологию их существования.

Соле- и солонцеустойчивые культуры, такие как житняк, пырей солончаковый, прутняк, отличаются своими особенностями. Посевы многолетних трав размещают на светло-каштановых и бурых полупустынных сильнозасоленных суглинистых, супесчаных и песчаных почвах в комплексе с солонцами в полупустынной и пустынной зонах.

Прутняк. Наиболее широко в Прикаспии представлены арало-каспийский песчаный (серого подвида) и арало-каспийский солонцовый (зеленоватого подвида) экотипы, которые являются засухоустойчивыми и солевыносливыми. Однако песчаный экотип менее солевынослив, чем солонцовый, поэтому первый можно рассматривать как галоксерофит, а второй - как ксерогалофит, учитывая его особую избирательность сильнозасоленных почв и солонцов, в то время как песчаный экотип произрастает как при наличии, так и при отсутствии засоления.

Норма высева прутняка 4-6 млн/га всхожих семян, ширина междурядий - 60 см, сроки посева - с третьей декады ноября до середины февраля. Кроме оптимальных сроков посева существенное значение в деле повышения полевой всхожести семян имеет глубина их заделки. Результаты исследований по этому агротехническому приему свидетельствуют о преимуществах поверхностного посева (МТ3-80 + СЗТ-3,6 или СЗП-3,6). Семена в день посева для лучшей сыпучести нужно смешивать с гранулированным суперфосфатом в соотношении 1:3 по весу. При этом, если посев проводится в ноябре, то последующее прикатывание заделывает семена на 0,5 см, что в пределах оптимума. Зимой, в случае высева семян в снег, пружины сошников сеялки оставляют закрепленными, а по таломерзлой почве - их ослабляют, чтобы диски скользили по поверхности.

Продуктивность прутняковых пастбищ зависит от экотипа, погодных и почвенных условий. Наиболее продуктивны пастбища с господством песчаного экотипа прутняка - в среднем 12-15 ц/га, в то время как с господством солонцового прутняка - всего от 3 до 8 ц/га сухой поедаемой массы.

Житняк высевается в рядки в сентябре нормой 2-4 млн/га всхожих семян при ширине междурядий 45 см. Семена житняков хорошо высеваются сеялкой СЗТ-3,6, при этом оптимальной глубиной их заделки на почвах суглинистого гранулометрического состава является 2-3 см, на супесчаных и песчаных - 3-4 см. В Западной и Центральной зонах предпочтительнее весенний посев в конце марта - начале апреля, в Восточной зоне наиболее полноценные всходы получаются только при посеве осенью в конце августа - начале сентября.

Житняковые агроценозы обеспечивают максимум фитомассы уже в июне и с полным основанием считаются пастбищами весенне-раннелетнего назначения. Кроме того, на них может быть организован повторный выпас осенью: речь идет об использовании отавы, т.е. той фитомассы, что отрастает после стравливания.

Пырей солончаковый рекомендуется высевать в чистом виде. Сев можно проводить осенью и весной в самые ранние сроки, чтобы не упустить влагу из верхних горизонтов почвы, так как глубина заделки семян 2-3 см. Норма высева 18-20 кг/га. Почву готовят по обычной для зяби технологии - лущение стерни после уборки предшественника, вспашка на глубину 20-22 см. Под основную обработку вносят 80-100 кг/га фосфорных удобрений. Весной на чистом от сорняков поле проводят боронование и сев. Если поле засорено озимыми и зимующими сорняками, проводят предпосевную культивацию на 4-5 см и прикатывание почвы. Под предпосевную культивацию вносят азот 30-40 кг/га. Наибольший фитомелиоративный эффект от посевов пырея солончакового проявляется на 2-3-й год жизни. На фоне орошения формируется продуктивность травостоя - 12,5 т/га сена.

При мелиоративном освоении засоленных почв под орошение исключительно большое значение имеет дренаж, предназначенный для выноса легкорастворимых солей и продуктов обмена за пределы орошаемого поля и снижения уровня грунтовых вод ниже критического. На участках с хорошей естественной дренированностью и водопроницаемостью при глубоком залегании грунтовых вод можно обходиться без дренажа или строить мелкий разреженный дренаж. На слабосточных участках с тяжелыми почвами и близким залеганием минерализованных вод обязательно нужно строить инженерный дренаж с глубиной заложения дрен не менее 2-2,5 м и междренным расстоянием не более 150 м.

Адаптационные принципы применения новых способов мелиорации почв позволяют в наибольшей степени использовать биопотенциал сельскохозяйственных культур, при учете которого обеспечивается экологичность производства растениеводческой продукции. Удовлетворительное рассоление почвы может быть достигнуто за 5-6 лет.

Основным источником получения кормовых средств в современном кормопроизводстве являются многолетние травы. Биологические особенности этой группы культур - высокая продуктивность, их соответствие физиологическим особенностям различных видов животных удачно сочетаются с целым рядом ценных хозяйственных качеств - высокой адаптивностью, способностью наиболее полно и рационально использовать условия произрастания. Следует отметить высокую ресурсосберегаемость этих культур, так как они растут на одном месте несколько лет, поэтому не требуются ежегодные значительные затраты энергии на их возделывание. В соответствии с этим себестоимость кормовой единицы многолетних трав самая низкая среди других культур. Велика также и агротехническая роль многолетних трав - они обогащают почву органическим веществом, посевы многолетних трав являются радикальным средством борьбы с эрозией. Кроме того, возделывание трав не только не наносит ущерба окружающей среде, но и способствует улучшению экологической обстановки в аридной зоне, так как снижает распаханность территории и уменьшает применение пестицидов, что особенно актуально для аридных регионов.

Возделывание сельскохозяйственных культур в качестве фитомелиорантов при освоении засоленных почв способствует улучшению проницаемости почвы, выделению углекислоты, уменьшению испарения с поверхности поля за счет затенения. Культура-мелиорант должна обладать способностью мобилизовать питательные вещества и вовлекать минеральные элементы в биологический круговорот зольных элементов. Фитомелиоранты дают хорошие урожаи при орошении на солонцовых засоленных почвах. Мощная корневая система этих растений способствует снижению уровня грунтовых вод.