Результат интеллектуальной деятельности: Способ возделывания сафлора в сухом земледелии аридных регионов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к возделыванию сафлора в сухом земледелии аридных регионов.

Известен способ возделывания сафлора в острозасушливом Волгоградском Заволжье, на каштановой почве (Иванов В.М., Толмачев В.В. Сроки, нормы и способы посева сафлора в Волгоградском Заволжье // Аграрный вестник Урала. №7(73). 2010 г. С. 72-74). В статье показано, что наибольшая урожайность сафлора (0,46-0,81 т/га) достигается при раннем черезрядном посеве - с шириной междурядий 0,30 м.

Технический недостаток данного способа возделывания сафлора: низкая урожайность культуры (в других вариантах посева она еще ниже); об удобрениях и мелиорантах не сообщается.

Известен способ повышения устойчивости и продуктивности севооборотов в аридных регионах, согласно которому семена сафлора высевают на глубину от 0,025 до 0,05 м при норме высева от 14 до 20 кг/га, при этом семена высевают с шириной междурядий не более 0,30 м (RU 2141186, МПК А01В 79/02, опубл. 1999). В описании изобретения отмечается, что до посева - ранней весной проводят вспашку почвы на глубину 0,20-0,25 м, а осенью - пахоту плантажным плугом на глубину 0,45-0,50 м, на второй год выполняют дискование почвы. Это означает, что цикл обработки почвы растягивается на год. При таком способе урожайность в экстремальных погодных условиях составляет 0,15 т/га, а после дополнительного снегонакопления - 0,39 т/га.

Технический недостаток данного способа: энерго- и ресурсозатратный процесс подготовки почвы перед посевом сафлора; низкая урожайность культуры, в том числе из-за отсутствия удобрений и мелиорантов; мелиоративная вспашка, о которой упоминается в тексте, - с вовлечением в пахотный слой гипса, не решает проблему питания растений, к тому же залежи гипса на необходимой глубине - это чрезвычайно редкое явление; «выворачивание» гипса в верхний горизонт почвы предопределяет сверхглубокую и энергоемкую пахоту с оборотом пласта, что в современном земледелии практически не применяется.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому способу и принятому за прототип является способ возделывания сафлора в условиях резкоконтинентального климата, включающий основную и предпосевную обработки почвы посредством глубокого рыхления пахотного и подпахотного горизонтов на глубину 0,5-0,6 м полосами шириной 0,8-1,1 м с чередованием необработанных полос шириной 0,4-0,6 м с последующими сплошными полосами плоскорезной обработки верхнего слоя почвы на глубину 0,12-0,15 м, мульчирование верхнего слоя пожнивными и растительными остатками предшественника ротационными боронами, подзимний широкорядный посев семян с нормой высева 400-600 тысяч штук всхожих семян/га на глубину 0,04-0,05 м, уход за растениями в течение вегетационного периода, включающий ранневесеннее довсходовое боронование зубовыми боронами типа, защиту от сорняков, болезней и вредителей и уборку растений при полном созревание (RU 2232491, МПК А01В 79/02, опубл. 2004).

Технический недостаток данного способа: основная обработка почвы представляет собой сложный комплекс технологических операций, характеризующихся значительными энерго- и ресурсозатратами, что обусловлено их количеством и необходимостью использования техники с высокими тяговыми характеристиками, а соответственно и высоким расходом топлива, для обеспечения глубины обработки почвы 0,5-0,6 м. Кроме того, как известно, минимальная плоскорезная обработка почвы, так же как и классическая лемешно-отвальная обработка почвы, способствует формированию уплотненной прослойки (плужной «подошвы») на глубине ниже лезвий рабочих органов, т.е. на глубине ниже 0,12-0,15 м. Также при полосном глубоком рыхлении обрабатывается лишь часть поля, а другая, наоборот, под действием тяжелой энергонасыщенной техники уплотняется, формируя почвенные желоба. Ввиду этого оптимальное развитие корневой системы сафлора, которая имеет резко выраженный главный корень и боковые ответвления, проникающие на глубину до 1,5 м, не обеспечивается и, как следствие, его вегетация и формирование достаточных и устойчивых урожаев два и более лет подряд на одном месте не достаточно высокая.

Техническая задача: решение проблем плодородия почвы в сухом земледелии аридных регионов за счет особой обработки почвы и использования удобрений-мелиорантов из отходов производства.

Технический результат: повышение урожайности сафлора в сухом земледелии аридных регионов при возделывании его два и более лет подряд на одном месте при снижении энерго- и ресурсозатрат.

Поставленный технический результат достигается способом возделывания сафлора в сухом земледелии аридных регионов, включающим основную обработку почвы, мульчирование верхнего слоя пожнивными и растительными остатками предшественника, предпосевную обработку почвы, посев семян растений на глубину 0,02-0,05 м с шириной междурядий до 0,3 м, уход за растениями в течение вегетационного периода, включающий защиту от сорняков, болезней и вредителей, и уборку растений при полном созревание, причем на первый год возделывания сафлора основную глубокую обработку почвы на глубину 0,32-0,35 м и мульчирование верхнего слоя пожнивными и растительными остатками предшественника на глубину 0,15-0,20 м выполняют за один проход посредством энергоэффективного чизельно-отвального орудия, после чего на поверхность обработанного поля в виде мульчирующего слоя вносят удобрение-мелиорант на основе переработанного и высушенного до сыпучего состояния илового осадка сточных вод в дозе 5-20 т/га, а на второй год возделывания сафлора в качестве основной обработки почвы выполняют двукратное дискование вдоль и поперек поля без заделки удобрения-мелиоранта, при этом посев семян растений производят весной при достижении в слое почвы до 0,10 м температур 6-8°С.

Способ возделывания сафлора в сухом земледелии аридных регионов реализуют следующим образом.

Сафлор красильный {Carthamus tinctorius L.) - это, как известно, однолетняя масличная травянистая культура - конкурент (по урожайности) горчице и потенциальный заменитель подсолнечника. Сафлор - древнее растение, культивируемое в южных странах - в засушливых и острозасушливых регионах, способен противостоять катастрофической засухе, считается хорошим предшественником для яровых зерновых культур. Поэтому неслучайно в России сафлор получает распространение на бедных каштановых, светло-каштановых и супесчаных почвах - в засушливых условиях юго-востока. Основная проблема при возделывании сафлора в сухом земледелии аридных регионов - повышение его урожайности при возделывании два и более лет на одном месте при снижении энерго- и ресурсосзатрат.

Согласно предлагаемому изобретению основную обработку светло-каштановой почвы перед предстоящим весенним посевом выполняют осенью рыхлением на глубину 0,32-0,35 м. Для этого задействуют энергоэффективное и отвечающее агротехническим требованиям чизельно-отвальное орудие, содержащее прямую стойку с долотом на конце, которое вспарывает и разрушает переуплотненный подпахотный слой почвы. Стойка снабжена отвалом, который дополнительно крошит верхний, уже нарушенный, слой на глубине 0,15-0,20 м и заделывает в почву корневые и стержневые остатки предыдущего урожая, а также сорняки.

На поверхность вспаханного поля в виде мульчирующего слоя - перед посевом весной следующего года вносят сыпучее удобрение-мелиорант -переработанный и высушенный до сыпучего состояния иловый осадок сточных вод в дозе 5-20 т/га. Осадок - это отходы производства после биологической очистки хозяйственно-бытовых и промышленных (канализационных) стоков, которые, как известно, включают органические и минеральные питательные элементы. Непосредственно после выгрузки на иловые «карты» осадок - это гелеобразная консистенция влажностью 98,5-99,0%. После естественной сушки влажность осадка может снижаться до 35 и менее %. По данным лаборатории Росстандарта высушенный осадок сточных вод очистных сооружений города Волжский Волгоградской области характеризуется, в частности, следующими показателями:

- массовая доля органического вещества в пересчете на углерод - 32%;

- массовая доля питательных веществ в пересчете на абсолютно сухое вещество: общий азот - 3,3%; аммиачный азот - 0,19%; общий фосфор - 4,27%; рН солевое - 6,6.

Наряду с высоким содержанием органики переработанный и высушенный до сыпучего состояния осадок сточных вод содержит микроэлементы и обладает адсорбционными свойствами - способен аккумулировать из атмосферы и длительно удерживать влагу и воздух, а также способствует разуплотнению верхнего слоя за счет поступления воздуха. Именно поэтому переработанный и высушенный до сыпучего состояния иловой осадок сточных вод рекомендуется вносить на поверхность вспаханного поля - в виде мульчирующего слоя. Внесенный осадок действует на протяжении 3-х лет (по другим данным до 4-х лет); наиболее эффективно действие осадка на 2-й год после внесения. Осадок вносили в дозе 10 т/га.

Непосредственно перед посевом сафлора целесообразно провести предпосевную культивацию поля. После этого выполняют ранний посев семян - при температуре 6-8°С в слое почвы до 0,10 м. При раннем посеве глубина заделки семян в почву 0,02-0,05 м, ширина междурядий не более 0,3 м, это соответствует черезрядному посеву зерновой сеялки.

Первый год возделывания сафлора был влажным, что нехарактерно для аридного региона. В этих условиях урожайность сафлора на участках с осадком составила 1,12-1,16 т/га; на участках без осадка (контроль) - 0,73-0,74 т/га. После уборки урожая было выполнено двукратное (вдоль и поперек) дискование поля - без нарушения мульчирующего слоя. Следующий год был засушливым - типичным для аридного региона. Но, как отмечалось, эффективность действия переработанного и высушенного до сыпучего состояния илового осадка сточных вод возрастает на второй год после внесения. Поэтому урожайность сафлора в сухом земледелии (при наличии осадка) составила 1,28-1,31 т/га, а на контроле (без осадка) - 0,68-0,71 т/га.

После уборки урожая сафлора второго года также выполняют дискование вдоль и поперек поля - без нарушения мульчирующего слоя. На третий год, ранней весной, высевали ячмень - раннюю яровую колосовую культуру, для которой сафлор является хорошим предшественником. Это и есть специфический севооборот при возделывании сафлора с использованием удобрения-мелиоранта на основе переработанного и высушенного до сыпучего состояния илового осадка сточных вод.

В осадке сточных вод встречаются некоторые тяжелые металлы, количество которых существенно ниже ПДК, а после первого года возделывания сафлора сравнивается с фоновым показателем. Завершение двухлетнего цикла возделывания сафлора и однолетнего цикла выращивания ячменя - с использованием переработанного и высушенного до сыпучего состояния илового осадка сточных вод - благотворно влияет на структуру и физико-химические свойства почвы. Это явление можно трактовать как агротехническую мелиорацию земель.

Таким образом, способ, включающий основную обработку почвы, мульчирование верхнего слоя пожнивными и растительными остатками предшественника, предпосевную обработку почвы, посев семян растений на глубину 0,02-0,05 м с шириной междурядий до 0,3 м, уход за растениями в течение вегетационного периода, включающий защиту от сорняков, болезней и вредителей, и уборку растений при полном созревание, причем на первый год возделывания сафлора основную глубокую обработку почвы на глубину 0,32-0,35 м и мульчирование верхнего слоя пожнивными и растительными остатками предшественника на глубину 0,15-0,20 м выполняют за один проход посредством энергоэффективного чизельно-отвального орудия, после чего на поверхность обработанного поля в виде мульчирующего слоя вносят удобрение-мелиорант на основе переработанного и высушенного до сыпучего состояния илового осадка сточных вод в дозе 5-20 т/га, а на второй год возделывания сафлора в качестве основной обработки почвы выполняют двукратное дискование вдоль и поперек поля без заделки удобрения-мелиоранта, при этом посев семян растений производят весной при достижении в слое почвы до 0,10 м температур 6-8°С, что обеспечивает повышение урожайности сафлора в сухом земледелии аридных регионов при возделывании его два и более лет на одном месте при снижении энерго- и ресурсозатрат.