Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПО ПОЧВЕННОЙ КОРКЕ В УСЛОВИЯХ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологии обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур в условиях ветровой эрозии.

Известны технология предпосевной обработки почвы и широкорядный способ посева семян (патент РФ №2086087, МПК А01С 7/00, опубл. 08.10.1997 г.) [1], включающий предварительную обработку почвы, образование в почве уплотненного ложа, укладку семян на уплотненное ложе, смещение с боков ложа почвы и ее вдавливание вместе с семенами в дно ложа, закрытие почвой ложа и уплотнение почвы катками с одновременным смещением в стороны верхнего слоя почвы и образование почвенных гребней.

Основным недостатком приведенного способа является глубокая заделка семян, что значительно снижает урожайность зерновых культур за счет нерационального использования энергетических запасов семян и создания условий для прорастания семян, аналогичных условиям прорастания сорняков в междурядьях. К тому же не обеспечивается защита почвы от ветровой эрозии в засушливых условиях.

Известен способ широкорядного посева семян (патент РФ №2143793, МПК А01В 79/02, 49/06, А01С 7/00, опубл. 10.01.2000 г.) [2], включающий образование гребнистого профиля на нетронутой почве, укладку на вершины гребней семян, которые вдавливают в вершины гребней с образованием уплотненного слоя почвы и мульчирование семян тонким слоем почвы. Причем угол при вершине гребня составляет 90-120 градусов.

Однако вышеприведенный способ имеет следующие недостатки. Уплотненный слой почвы (ложе) с зернами на каждом гребне имеет недостаточную плотность для обеспечения эффективного подвода влаги по капиллярной системе из-за большой ширины прикатывающих катков. Кроме того, к вдавленным в почву зернам резко уменьшается доступ воздуха вследствие того, что угол при вершине каждого гребня составляет 90-120 градусов. Однако этот способ не приводит к полному снятию развития дефляции.

Известен способ посева семян Ибрагимова (патент РФ №2185045, МПК А01С 7/00, опубл. 20.07.2002 г.) [3], включающий формирование борозд путем смещения почвы в сторону от направления движения на расстояние, равное расстоянию между семенами в рядке с образованием гребня, внесение в борозду удобрения, раскладку семян поштучно в образуемую в борозде щель, уплотнение почвы в борозде, смещение гребней в другую сторону от направления движения в ранее сформированную борозду с повторением операций образования борозд и гребней между ранее сформированными, внесение удобрений, раскладки семян и уплотнения, после чего поверхность почвы выравнивают, перемещая половину объема почвы из гребня в борозду для обеспечения посева семян в центре квадратной площади питания в уплотненное ложе.

Способ имеет следующие недостатки. Для культурного растения и для сорняков, расположенных в междурядьях, создаются одинаково благоприятные условия, так как плоское уплотненное ложе формируют по всей ширине рядов посевов. При таком способе посева осуществляются глубокая заделка семян в почву и слабая их аэрация в процессе прорастания вследствие вдавливания семян катком в искусственно уплотненное ложе, но эрозионные процессы при этом не снимаются.

Известен способ посева семян (патент РФ №2070370, МПК А01В 79/02, А01С 7/00, опубл. 20.12.1996 г.) [4], включающий образование гребнистого профиля на нетронутой почве, укладку на вершины гребней семян, которые мульчируются тонким слоем, причем глубина гребнистого профиля равна расстоянию между вершинами соседних гребней.

Основным недостатком приведенного способа является то, что при формировании гребнистого профиля, при любых углах вершин гребней всегда происходит разрушение нетронутой почвы за счет сил трения сошников о почву и зерно будет ложиться на взрыхленный грунт, а не на нетронутую почву. Кроме того, плотность нетронутой почвы, особенно на поверхности, куда укладывают семена, не всегда достаточно уплотнена для эффективного поднятия влаги по капиллярам к поверхности, так как на поверхности всегда имеются растительные остатки и мульчирующий слой. Однако последние не обеспечивают полной защиты почвы от дефляции в засушливых регионах с напряженным ветровым режимом.

Известен способ высева семян и внесения удобрений в почву (авторское свидетельство №1119624, кл. А01С 7/00, 1982) [5], заключающийся в выполнении в почве вертикальных щелей под прямым углом одна к другой и заделке в них удобрений, а через вершины образующихся между ними квадратных ячеек выполняют бороздки и высевают в них семена.

Недостатком данного способа является то, что он трудно осуществим на практике, так как при раздельном внесении удобрений и посеве семян трудно добиться согласованного и точного высева в квадратных ячейках с внесенными удобрениями и не обеспечивается защита почвы от ветровой эрозии.

Известен способ внесения удобрений и посева семян путем нарезания в почве щелей (авторское свидетельство №912087, кл. А01В 49/04, 1980) [6], распределения в них удобрений с последующей заделкой.

Хотя при этом способе равномерно распределяются удобрения по всему дну туковых бороздок, однако не обеспечивается их рациональное потребление корневой системой высеваемых растений и защита почвы от последующего развития дефляционных процессов в период посева - полные всходы.

Известен способ посева семян и внесения удобрений (патент РФ №2103858, кл. А01С 7/00, опубл. 10.02.1998 г.) [7], включающий образование параллельных бороздок, укладку в них отдельно сформированных потоков семян и удобрений с последующим их прикрытием слоем почвы. Укладку семян и удобрений осуществляют в общие бороздки в чередующемся порядке полосовыми отрезками.

Недостатком данного способа является то, что он в засушливых условиях, когда к моменту посева по чистому пару верхний слой почвы, как правило, иссушен, не обеспечивает защиту почвы от ветровой эрозии в весенний и раннелетний периоды.

Известен способ предпосевной обработки почвы и посева семян и устройство для его осуществления (патент РФ №2284094, 2006.09.27. Дата публикации 04.03.2007) [8], включающий предпосевное рыхление приповерхностного слоя почвы, образование борозды для семян во взрыхленной почве, формирование на дне борозды на нетронутой почве уплотненного ложа, высев семян в борозду и их заделку взрыхленным слоем почвы из междурядий.

Недостатком данного способа является то, что не достигается защита почвы от ветровой эрозии в весенний и раннелетний периоды.

Известен способ защиты почв от ветровой эрозии на чистых парах посредством создания почвенной корки (авторское свидетельство СССР №1674699, МПК А01В 13/16, опубл. 07.09.91 г.) [9] путем осеннего прикатывания почвы.

Однако наличие этого способа защиты почв от ветровой эрозии на чистых парах не обеспечено техническим решением способа проведения посева зерновых культур по почвенной корке.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ предпосевной обработки почвы и посева семян (авторское свидетельство СССР №1764544, МПК А01С 7/00, опубл. 30.09.92 г.) [10], включающий обработку поверхностного слоя почвы боронованием, образование борозды для семян путем сдвигания слоя почвы в межленточное пространство с одновременным подрезанием слоя почвы в межленточном пространстве без оборота пласта, уплотнение ложа, высев семян и их заделку путем обратного переноса смещенной в межленточное пространство почвы с образованием над семенами почвенного слоя высотой 4-5 см, который затем шлейфуют и прикатывают.

Основным недостатком приведенного способа-прототипа является глубокая заделка семян, что значительно снижает урожайность зерновых культур за счет нерационального использования энергетических запасов семян и создания неблагоприятных условий для прорастания семян по сравнению с сорняками в междурядьях. Не снимается угроза развития дефляции почвы из-за того, что послепосевное прикатывание верхнего иссушенного слоя почвы не устраняет способность мелкозема к движению при наличии ветра.

Предлагаемый способ позволяет создать малоэнергоемкую технологию посева семян, обеспечивающую защиту почвы от ветровой эрозии в осенне-весенний и раннелетний (довсходовый) периоды, повышение качества работы, увеличение урожайности зерновых культур за счет ускорения проростания и повышения полевой всхожести семян, создания оптимальных условий для роста и развития культурных растений и уменьшения засоренности посевов.

Цель изобретения - защита почвы от ветровой эрозии и увеличение урожайности зерновых культур с низкими энергозатратами за счет уменьшения площади и слоя предпосевного рыхления почвы, ускорения проростания и увеличения полевой всхожести семян, создания оптимальных условий для роста и развития культурных растений и уменьшения засоренности посевов.

Указанный технический результат достигается способом посева зерновых культур по почвенной корке в условиях ветровой эрозии, включающим отвальную обработку чистых паров с целью накопления влаги, питательных веществ, борьбы с сорняками и прикатывание осенью после дождей для образования почвенной корки, разрушение корки и предпосевное рыхление почвы под ней в виде полос весной следующего года с образованием борозд для семян во взрыхленной почве, формирование на дне борозды на нетронутой почве уплотненного ложа, высев семян и их заделку взрыхленным слоем почвы. К весне на прикатанных полях образуется почвенная корка толщиной 2,8…4,4 см, которая надежно защищает почву от ветровой эрозии, улучшает водный и тепловой режим. Согласно изобретению предпосевное рыхление почвы в полосе осуществляют на глубину не более 5 см. Сорняки в междурядьях, где корка сохраняется, не могут пробиться через нее и, не появившись на поверхность, погибают. Почва под коркой находится во влажном состоянии и появляется возможность закладывать семена на глубину до 4…5 см. Температура почвы на прикатанных участках выше на 1…2°C, чем на неприкатанных.

Изобретение поясняется следующими графическими материалами.

На фиг.1 показан сошник и полоса разрушенной почвенной корки.

На фиг.2, а представлен рабочий орган для разрушения почвенной корки в виде полос (вид сбоку).

На фиг.2, б изображен рабочий орган для разрушения почвенной корки в виде полос (вид сверху).

Способ осуществляют следующим образом.

Чистые пары в год парования обрабатывают согласно технологии с целью накопления влаги, питательных веществ и борьбы с сорняками, а осенью, после выпадения дождей, прикатывают гладкими водоналивными катками 3КВГ - 1,4 или выравнивателем-уплотнителем. К весне следующего года на прикатанной почве образуется почвенная корка толщиной 2,8…4,4 см. Посев проводят без весенней обработки, разрушая корку в виде полос 1 (фиг.1) с междурядьем 22,8 см. Ширина полосы равна ширине дисков сошника на уровне поверхности поля b₁ и дополнительной ширины 2b₂ деформируемой части почвы борозды, т.е. B_n=b₁+2b₂. Одновременно с разрушением корки осуществляется рыхление почвы в полосе и образование уплотненного ложа для семян на нетронутой почве. В междурядьях корка сохраняется. Рыхление почвы в борозде осуществляется рабочими органами (фиг.2, а и фиг.2, б), выполненными в виде дисков 2, с обеих сторон которых крепятся изогнутые зубья 3, имеющих форму траектории движения конца зуба. Ширина полосы регулируется изменением количества шайб 4 между диском и зубом. Сошник, идущий по полосе, раздвигает почву, образуя борозду, на дно которой укладываются семена и стартовые дозы удобрений. После прохода сошника почва осыпается, закрывая семена. Почвенная корка, сохраняемая в междурядьях, препятствует появлению сорняков на поверхности поля, улучшает водный и температурный режим почвы и достаточно надежно защищает ее от ветровой эрозии [11, 12, 13]. Температура прикатанной почвы выше на 1…2°C по сравнению с неприкатанной, и в результате всходы появляются на 1…2 дня раньше. В предлагаемом способе семена лежат на уплотненном ложе, постоянно контактируя с влажным слоем почвы, что обеспечивает хорошее развитие растений. Все вышеперечисленные факторы создают благоприятные условия и для усиления деятельности почвенных микроорганизмов, что также способствует увеличению урожайности зерновых культур и повышению эффективного плодородия почвы.

Полевые эксперименты на яровой пшенице подтверждают вышеприведенные доводы:

- полевая всхожесть приблизилась к 100% лабораторной всхожести семян;

- скорость прорастания семян составляла не более 4 дней;

- норма высева семян сокращается на 20% при росте урожайности не менее чем на 30%.

Для реализации предлагаемого способа в части посева семян использовалась сеялка для посева по почвенной корке (патент РФ №2390986, МПК А01С 7/00, А01В 49/06, опубл. 10.06.2010).

Предлагаемое изобретение может быть использовано как в крупных, так и в мелких фермерских хозяйствах.

Источники информации

1. Патент РФ №2086087, МПК А01С 7/00, опубл. 08.10.1997.

2. Патент РФ №2143793, МПК А01В 79/02, 49/06, А01С 7/00, опубл. 10.01.2000.

3. Патент РФ №2185045, МПК А01С 7/00, опубл. 20.07.2002.

4. Патент РФ №2070370, МПК А01В 79/02, А01С 7/00, опубл. 20.12.1996.

5. Авторское свидетельство №1119624, кл. А01С 7/00, 1982.

6. Авторское свидетельство №912087, кл. А01В 49/04, 1980.

7. Патент РФ №2103858, кл. А01С 7/00, опубл. 10.02.1998.

8. Патент РФ №2284094, 2006.09.27. Дата публикации 04.03.2007.

9. Авторское свидетельство СССР №1674699, МПК А01В 13/16, опубл. 07.09.91 г.

10. Авторское свидетельство СССР №1764544, МПК А01С 7/00, опубл. 30.09.92.

11. Ли В.В. О возможности защиты чистых паров от ветровой эрозии / В.В. Ли, В.В. Тумурхонов // Труды Бурятского СХИ, раздел Механизация, г.Улан-Удэ, 1992. - С.19…20.

12. Бохиев В.Б. Новый подход к построению почвозащитного земледелия в бассейне озера Байкал / В.Б. Бохиев, В.В. Тумурхонов, В.В. Ли, Б.В. Бохиев // Земельные ресурсы Республики Бурятия, тезисы докладов Республиканской научно-практической конференции 25-26 мая 1994 г., БИБ СО РАН, г.Улан-Удэ, 1994. - С.28…29.

13. Татаров Н.Т. Обоснование технологии посева и конструктивно-технологической схемы сеялки по почвенной корке / Н.Т. Татаров, В.В. Ли // Сб. науч. тр. ГОУ ВПО ВСГТУ, серия: Технология и средства механизации в АПК, вып.5, г.Улан-Удэ, 2009. - С.156…164.