Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ РИСА ПРИ МАЛООБЪЕМНОМ ПРИЗЕМНОМ ДОЖДЕВАНИИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам возделывания риса.

Рис по своей экологической природе относится к гигрофитам, получение стабильных и достаточных урожаев этой культуры возможно лишь на искусственно орошаемых землях, в условиях с выпадением осадков более 1500-2000 мм в год, или на периодически затапливаемой территории.

При возделывании риса известны три способа орошения, обеспечивающих поддержание необходимого водного режима почвы: поверхностный полив (затопление чеков, по полосам и бороздам), дождевание и капельное орошение.

Известны способы возделывания риса в чеках, включающие подготовку почвы, внесение минеральных удобрений, посев семян и затопление чеков водой слоем различной глубины с учетом фаз развития растений (Патент на изобретение РФ №2019082, МПК A01G 16/00, A01G 25/00. Способ возделывания риса. Опубл. 15.09.1994; Патент на изобретение РФ №2099934, МПК A01G 16/00, А01В 79/02. Способ возделывания риса. Опубл. 27.12.1997).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся недостаточно высокая эффективность производства риса вследствие высоких затрат финансовых и трудовых ресурсов, что обусловлено необходимостью использования специализированной дорогостоящей техники на гусеничном ходу, большими объемами планировочных работ, большим расходом воды на затопление, использованием дренажных систем, в том числе дренажных насосов. Кроме того, возделывание риса в чеках приводит к заболачиванию прилегающих территорий вследствие подъема грунтовых вод. Известные способы применимы в условиях влажного климата.

Известны способы возделывания риса, включающие подготовку почвы, внесение минеральных удобрений, обработку семян препаратами, посев семян, периодические поливыпо полосам и/или бороздам и/или дождеванием, подкормки удобрениями, внесение, по мере необходимости, гербицидов, биопрепаратов, фунгицидов и/или инсектицидов, и уборку культуры (Кружилин И.П. Водосберегающая технология орошения риса периодическими поливами // Вестник РАСХН. 2009. №3. С. 39-41.; Кружилин И.П., Ганиев М.А., Родин К.А., Любушкин С.Н. Возделывание риса при орошении дождеванием // Мелиорация и водное хозяйство. 2009. №1. С. 28-31).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся недостаточно высокая эффективность производства риса в условиях Волго-Донского междуречья, что обусловлено почвенно-климатическими особенностями региона. В частности, поверхность почвы характеризуются рельефной неоднородностью, проявляющейся в разнонаправленных уклонах, низинах и возвышенностях, низким содержанием водопрочных почвенных агрегатов, склонностью к уплотнению и образованию поверхностной корки. Климат характеризуется засушливостью, что обусловлено высокими температурами (дневные температуры воздуха на солнце могут достигать 50-70°С), продолжительностью солнечного сияния и низкой относительной влажностью воздуха с суховейными явлениями, сопровождающиеся сильной жарой и сухим ветром со скоростью от 7-10 м/с с возможными порывами до 25 м/с.

Периодические поливы по полосам и/или бороздам, как уже отмечалось, сопровождаются высокими затратами оросительной воды - 6-8 тыс. м³/га и более, необходимостью выполнения планировочных работ и прочее. Также необходимо учитывать в случае поливов по полосам и/или бороздам ограниченное влияние на смягчение микроклимата, который существенно влияет на нейтрализацию стресса засухи и повышает биопродуктивный потенциал культуры в условиях засушливого климата.

Равномерный полив при средне- и дальнеструйном дождевании достигается в безветренную погоду, что не типично для условий Волго-Донского междуречья. Кроме того дождевание ограничивается поливной нормой 250 м³/га, дальнейшее увеличение поливной нормы сопровождается образованием поверхностного стока из-за несоответствия скорости впитывания в связи и с последовательно снижающейся впитывающей способностью почвы и, как следствие, эрозией почвы. Необходимо учитывать и тот факт, что при дождевании в целях недопущения возможного травмирования растений риса и во избежание капельно-дождевой эрозии необходимо воссоздавать моросящий дождь с каплями диаметром 0,4-0,9 мм и интенсивностью не более 1,5 мм/мин, что на существующих дождевальных устройствах труднодостижимо.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому способу и принятому за прототип, является способ возделывания риса, включающий осеннее лущение стерни культуры предшественника на глубину 0,06-0,10 м, внесение под зяблевую вспашку расчетных доз фосфора, калия и до 40-60% от расчетной дозы азота, зяблевую вспашку почвы, весеннее покровное боронование почвы, предпосевную культивацию почвы на глубину 0,06-0,08 м, обработку семян культуры заданной дозой биопрепарата, сплошной посев культуры на глубину 0,06-0,08 м при прогревании указанного слоя до 12-14°С, послепосевное прикатывание почвы и внесение заданной дозой почвенного гербицида, уход за культурой в течение вегетационного периода, содержащий, поливы с поддержанием необходимого уровня влажности почвы, подкормки равными дозами оставшегося азота в фазу начало кущения и фазу трубкования и, по мере необходимости, внесение рекомендованными дозами гербицидов, биопрепаратов, фунгицидов и/или инсектицидов, и уборку культуры (Дубенок Н.Н., Кружилин И.П., Абду Н.М., Ганиев М.А., Родин К.А. Продуктивность суходольного риса при капельном орошении // Известия ТСХА. 2015. Вып. 6. С. 92-100).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся недостаточно высокая эффективность производства риса вследствие высоких затрат финансовых и трудовых ресурсов, что обусловлено стоимостью системы капельного орошения и связанными с ней монтажно-демонтажными работами. Для смыкания контуров увлажнения, а соответственно для достижения эффективного полива при стандартной схеме раскладки капельных лент через 0,6-0,7 м необходимо чтобы расстояние между водовыпусками было не более 0,6 м, а это накладывает дополнительные затраты. Кроме того, капельный способ полива слабо влияет на улучшение микроклимата в агроценозе, что в условиях Волго-Донского междуречья из-за климатических особенностей приводит к снижению урожайности культуры.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение эффективности производства риса в условиях Волго-Донского междуречья.

Результатом предлагаемого технического решения является повышение урожайности риса на орошаемых землях Волго-Донского междуречья при снижении удельных затрат оросительной воды на единицу площади и товарной продукции.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе возделывания риса при малообъемном приземном дождевании, включающем осеннее лущение стерни культуры предшественника на глубину 0,06-0,10 м, внесение под зяблевую вспашку расчетных доз фосфора, калия и до 40-60% от расчетной дозы азота, зяблевую вспашку почвы, весеннее покровное боронование почвы, предпосевную культивацию почвы на глубину 0,06-0,08 м, обработку семян культуры заданной дозой биопрепарата, сплошной посев культуры на глубину 0,06-0,08 м при прогревании указанного слоя до 12-14°С, послепосевное прикатывание почвы и внесение заданной дозой почвенного гербицида, уход за культурой в течение вегетационного периода, содержащий, поливы с поддержанием необходимого уровня влажности почвы, подкормки равными дозами оставшегося азота в фазу начало кущения и фазу трубкования и, по мере необходимости, внесение рекомендованными дозами гербицидов, биопрепаратов, фунгицидов и/или инсектицидов, и уборку культуры, причем зяблевую вспашку почвы проводят на разную глубину с чередованием по годам - в первый год на глубину 0,20-0,24 м с оборотом пласта на ту же глубину, а на второй год на глубину ниже плужной подошвы на 0,08-0,10 м и оборотом пласта на 0,20-0,24 м, поливы проводят периодически методом малообъемного приземного дождевания с размещением стоек распылителей на высоте 0,8-1,0 м от дневной поверхности и 25-35% пересечением факелов дождя с поддержанием дифференцированного водного режима почвы при влажности 70-80-70% НВ в слое 0,4 и 0,6 м, при этом от посева и до начала фазы кущения влажность почвы поддерживают не ниже 70% НВ в слое 0,4 м, в фазы кущение, трубкование, выметывание и молочная спелость предполивная влажность почвы повышается до 80% НВ, причем в фазе кущения в слое 0,4 м, а с фазы трубкования в слое 0,6 м, в фазы восковой до полной спелости зерна предполивная влажность в слое 0,6 м снижается до 70% НВ, при этом величину суммарного водопотребления культуры определяют по формуле:

E=618⋅Y+2580,

где Е - суммарное водопотребление, м³/га;

Y - запланированная урожайность, т/га.

Вспашкана разную глубину с чередованием по годам - в первый год на глубину 0,20-0,24 м с оборотом пласта на ту же глубину, а на второй год на глубину ниже плужной подошвы на 0,08-0,10 м и оборотом пласта на 0,20-0,24 м, обеспечивает создание оптимальных для выращивания риса водно-физических свойств почвы Волго-Донского междуречья. Вспашка почвы на глубину 0,20-0,24 м с оборотом пласта на ту же глубину обусловлены малогумусностью почв, увеличение глубины будет сопровождаться выносом на поверхность подпочвенного низкоплодородного слоя. При такой обработке пожнивные остатки растений перемешиваются с почвой, и органическая масса накапливается преимущественно в верхней части пахотного слоя, тем самым интенсифицируя микробиологические процессы. В пахотном слое накапливается больше влаги, он меньше иссушается. Рыхление ниже пахотного горизонта способствует разуплотнению почвенной подошвы, поступлению воздуха и влаги в нижние слои, активизации окислительно-восстановительных процессов, обусловленных пониженной активностью водо-воздухообмена, интенсификации химических и микробиологических процессов.

Метод малообъемного приземного дождевания совмещает в себе преимущества орошения дождеванием и капельного полива. Создаваемый распылителями воды искусственный мелкокапельный с низкой интенсивностью дождь в наибольшей степени приближен к естественному моросящему дождю. Создание микроклимата в посевах риса обеспечивается установкой распылителей на высоте 0,8-1,0 м от дневной поверхности (с учетом высоты растений). Тем самым достигается понижение температуры почвы, увлажнение воздуха в приземном слое. Расстояние между стойками распылителей выбирается с учетом их технических характеристик и необходимости перекрытия факелов дождя. Преимущества метода малообъемного приземного дождевания:

1) низкое рабочее давление - до 0,3 МПа;

2) подача воды - 20-240 л/ч;

3) радиус орошения - 1,5-18,5 м;

4) интенсивность дождя - 0,03-0,1 мм/мин;

5) диаметр капель - до 0,4 мм;

6) эффективность использования воды - 70-85%;

7) равномерность распределения дождя по орошаемой площади - ≈90%;

8) использование на землях с рельефом, имеющим прямые и обратные уклоны, и при ветре;

9) внесение совместно с поливом водорастворимых удобрений;

10) высокий уровень автоматизации и регулирования режимов работы;

11) быстрый и простой монтаж, мобильность;

12) срок эксплуатации - более 10 лет.

Способ возделывания риса при малообъемном приземном дождевании реализуется следующим образом.

После уборки осенью культуры предшественника производят подготовку почвы, которая включает лущение стерни на глубину 0,06-0,10 м и основную (зяблевую) обработку почвы. В первый год на глубину 0,20-0,24 м с оборотом пласта на ту же глубину, а на второй год на глубину ниже плужной подошвы на 0,08-0,10 м и оборотом пласта на 0,20-0,24 м и внесением под вспашку расчетных доз фосфора, калия и до 40-60% расчетной дозы азота. На следующий год весной подготовка почвы включает покровное боронование для закрытия влаги и предпосевную культивацию почвы на глубину 0,06-0,08 м. Перед посевом при необходимости семена риса подвергают обработкам регуляторами роста и микробиологическими препаратами соответствующими дозами, например, Эмистим, Флавобактерин и др. При достижении в посевном слое почвы оптимальных температур (12-14°С) производят сплошной посев семян риса нормой 4,5-5,5 млн. всхожих семянна 1 га с последующим прикатыванием и обработкой поля почвенным гербицидом. В качестве гербицида используют, например, препарат Стомп, приготовленный из расчета 5,5-6,5 л препарата на 300-400 л воды на гектар.

Дальнейшей задачей технологии является монтаж системы малообъемного приземного дождевания. Для обеспечения равномерного полива расстояние между стоками распылителей воды выбирается с учетом радиуса распыления дождя с 25-35% перекрытием увлажняемой площади. Распылители воды монтируются на стойке на высоте 0,8-1,0 м от дневной поверхности, что обусловлено высотой растений риса и необходимостью создания микроклимата в агроценозе.

Уход за культурой в течение вегетационного периода в основном сводится к поливам, подкормкам, борьбе с сорняками, вредителями и болезнями. В качестве подкормок используют оставшуюся часть расчетной дозы азота, которую делят на равные части и вносят в фазу начало кущения и фазу трубкования. Для борьбы с сорняками используют гербициды контактного действия, например, баковая смесь Камбио (2,5 л/га) и Топик (0,5 л/га) и др.

Поливы системой малообъемного приземного дождевания проводят периодически с поддержанием дифференцированного водного режима почвы при влажности 70-80-70% НВ в слое 0,4 и 0,6 м. Причем от посева и до начала фазы кущения влажность почвы поддерживают не ниже 70% НВ в слое 0,4 м, в фазы кущение, трубкование, выметывание и молочная спелость предполивная влажность почвы повышается до 80% НВ, при этом в фазе кущения в слое 0,4 м, а с фазы трубкования в слое 0,6 м, в фазы восковой до полной спелости зерна предполивная влажность в слое 0,6 м снижается до 70% НВ. Такой водный режим почвы, создаваемый системой малообъемного приземного дождевания, обеспечивает благоприятные условия и микроклимат для формирования соответствующей фотосинтетическим параметрам биомассы растения и получения устойчивых запланированных урожаев. Уровень урожая культуры риса линейно связан с суммарным водопотреблением. Так для получения урожайности риса на уровне от 3 до 6 т/га (возможный биопродуктивный потенциал культуры для условий Волго-Донского междуречья) суммарное водопотребление определяется зависимостью:

E=618⋅Y+2580,

где Е - суммарное водопотребление, м³/га;

Y - запланированная урожайность, т/га.

Апробация предлагаемого способа проводилась в условиях Волго-Донского междуречья в сравнении с известными классическими способами возделывания риса, включающими ежегодную основную (зяблевую) обработку почвы лемешно-отвальным плугом ПН-4-35 на глубину 0,20-0,24 м. Результаты исследований представлены в таблице.

Анализ результатов данных таблицы показывает, что при поддержании водного режима почвы не ниже 70-80-70% НВ в слое почвы 0,4 и 0,6 м методом малообъемного приземного дождевания достигаются наилучшие условия для формирования биомассы растений (КПД ФАР 1,31%) и получения урожайности (5,25 т/га) в сравнении с вариантами водного режима почвы не ниже 70% НВ в слое почвы 0,4 м, 80% НВ в слое почвы 0,4 м, 70% НВ в слое почвы 0,6 м, 80% НВ в слое почвы 0,6 м, а также 70-80-70% НВ в слое почвы 0,4 и 0,6 м при классических способах полива.

Предлагаемый способ возделывания риса при малообъемном приземном дождевании в сравнении с классическими способами возделывания риса обеспечивает повышение урожайности при снижении удельных затрат оросительной воды на единицу площади и товарной продукции. Например, при поддержании водного режима почвы не ниже 70-80-70% НВ в слое почвы 0,4 и 0,6 м, достигается прибавка урожая на уровне 5-9%, снижение затрат на оросительную воду на 7-28% и повышение коэффициента водопотребления на 3-29%.

Таким образом, повышение урожайности риса на орошаемых землях Волго-Донского междуречья при снижении удельных затрат оросительной воды на единицу площади и товарной продукции достигается способом,

Примечание: h - слой почвы, м.

включающем осеннее лущение стерни культуры предшественника на глубину 0,06-0,10 м, внесение под зяблевую вспашку расчетных доз фосфора, калия и до 40-60% от расчетной дозы азота, зяблевую вспашку почвы, весеннее покровное боронование почвы, предпосевную культивацию почвы на глубину 0,06-0,08 м, обработку семян культуры заданной дозой биопрепарата, сплошной посев культуры на глубину 0,06-0,08 м при прогревании указанного слоя до 12-14°С, послепосевное прикатывание почвы и внесение заданной дозой почвенного гербицида, уход за культурой в течение вегетационного периода, содержащий, поливы с поддержанием необходимого уровня влажности почвы, подкормки равными дозами оставшегося азота в фазу начало кущения и фазу трубкования и, по мере необходимости, внесение рекомендованными дозами гербицидов, биопрепаратов, фунгицидов и/или инсектицидов, и уборку культуры. Причем зяблевую вспашку почвы проводят на разную глубину с чередованием по годам - в первый год на глубину 0,20-0,24 м с оборотом пласта на ту же глубину, а на второй год на глубину ниже плужной подошвы на 0,08-0,10 м и оборотом пласта на 0,20-0,24 м, поливы проводят периодически методом малообъемного приземного дождевания с размещением стоек распылителей на высоте 0,8-1,0 м от дневной поверхности и 25-35% пересечением факелов дождя с поддержанием дифференцированного водного режима почвы при влажности 70-80-70% НВ в слое 0,4 и 0,6 м, при этом от посева и до начала фазы кущения влажность почвы поддерживают не ниже 70% НВ в слое 0,4 м, в фазы кущение, трубкование, выметывание и молочная спелость предполивная влажность почвы повышается до 80% НВ, причем в фазе кущения в слое 0,4 м, а с фазы трубкования в слое 0,6 м, в фазы восковой до полной спелости зерна предполивная влажность в слое 0,6 м снижается до 70% НВ, при этом величину суммарного водопотребления культуры определяют по формуле:

E=618⋅Y+2580,

где Е - суммарное водопотребление, м³/га;

Y - запланированная урожайность, т/га.