Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И СИСТЕМА БИОИНТЕНСИВНОГО ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ГЛИНИСТЫХ ПОЧВАХ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии.

Известны системы земледелия на глинистых почвах, недостатком которых является образование на поверхности участков почвенной корки после интенсивного увлажнения, ухудшающей аэрацию почвы, снижающей урожайность сельскохозяйственных культур и приводящей к повышенной потере влаги из пахотного слоя.

Особенности глинистых грунтов - высокая плотность, слипание и заплывание при орошении, низкая воздухопроницаемость, что затрудняет успешное выращивание на них растений. При увлажнении вода задерживается в поверхностных слоях глинистых почв, в большом количестве скапливаясь в прикорневой зоне высаженных растений, которые загнивают и погибают вследствие избыточности влаги в почве. Дальнейшее высыхание приводит к образованию на поверхности глинистой почвы твердой корки, препятствующей проникновению тепла и влаги в более глубокие горизонты. Песчаную почву легко обрабатывать. Эти почвы отличаются повышенной водопроводимостью и воздухопроницаемостью. Они быстро перегреваются днем, а ночью столь же стремительно остывают, утрачивая тепловую энергию (Хвостунова С.А. Как повысить плодородие почвы. - РИПОЛ классик, 2011. - С. 17, 36-37).

Известен ручной культиватор «Торнадо». Культиватором можно делать углубления в почве, не переворачивая плодородный пласт земли, максимально сохраняя все питательные микроэлементы, влагу и дождевых червей в глубине почвы, а это благотворно сказывается на урожае. (http://www.top-shop.ru/product/21866-торнадо/).

Культиватор не применялся в биоинтенсивных системах орошаемого земледелия с поливом по бороздам.

Известна технология внесения песка на поверхность тяжелого суглинка, на котором не удавалось до внесения песка получать хорошие урожаи даже при наличии внесенной органики. Курдюмов Н.И. Плодородная почва умного огорода. - Ростов н/Д: Владис; М.: РИПОЛ классик, 2013. - С. 26.

Данная технология не применялась в орошаемом земледелии при поливе по бороздам.

Известна система биодинамического земледелия (Жирмунская Н.М. Огород без химии. - СПб.: «Издательство «ДИЛЯ», 2011. - 352 с.).

Биодинамическое земледелие возникло в Германии. В этой системе земледелия отказались от применения минеральных удобрений и ядохимикатов.

Основоположником биодинамического земледелия является немецкий философ Рудольф Штайнер (1861-1926). Его соотечественник - доктор Эренфид Пфайфер осуществил эти идеи на практике.

Особенностью биодинамического земледелия является то, что оно больше внимания уделяет взаимодействиям и взаимосвязям, возникающим и действующим внутри живой природы, между живой и неживой природой, между живой природой и космосом.

Препарат «500» (роговой навоз). Коровий рог заполняют свежим коровьим навозом, осенью закапывают в плодородную почву на глубину 60 см и оставляют до весны. Небольшой комочек такого вещества весом 5-6 г (доза на 200 м² площади) помещают в чистый сосуд, заливают дождевой водой объемом около 6 л и перемешивают в течение часа меняя направление перемешивания по часовой и против часовой стрелки при образовании глубокой воронки. Активированным раствором опрыскивают поверхность почвы не позже чем через два часа после окончания перемешивания.

Препарат «500» вызывает стимуляцию роста корней растений и жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, гармонизирует почвенное питание растений.

Препарат «500» применяют обычно два раза в год - осенью и весной. Опрыскивание производят в конце дня по влажной почве. Это заменяет удобрение компостом.

Препарат «501» (роговой кремнезем) делают из растертого в тонкий порошок кристаллического кварца. Его смачивают дождевой водой и также помещают в коровий рог, затем закапывают в землю.

Опрыскивание препаратом «501» во время созревания плодов ускоряет их созревание.

Наиболее прост и доступен каждому способ приготовления препарата из крапивы («504»). Целые растения крапивы собирают в начале цветения, дают им немного подвянуть, измельчают и плотным, толстым слоем закладывают в яму на глубину 60 см. Дно ямы предварительно накрывают старыми мешками и слоем торфа толщиной 5 см. Сверху засыпают почвой, утрамбовывают. Крапива находится в почве в течение года: с конца мая-начала июня одного года до того же времени следующего. Ее можно использовать как компостный препарат.

Жидкий препарат «507» представляет собой сброженный сок, отжатый из созвездий валерианы.

Компостные препараты действуют в очень малых количествах: на компостную кучу объемом 3-5 м³ достаточно 0,5-1 чайную ложку каждого препарата.

В компостной куче палкой делают пять отверстий на глубину 50-60 см и на расстоянии 1 м друг от друга. На дно каждого отверстия насыпают приблизительно одну чайную ложку одного препарата, сверху засыпают компостом и уплотняют его.

Жидкий препарат из валерьяны размешивают в теплой дождевой воде в количестве 3-3 мл на 5 литров воды. Полученным раствором равномерно опрыскивают всю кучу. После этого ее накрывают. Точно также обрабатывают навозные компосты.

К нему очень чувствительны дождевые черви, которые в больших количествах собираются в месте внесения препаратов.

Биодинамические препараты несовместимы с минеральными удобрениями, которые полностью уничтожают их действие.

Минимальное действие препаратов на компост - 3 недели.

Валериановый препарат используют также для защиты цветущих плодовых растений от заморозков (С. 314-318).

Для активации препарата применяют перемешивание воды с биодинамическими препаратами в водовороте, периодически меняющем направление своего вращения. При этом раствор насыщается кислородом (С. 139-143).

Обработка биодинамическими препаратами кормовых культур очень сильно сказывается на улучшении здоровья животных, на качестве шерсти овец, на удоях коров, а садово-огороднические культуры благоприятно влияют на здоровье человека (Жирмунская Н.М. Огород без химии. - СПб.: «Изд-во «ДИЛЯ», 2011. - С. 313).

Препарат «500» применяют обычно два раза в год - осенью и весной. Им опрыскивают почву, подготовленную для посадки как огородных, так и плодово-ягодных культур. Опрыскивание проводят обычно в конце дня по влажной почве (С. 315).

Препарат «501» делают из растертого в порошок кристаллического кварца (С. 315).

Этот препарат улучшает качество плодов. Его применяют после того, как почва была опрыснута препаратом «500».

Препаратом «501» опрыскивают листья растений, таким образом стимулируют фотосинтез и переход к плодоношению. Опрыскивание обычно проводят рано утром - как только высохнет роса, стараясь распылять раствор как можно более тонко, в виде тумана. Томаты, например, опрыскивают после того, как приживется рассада, после начала цветения, в начале плодоношения и в начале покраснения плодов (С. 316).

В холодную, пасмурную погоду опрыскивание препаратом «501» в некоторой степени компенсирует отсутствие тепла и света и предотвращает распространение грибковых заболеваний.

При высадке рассады корни окунают в смесь раствора глины и препарата «500». Растения хорошо приживаются. После начала роста их опрыскивают препаратом «501» (С. 317) (Жирмунская Н.М. Огород без химии. - СПб.: «Издательство «ДИЛЯ», 2011. - 352 с.).

Известно применение биодинамических препаратов в Австралии. Биодинамический препарат «500» работает под землей и влияет на микробиологическую активность, образование гумуса и рост корней (Подолински, А. Введение в биодинамическое земледелие. - Калуга: «Духовное познание». - С. 59).

Во влажные годы развиваются грибковые и другие заболевания. В таких условиях применяют биодинамический кремниевый (кварцевый) препарат «501», позволяющий повысить способность растений усваивать свет и повысить их устойчивость к болезням. Препарат стимулирует метаболическую активность и устанавливает равновесие между элементами, влияющими на рост растений. Этот же препарат применяют на орошаемых землях. (Подолински, А. С. 65-66).

На травах пастбища после укоса сначала вносят препарат «500» и затем через 2-3 недели, когда трава стала буйно расти, опрыскивают препаратом «501» (Подолински, А. С., 170).

Слишком много препарата «500» также вредно, как и слишком много гумуса. Препарат «500» вносится в количестве 87 г/га, а препарат «501» 2,5 г/га после цветения растений (Подолински, А.С. 138, 161). Достаточно 1-3 опрыскиваний (С. 164). Помогает от переувлажнения почвы. Препарат «501» применяют при условии хорошего увлажнения почвы (С. 164, 171).

Нельзя опрыскивать растения во время цветения (С. 170).

Недостатком этих технологий является неиспользование их при поливе сельскохозяйственных культур по бороздам.

Известна технология повышения плодородия почвы с помощью эффективных микроорганизмов, например молочнокислые, фотосинтезирующие, азотофиксирующие бактерии, дрожжи и др.

Линия биопрепаратов серии ЭМ - это живое сообщество 86 тщательно подобранных полезных почвенных микроорганизмов, известных в мире как "ЕМ" (effective microorganisms).

По утверждениям создателя препаратов серии "ЭМ", японского ученого Teruo Higa, все содержащиеся в препаратах микроорганизмы выделены из естественной природной среды, препараты не содержат генетически модифицированных микроорганизмов.

Сфера применения препаратов этой серии весьма широка: от возрождения плодородия почвы и утилизации органических отходов до снижения падежа молодняка на животноводческих фермах.

Вот неполный перечень результатов использования ЭМ-технологии:

- резко повышает урожайность, особенно огурцов и томатов, без применения химических удобрений и ядохимикатов;

- ускоряет сроки созревания на 10-15 дней;

- повышает содержание витаминов и каротина в плодах;

- ускоряет образование гумуса;

- переводит почвенные микро- и макроэлементы в легкоусвояемые формы;

- преобразует органические отходы в компост за две-три недели;

- устраняет неприятные запахи, возникающие при гниении органики;

- при использовании безотвальной технологии обработки почвы обеспечивает естественную проницаемость плодородного слоя до глубины 60-80 см. (http://www.microb.ru/).

В России выпускается ЭМ-препараты «Байкал ЭМ-1, НВ-101», «Сияние», «Восток ЭМ-1» которые используют для осенней и весенней обработки почвы как удобрения и борьбы с вредителями и болезнями растений. В состав препарата входят молочнокислые, фотосинтезирующие, азотофиксирующие бактерии, дрожжи. Наиболее эффективно применение компоста и раствора "Байкала" осенью, после уборки урожая. Это способствует разложению оставшихся в почве корней растений, превращению их в гумус, рыхлению почвы на глубину залегания этих корней и освобождению гряд от сорняков, подавляются болезнетворные микроорганизмы.

Весеннее внесение в почву гряд компоста и пролив их раствором "Байкал" способствуют более быстрому прогреву почвы и наполнению ее растворами почвенных минералов. Зимой, под воздействием морозов, большинство почвенных микроорганизмов погибает, и весенняя "заправка" гряд "Байкалом" призвана в более короткие сроки восстановить их популяцию до количества, способного кормить культурные растения растворами почвенных минералов. (http://em.rpoargo.com/, http://www.baik.al-em1.ru/, http://superogorod.ucoz.org/forum/2-14-1, http://www.dachnik.org.ua/em-tehnologija-effektivnye-mikroorganizmy/preparaty-sijanie.html).

Микробиологический препарат «Восток ЭМ-1» способствует восстановлению плодородия почв, повышает урожайность сельскохозяйственных культур, сокращает сроки созревания, повышает вкусовые качества и увеличивает сроки хранения плодов и ягод, значительно повышает иммунитет растений.

Препарат был разработан японским профессором Теруо Хига в результате многолетних поисков. Доктором Т. Хига была создана теория эффективных микроорганизмов. В основе этой теории лежит использование сложного микробиологического препарата, состоящего из 84 полезных микроорганизмов. (http://vostok-eml.ru/).

Методы применения и эффективность препарата в земледелии

Предпосевная обработка семян:

- Увеличение всхожести семян.

- Получение здоровой рассады.

- Повышение урожайности на 10-15%.

Внесение в почву:

- Более высокая температура почвы весной, более раннее начало вегетационных процессов, более эффективное использование почвенной влаги.

- Ускорение корне- и листообразования.

- Эффективное подавление сорняков и постепенное сведение их к минимуму.

- Быстрое восстановление и накопление плодородного слоя почвы (гумуса).

- Восстановление оптимальной структуры почвы.

- Повышение урожайности и питательной ценности выращиваемых с/х культур в 1,5-5 раз.

- Выращивание экологически чистой и диетической продукции.

- Выращивание в течение нескольких сезонов на тех же площадях одних и тех же культур без использования севооборота, внедрение монокультуры.

- Получение на одной площади двух и более урожаев различных культур за сезон.

- Значительное сокращение, а впоследствии полный отказ от применения химических удобрений и ядохимикатов.

- Полный отказ от глубокой вспашки, выход на «нулевую обработку» почвы.

Внекорневая обработка посевов (туманное орошение):

- Повышение устойчивости растений против различных заболеваний и вредных насекомых.

- Сокращение сроков созревания зерновых и овощных культур.

- Повышение устойчивости растений к неблагоприятным природным условиям.

Недостатком этих технологий является неприменение их в орошаемом земледелии при поливе по бороздам.

Известен способ орошаемого земледелия, включающий полив по бороздам, проложенным по краям стационарных грядок, посередине которых сделаны траншеи, заполненные смесью древесного угля, обожженных деревьев, навоза и растительных остатков (Патент на изобретение RU 2451445 С1, МПК A01G 25/00 / И.А. Ким, И.И. Ким, А.И. Ким, Вера Хесус Хор дан Маркина).

Недостатком способа орошаемого земледелия является неиспользование при поливах по бороздам технологий биодинамического земледелия и эффективных микроорганизмов.

Известен способ мелиорации, включающий полив по бороздам и мелкодисперсным дождеванием участков с широкими стационарными грядками, имеющими посередине узкие траншеи, заполненные растительными остатками, отличающийся тем, что поливы по бороздам проводятся активированной водой, а поливы мелкодисперсным дождеванием проводят в ночное время на увлажнение приповерхностного слоя почвы, с чередованием поливов обычной и активированной водой (Патент на изобретение RU 2444179 С1, МПК A01G 25/00 / И.А. Ким, И.И. Ким, А.И. Ким).

Недостатком способа мелиорации является неприменение при поливах технологий биоинтенсивного земледелия, биодинамических препаратов и эффективных микроорганизмов, недостаточная для активного роста растений и жизнедеятельности микроорганизмов аэрация глинистой почвы на грядках.

Техническим результатом заявленного изобретение является улучшение аэрации почвы, конденсации атмосферной влаги в почву, активизации жизнедеятельности почвенной флоры и фауны, повышение плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур на глинистых почвах.

Заявленный результат достигается тем, что система биоинтенсивного орошаемого земледелия на глинистых почвах содержит закрытую оросительная систему для полива по бороздам и систему мелкодисперсного дождевания. На входе насоса для подачи воды в напорный трубопровод оросительной системы для полива мелкодисперсным дождеванием установлены генератор активированной воды, емкости с эффективными микроорганизмами и биодинамическими препаратами. В приповерхностном слое грядок между узкими траншеями, заполненными стволами, ветками деревьев и сверху растительными остатками и навозом, и поливными бороздами сделаны узкие углубления, заполненные песком, а на поверхность грядок нанесен слой растительных остатков, прикрытых слоем песка.

Способ биоинтенсивного орошаемого земледелия на глинистых почвах включает полив по бороздам и мелкодисперсным дождеванием участков с широкими стационарными грядками, имеющими узкие траншеи, проложенные вдоль их середины, и заполненными стволами и ветками деревьев, растительными остатками, навозом. Осенью на широких стационарных грядках между узкими траншеями и поливными бороздами создаются узкие углубления, заполненные песком, поливной участок засыпается листьями или другими измельченными растительными остатками. Затем поливной участок поливается из мелкодисперсных дождевальных установок с добавлением в активированную воду эффективных микроорганизмов и через неделю активированным биодинамическим препаратом, например «500». Весной растительные остатки сгребаются из поливных борозд на широкие стационарные грядки и присыпаются слоем песка, затем проводится полив из мелкодисперсных дождевальных установок с добавлением в активированную воду эффективных микроорганизмов и при следующем поливе активированным биодинамическим препаратом, например «500», после цветения проводится полив из мелкодисперсных установок биодинамическим препаратом, например «501». В вегетационный период проводят чередующиеся поливы на увлажнение всего активного слоя почвы по бороздам и увлажнение приповерхностного слоя почвы мелкодисперсным дождеванием с чередованием поливов активированной водой и поливов с добавлением в воду эффективных микроорганизмов.

На фиг. 1 приведена схема системы орошаемого земледелия на глинистых почвах; на фиг. 2 - разрез почвы поливного участка.

Система орошаемого земледелия на глинистых почвах содержит источник орошения 1, водозаборное сооружение 2, соединенное через затвор 3 с самонапорным трубопроводом 4, к которому через затвор 5 подключен генератор активированной воды 6 и через затворы 7 подключены поливные трубопроводы 8 с микрогидрантами 9 для подачи воды в поливные борозды 10 поливного участка, проложенные по краям широких стационарных грядок 11, посередине которых сделаны узкие траншеи 12, заполненные стволами и ветками деревьев 13, растительными остатками и навозом 14, прикрытые сверху тонким слоем почвы 15. В грядках между узкими траншеями также сделаны узкие углубления 16, например ручным культиватором «Торнадо», заполненные песком, а поверхность грядок мульчирована слоем листьев 17, прикрытых сверху слоем песка 18.

Самонапорный трубопровод 4 соединен также через затвор 19 с насосом 20, с входом которого через затвор 21 соединена емкость 22 с эффективными микроорганизмами, через затвор 23 емкость 24 с биодинамическим препаратом, через затвор 25 генератор активированной воды 6. Выход насоса 20 соединен также через затвор 26 с напорным трубопроводом 27, к которому подключены поливные трубопроводы 28 с мелкодисперсными дождевальными аппаратами 29.

Способ и система биоинтенсивного орошаемого земледелия на глинистых почвах реализуются следующим образом.

Осенью после уборки урожая на поливном участке через 1,2-1,4 м создаются узкие траншеи 12 глубиной до 1 м, в которые укладываются стволы и ветки деревьев 13, растительные остатки и навоз 14. Затем формируются широкие стационарные грядки 11, по краям которых прокладываются поливные борозды 10. Узкие траншеи 12 присыпаются тонким слоем земли 15. На широких стационарных грядках 11 между узкими траншеями 12 и поливными бороздами 10 создаются, например, ручным культиватором «Торнадо» узкие углубления 16, заполненные песком. Затем поливные борозды и поверхность широких стационарных грядок 11 засыпается листьями 17 или измельченными растительными остатками. Затем открывают затворы 5, 25, 21, 26, включают насос 20 и поливают участок активированной водой с ЭМ-препаратами, содержащими эффективные микроорганизмы, из мелкодисперсных дождевальных установок 28. Через некоторое время, например через неделю, аналогичным способом открытием затвора 23 проводят полив активированным биодинамическим препаратом, например «500».

Весной листья 17 из поливных борозд перемещают на широкие стационарные грядки 11 и присыпают слоем песка 18. Затем проводят полив активированной водой с добавлением ЭМ-препаратов и затем, через неделю, активированным биодинамическим препаратом, например «500».

После посадки растений при снижении влажности до 0,7 НВ проводятся чередующиеся поливы по бороздам увлажнительными нормами с поливами мелкодисперсными дождевальными аппаратами 29 нормами на увлажнение приповерхностного слоя почвы и растений с чередованием поливов активированной водой и с добавлением в поливную воду эффективных микроорганизмов.

После цветения проводится также полив мелкодисперсными дождевальными установками с добавлением в активированную воду биодинамических препаратов, например «501».

После уборки урожая широкие стационарные грядки и поливные борозды подправляются и на поверхность почвы снова вносятся растительные остатки или листья, присыпаются песком и поливаются из мелкодисперсных дождевальных установок активированной водой с биодинамическими препаратами и эффективными микроорганизмами.

В последующие годы почва участка не перекапывается.

На поверхность широких стационарных грядок вносятся растительные остатки после прополок и осенью без перекопки почвы формируются узкие углубления, заполненные песком, на поверхность почвы наносятся растительные остатки и присыпаются песком.

Способ и система биоинтенсивного орошаемого земледелия на глинистых почвах позволяет:

- предотвратить переувлажнение поверхностного слоя почвы и образование корки на поверхности грядок;

- предотвратить слитизацию почвы в активном слое;

- улучшить аэрацию почвы;

- улучшить конденсацию воздушной влаги на поверхности и приповерхностном слое почвы;

- уменьшить непроизводительные потери воды на испарение;

- поддерживать равномерное увлажнение и температуру в активном слое почвы;

- свести к минимуму потери воды на глубинную фильтрацию;

- минимизировать эрозию почвы при поливах;

- активизировать жизнедеятельность почвенной флоры и фауны;

- повысить плодородие почвы;

- осуществлять борьбу с патогенными микроорганизмами;

- уменьшить заболеваемость растений;

- повысить урожайность сельскохозяйственных культур.