Результат интеллектуальной деятельности: Способ возделывания многолетней кормовой культуры лядвенца рогатого Lotus corniculatus

Изобретение относится к области сельского хозяйства, растениеводства, земледелия, прикладной экологии (ресурсосберегательные, почвозащитные технологии), в частности к способу возделывания трав и может быть использовано для возделывания многолетней кормовой травы лядвенца рогатого в моно посеве на серых, темно - серых подзолистых, антропогенно преобразованных почвах с повышенной кислотностью в диапазоне рН=4,1-5,8 и низким уровнем обеспеченности по подвижному составу элементами минерального питания.

Известен способ возделывания многолетних трав, патент РФ №2388205, A01C 7/00, опубликовано 10.05.2010 [1]. Способ включает полосной посев не менее двух различных видов семян трав, например клевера и лядвенца рогатого, в механически разрушаемую дернину с созданием последовательно чередующихся участков полос. Чтобы продлить срок производственного использования посеянного травостоя, необходимо семена трав с более высокой потенциальной урожайностью и малым сроком производственного долголетия, например клевера, высевать на участках полос меньшей длины (l1), а семена трав с менее высокой потенциальной урожайностью и большим сроком производственного долголетия, например лядвенца рогатого, - на участках полос большей длины (l2), т.е. l1<l2. Для сохранения массы выхода сухого вещества на протяжении всего срока производственного использования посеянного травостоя на одном и том же уровне длина участка полосы l1 выбирается такой, чтобы семена трав с менее высокой потенциальной урожайностью в своем развитии не угнетались травой с более высокой потенциальной урожайностью.

Недостатком данного способа является, трудоемкость и энергозатратность при реализации данного способа в производстве, как при посеве, так и при уборке урожая трав. Так же, недостатком данного способа является, флуктационный аспект доминтности клевера в агрофитоценозе, что может оказаться критическим для произрастания на начальном онтогенезе другого вида трав, в частности лядвенца рогатого (ассектатор).

Известен способ возделывания многолетних кормовых трав на Севере, патент РФ №2567212, A01G 1/00, А01В 79/02, А23К 1/00, опубликовано 10.11.2015 [2]. Способ включает обработку почвы, весенний посев многолетних кормовых культур и их уборку. Для посева используют одновидовые бобовые культуры или смесь бобовых и злаковых культур с различными сроками укосной спелости. Осуществляют подбор культур и посев семян, по меньшей мере, трех групп многолетних трав: раннеспелые травы со сроком уборки во второй декаде июня, среднеспелые травы со сроком уборки в третьей декаде июня и позднеспелые многолетние травы со сроком уборки в первой декаде июля. При этом для посева раннеспелых трав культуры выбирают из группы: козлятник восточный с нормой высева 20 кг/га; козлятник восточный и кострец безостый, взятые при соотношении 1:0,75, соответственно, с нормой высева 16 кг/га и 12 кг/га; козлятник восточный и овсяница луговая, взятые при соотношении 1:0,75 соответственно, с нормой высева 16 кг/га и 12 кг/га. Для посева среднеспелых трав культуры выбирают из группы: лядвенец рогатый с нормой высева 10 кг/га; лядвенец рогатый и тимофеевка луговая, взятые при соотношении 1:0,5, соответственно, с нормой высева 8 кг/га и 4 кг/га; лядвенец рогатый, клевер луговой Кудесник и тимофеевка луговая, взятые при соотношении 1:1,15:0,35; соответственно, с нормой высева 6 кг/га, 7 кг/га и 2 кг/га; клевер луговой Трио и тимофеевка луговая, взятые при соотношении 1:0,35, соответственно, с нормой высева 11 кг/га и 4 кг/га. Для посева позднеспелых трав культуры выбирают из группы: клевер гибридный и тимофеевка луговая, взятые при соотношении 1:0,4, соответственно, с нормой высева 10 кг/га и 4 кг/га; лядвенец рогатый, клевер луговой Орфей и тимофеевка луговая, взятые при соотношении 1:1:0,35, соответственно, с нормой высева 6 кг/га, 6 кг/га и 2 кг/га. Способ позволяет увеличить сырьевую базу и сроки уборки возделываемых на корма трав и получить корма с высокой питательной ценностью.

Недостатком этого способа, является трудоемкость, энергозатратность и недостаточная эффективность, в частности ежегодное внесение минеральных удобрений - ₆₀N₄₅P₄₅Kкг/га, не учитывает индивидуальные особенности минерального питания всех видов растений, к примеру внесение азотных удобрений снижает продуктивность лядвенца рогатого.

Известен способ выращивания растений кормовых культур, патент РФ №2278486, А01В 79/02, опубликовано 27.06.2006 [3], принятый за прототип. Способ включает обработку почвы, весенний посев многолетних кормовых культур и их уборку. Высевают, по меньшей мере, три вида бобовых и, по меньшей мере, три вида злаковых многолетних кормовых культур, различных по интенсивности роста и производственному долголетию. При этом совместно с посевом ежегодно весной осуществляют поддерживающую нейтрализацию почвы внесением в почву магнезита, а по истечении производственного долголетия отдельных видов многолетних трав их вносят в почву врезкой одновременно с магнезитом. Магнезит вносят в почву в количестве 200 кг/га. Изобретение позволит сократить материальные затраты и обеспечить ежегодно высокий урожай кормовых культур.

Недостатком этого способа, является трудоемкость и недостаточная эффективность для районов рискованного земледелия Западной Сибири, со слабой нитрификационной способностью почв, в частности ежегодное внесение магнезита способствует повышению содержания магния в почве, что в свою очередь может отрицательно повлиять на физические свойства почвы.

Технологическая проблема, на решение которой направлено изобретение заключается разработке способа возделывания многолетней кормовой культуры лядвенца рогатого Lotus corniculatus.

Техническим результатом изобретения является снижение нормы расхода семенного материала, обеспечение высококачественного урожая кормовой культуры и сохранение, повышение плодородия почвы.

Указанный технический результат достигается тем, что способ возделывания многолетней кормовой культуры лядвенца рогатого Lotus corniculatus включает предпосевную обработку почвы нейтрализацией, весенний посев семян культуры и ее уборку, при этом предпосевную обработку почвы осуществляют следующим образом: проводят вспашку на глубину 8-12 см, боронование, однократное внесение нейтрализующей смеси, кг/га: доломитовая мука 50±1, борная кислота 2±0,1, прикатку почвы круглыми катками с силой давления на грунт менее 0,2±0,05 кг/см², а посев семян культуры проводят через 13-14 дней, причем семенной материал перед посевом подвергают скарификации.

Предпосевную обработку семян культуры скарификацией проводят на льняном полотне. Посев семян культуры проводят на глубину 1 см, норма высева 6,4 кг/га, после посева осуществляют прикатку почвы, круглыми катками с силой давления на грунт менее 0,2±0,05 кг/см².

Сущность предлагаемого способа возделывания нетрадиционной многолетней культуры лядвенец рогатый, заключается в следующем.

Согласно изобретению для посева используется моно (одновидовой) посев бобовой культуры, посев осуществляется в весенний период в первой декаде мая. Перед посевом проводится предпосевная обработка почвы, включающая: вспашку на глубину 8-12 см, достаточную для посева мелких семян. Далее проводят боронование и однократное внесение нейтрализующей смеси в количестве: доломитовая мука 50±1 кг/га; борная кислота 2±0,1 кг/га за 13-14 дней до посева. Такое количество смеси достаточно для нейтрализации почвы. Прикатка почвы круглыми катками почвы необходима для получения более плотного грунта, так как семена имеют мелкий размер. Таким образом сила давления на грунт должна составлять менее 0,2 кг/см² перед посевом.

Осуществляют предпосевную обработку семян лядвенца рогатого скарификацией, в частности, на льняном полотне для стимуляции посевного материала. Посев семян культуры проводят на глубину 1 см, норма высева 6,4 кг/га, после посева осуществляют прикатку почвы, круглыми катками с силой давления на грунт менее 0,2 кг/см².

Для условий Сибири, в частности Томской области, крайне важно и актуально введение новых бобовых видов культур с высокой биологической пластичностью к природно-климатическим условиям (холодостойкие, быстро растущие, не требовательные к почвенным условиям). Лядвенец рогатый Lotus cornikulatus это высокопотенциальная культура, полифункционального назначения, которая наиболее эффективно использует биоклиматические условия региона в сравнении с традиционно выращиваемыми бобовыми культурами.

Эта культура имеет большое значение, как устойчивый бобовый компонент на малопродуктивных почвах Нечерноземной зоны России. Лядвенец рогатый, представляет огромный интерес для засушливых районов и для почв с повышенной кислотностью. Данный вид характеризуется высокой общей и белковой продуктивностью, имеет хорошее соотношение незаменимых аминокислот, является мощным биологическим азотфиксатором. Такие хозяйственно-биологические особенности лядвенца рогатого говорят о ценности этой культуры, как в плане получения полноценного корма, так и для повышения плодородия почвы.

Опыт проводили с 2014 года по 2017 год. Впервые в Томской области проводились исследования с нетрадиционной культурой лядвенец рогатый, сорт «Солнышко» в сравнительном анализе с традиционно возделываемыми бобовыми культурами - козлятник, сорт «Восточный» и люцерна, сорт «Сарга», с целью выявления наиболее потенциально продуктивных бобовых культур по биолого-хозяйственным признакам.

Предлагаемый способ возделывания нетрадиционной многолетней культуры лядвенец рогатый осуществляется следующим образом.

Ранней весной осуществляли подготовку и обработку почвы, для посева семенного материала бобовой культуры для опыта 1 и 2.

Для опыта 1, предпосевная обработка почвы включала: вспашку на глубину 8-12 см; боронование; однократное внесение нейтрализующей смеси (доломитовая мука 50±1 кг/га, борная кислота 2±0,1 кг/га) за 13-14 дней до посева; прикатка почвы (круглыми катками, сила давления на грунт менее 0,2±0,05 кг/см²) перед посевом и после посева.

Для опыта 2, предпосевная обработка почвы, включала: вспашку на глубину 8-12 см; боронование; прикатка почвы (круглыми катками, сила давления на грунт менее 0,2±0,05 кг/см²) перед посевом и после посева.

Для опыта 1 и 2 предпосевная обработка семян лядвенца рогатого осуществлялась, по методу стимуляции твердосеменных семян, включающая скарификацию семян на льняном полотне, раскрытом в патенте № 2601588 заявителя.

Предпосевная обработка семян лядвенца рогатого осуществлялась, по методу стимуляции твердосеменных семян, включающий скарификацию семян на льняном полотне. Была проведена оценка эффективности данного метода предпосевной обработки на всхожесть всех исследуемых культур и нормы высева семенного материала бобовых культур. Данная обработка позволяет повысить всхожесть и урожайность культур на 20-27% и снизить нормы высева на 30% (6,4 кг/га), относительно рекомендованных норм (8-10 кг/га).

Посев многолетней кормовой культуры лядвенца рогатого Lotus corniculatus (на примере сорта «Солнышко»), осуществляется сеялкой ССН-11, на глубину 1 см, расстояние между рядами 0,15 см, норма высева 6,4 кг/га, после посева проводится прикатывание легкими круглыми катками (сила давления на грунт менее 0,2±0,05 кг/см²).

Ежегодно ранней весной во 2, 3 декаде апреля, производили боронование посевов легкой зубовой бороной (ЗБП - 0,6) на глубину 2-3 см. Боронование ранней весной позволяет удалить отмершие побеги, повысить аэрацию посевов, закрытию влаги и удалению экскрементов животных.

Уборку травостоя на зеленый корм, для стравливания животным на первый год произрастания растения, проводится один раз, в последующие годы 2-3 укоса, прямым комбайнированием.

Эффективность предпосевной обработки почвы оценивали в сравнительном анализе по показателям: урожайности многолетних трав при разных почвенных условиях, микроагрегатного анализа почв, противоэрозионной стойкости почв, химических и физико-химических свойств почв, содержание гумуса в %.

В таблице 1 представлены результаты сравнительной оценки урожайности многолетних трав при разных почвенных условиях 1-го года произрастания, (ц/га).

Таблица 1

Данные в таблице 1, показывают, что нетрадиционная многолетняя культура лядвенец рогатый наиболее лучше адаптируется к различным почвенным условиям, относительно традиционно возделываемых бобовых культур, в частности для повышения урожайности этих культур (козлятника, люцерны), требуется внесение азотных удобрений, что в свою очередь значительно увеличивает себестоимость зеленых кормов.

Как известно, на формирование урожая огромную роль играет содержание гумуса в профиле почвы. Гумус способствует склеиванию почвенных частиц в агрегаты, тем самым создавая агрономически ценную структуру и благоприятные для жизни растений физические свойства почвы.

В таблице 2 представлены результаты оценки химических и физико-химических свойств почв из опыта 1.

Таблица 2

В таблице 3 представлены результаты оценки химических и физико-химических свойств почв из опыта 2.

Таблица 3

Результаты, представленные в таблицах 2, 3 демонстрируют, что предпосевная обработка, включающая однократное внесение нейтрализующей смеси (доломитовая мука 50±1 кг/га + борная кислота 2±0,1 кг/га) за 12-13 дней до посева, с участием многолетней культуры лядвенец, оказала наиболее существенное влияние на свойства почв. Способствовала повышению содержания гумуса на 42,6 %, относительно контроля и на 68 %, относительно варианта фон + известкование, на 149 % и 62,7% относительно люцерны и козлятника (галеги), так же в варианте лядвенец + нейтрализующая смесь (известкование), отмечается значительное снижение кислотности почв на 14,5 % в верхнем горизонте почв.

Сопоставление данных микроагрегатного анализа дает представление о потенциальной способности почв к оструктуриванию и о степени дисперсности почв в их природном состоянии.

В таблицах 4, 5 представлены полученные данные по микроагрегатному анализу почв из опыта 1 и 2 соответственно.

Таблица 4

Таблица 5

Анализ данных в таблицах 4, 5 доказывает, что однократное внесение нейтрализующей смеси (доломитовая мука 50 кг/га + борная кислота 2 кг/га) за 12-13 дней до посева, с участием многолетней культуры лядвенец, способствовала улучшению физических свойств почвы, в частности факторам структурности и дисперсности почв и ее противоэрозионной стойкости.

Показатель структурности практически в вариантах с лядвенцом - хороший или высокий это означает, что чем выше коэффициент, тем более дисперсна, легко пептизируется, менее микроагрегатирована почва.

Противоэрозионная стойкость почв в данном варианте с участием лядвенца, увеличилась на 71,4%, относительно контроля, на 53,3%, относительно варианта фон + известкование и на 27,7% относительно люцерны.

На опытных вариантах, где возделывался лядвенец выявлено высокое содержание гумуса около 7%, это связано с высокой биологической продуктивностью растения. Одним из таких показателей является количество вещества, поступающего в почву с корневыми поживными остатками, которые используются на формирование почвенного плодородия. Установлено, что лядвенец рогатый, в частности, сорт «Солнышко» в этом плане в 1,7 раза продуктивнее люцерны и его энергетическая ценность (энергия, накаливаемая в результате фотосинтетической деятельности и используемая в создании почвенного плодородия), также выше в 1,7 раза.

Эффективность предпосевной обработки семян бобовых культур оценивали в сравнительном анализе по показателям: всхожести, урожайности при разных нормах высева и урожайности многолетних трав по годам.

Как известно, скарификация семян способствует повышению всхожести и урожайности сельскохозяйственных культур, при скарификации семян на льняном полотне наблюдается дополнительный технический эффект, заключающийся в том, что на семена растений попадают микрочастицы льняного волокна, которые снижают повреждаемость семян и способствуют запуску механизма распада запасных белков, миграции продуктов их гидролиза из эндосперма к зародышу. Это следствие повышения в семенах ферментов, как тех, которые обусловливают этот распад, так и тех, которые участвуют в процессах образования новых жизненно необходимых соединений. На льняном волокне не образуется зарядов статического электричества, степень полимеризации целлюлозы входящей в состав льняного волокна в 2-3 раза выше, чем у хлопка. Содержащийся, кремнезем (диоксид кремния) в льняном волокне способствует улучшению обмена веществ в семенах и тем самым усиливаются ростовые процессы. Прилипающие частицы льняного волокна способствуют снижению разрушения нуклеиновых кислот и усилению процессов дыхания и обмена веществ, повышая тем самым жизнеспособность семян и их всхожесть и как следствие урожайность бобовых культур.

В таблице 6 представлена средняя урожайность трав (ц/га), при разных нормах высева.

Таблица 6

Результаты в таблице 6 показывают значительное снижение расхода семенного материала и повышение урожайности многолетних трав в сочетании с предпосевной обработкой почвы.

В таблице 7 представлена урожайность лядвенца рогатого по годам, (ц/га).

Таблица 7

Результаты работы, представленные в таблице 7 свидетельствует, что урожайность лядвенца рогатого, в частности, сорт «Солнышко» в варианте лядвенец + известкование, значительно выше традиционного возделываемых культур от 10 % до 184 % так же, что лядвенец рогатый обладает более высокой биологической и наиболее полно и эффективно использует агроклиматические условия Томской области.

Изобретение дополнительно иллюстрируется фигурами 1-3.

На фиг. 1 показано влияние лядвенца рогатого на показатели гумуса почвы, в %.

На фиг. 2 показано влияние лядвенца рогатого на противоэрозионную стойкость почв, в %.

На фиг. 3 показана урожайность лядвенца рогатого по годам, в ц/га.

Таким образом, способ возделывания многолетней кормовой культуры лядвенца рогатого Lotus corniculatus в условиях Томской области, позволяет укрепить и расширить сырьевую (кормовую) базу и заготавливать ценное сырье, высококачественный белковый корм, снизить затратность на семенной материал, повысить и восстановить плодородие почв.

Предложенный способ дополнительно отличается экологическим подходом, способствующим: восстановлению трофических связей в искусственном ландшафте, восстановлению эрозионных почв, эффективности его применения в севообороте, простотой использования и снижению ресурсозатрат.