Способ мелиоративной подготовки дренируемой минеральной почвы под посев козлятника восточного

Способ мелиоративной подготовки дренируемой минеральной почвы под посев козлятника восточного

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации земель и может быть применено в Нечерноземной зоне как при использовании дренируемых минеральных почв, так и при проектировании, реконструкции и строительстве осушительных систем для выращивания козлятника восточного в течение многолетнего периода (до 30 и более лет) на одном месте без пересева.

Козлятник восточный выращивают в абсолютном большинстве регионов Нечерноземной зоны, получая достаточно высокие урожаи кормов и семян на старопахотных в основном не нуждающихся в осушении землях (Козлятник восточный - приоритетная культура в современной системе кормопроизводства // Кормопроизводство. - 1999. - №10). Однако ввиду некоторых биологических особенностей этой культуры и ее особых требований к условиям произрастания не везде удается успешно выращивать эту уникальную культуру.

Технологии XXI века по кормопроизводству и ООО «Петербургские Биотехнологии» предусматривают создание и внедрение технологии выращивания козлятника восточного со сроком использования без пересева в течение 30 и более лет (А. Попов. Козлятник восточный и биотехнология его возделывания - основа прочной кормовой базы в любом регионе РФ // Гл. агроном. - 2009. -№2. - С.52…53). Такие технологии неотделимы и от решения на должном уровне вопросов мелиоративной подготовки почвы, предназначенной для выращивания козлятника восточного в гумидной зоне в течение длительного срока на одном месте без пересева. Возделывая козлятник восточный на одном месте без перепашки в течение многих лет, можно значительно сократить материальные и трудовые затраты (Иванова Н.Н., Бакланов A.M., Тюлин В.А. Способ подготовки почвы под посев озимой ржи после многолетних трав / ВНИИМЗ. - Патент RU 2325793 С1, опубликован 02.10.2008 г.). При ликвидации старовозрастных посевов козлятника восточного имеет место его интенсивное отрастание в посевах последующей культуры, приводящее к снижению ее урожайности.

Козлятник восточный - многолетнее травянистое высокопродуктивное растение из семейства бобовых высотой до 2,0 м. По типу корневой системы относится к стержневым растениям, образующим корневые отпрыски. Корневая система - мощная, размещается в основном в слое глубиной до 90 см. В Нечерноземной зоне глубина проникновения корневой системы в почву по данным РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева (2006, Э.Р. Мухамеджанов) может достигать от 132 до 145 см, а по данным ВНИИМЗ (2008; Д.А.Иванов и А.Д.Капсамун) - от 125 до 132 см.

Козлятник достаточно морозостоек: в бесснежные зимы переносит морозы до (-25)°С, растения выдерживают весенние заморозки до (- 5…-6)°С. Семена начинают прорастать при температуре от 5 до 6°С при оптимальной - от 10 до 12°С. Отрастание козлятника восточного начинается ранней весной из зимующих на подземной части стебля почек и корневых отпрысков. В этот период рост козлятника происходит за счет запасных питательных веществ в корневой системе, в более позднюю фазу - проявляется действие удобрений.

Одно из ценных свойств козлятника восточного - способность к раннему отрастанию. Ни одно бобовое растение не может сравниться с ним по урожаю в начале вегетационного периода. Продолжительность вегетационного периода от начала отрастания до созревания семян в зависимости от почвы колеблется от 85 до 110 дней. При выращивании на кормовые цели первый укос проводят в среднем через 58 дней, второй укос - через 60…70 дней.

Характерная особенность козлятника восточного: в начальный период роста надземная масса развивается медленно и, как правило, значительно отстает от роста подземной - корневой системы. Особенно медленно растет козлятник восточный в первый год жизни, развивая в основном корневую систему, масса развития которой превосходит надземную массу в 1,5…1,8 раза. После завершения формирования корневой системы рост надземной массы ускоряется. Корневая система достигает максимальных размеров и массы на третий, но не позднее четвертого года жизни, а в дальнейшем - стабилизируется.

Учитывая долголетие культуры и длительность хозяйственного использования плантации, выбор участка для размещения кормовых и семеноводческих посевов козлятника восточного осуществляют тщательно. Как правило, его подбирают вне севооборота или исключают на этот срок площадь под козлятник из полевого или кормового севооборотов. Эта культура предъявляет высокие требования к плодородию почвы: без внесения фосфорно-калийных удобрений в требуемых дозах нельзя полностью реализовать ее потенциальную продуктивность.

Режим дополнительного искусственного увлажнения козлятника восточного, как и других культур, назначают с учетом мощности расчетного слоя, в котором распространяется основная масса корней. В первый год жизни козлятника восточного мощность расчетного корнеобитаемого слоя по рекомендации ВНИИГиМ принимают от 0,3 м (Максименко В.П., Бондаренко А.Н., Волчкова Т.Л. Галега восточная - реальность и перспектива. - М.: ВНИИГиМ, 2005. - С.48).

В рекомендациях по возделыванию козлятника восточного на семена и корм в Башкортостане, разработанных Башкирским НИИ сельского хозяйства, подчеркивается, что козлятник восточный нельзя размещать на тяжелых почвах.

Известны технические решения, направленные на выращивание козлятника восточного на одном месте в течение 20 и более лет (Способ создания энергосберегающей кормовой базы на заброшенной пашне. - Патент RU 2374810, Кл. А01В 79/02, 2007; Способ получения биотоплива из галеги восточной. - Патент RU 2418039, Кл. C10L 5/44, А01В 79/02, 2009). В этом случае предполагается его выращивание на хорошо проветриваемых и освещенных, богатых органическим веществом, нейтральных или слабощелочных почвах.

Известен способ подготовки минеральной почвы при возделывании козлятника восточного в Нечерноземной зоне, разработанный ВНИИМЗ (Технология возделывания козлятника восточного на корм и семена на землях мелиорированных ландшафтов Нечерноземной зоны РФ: Практическое руководство / Н.Г.Ковалев, A.M.Бакланов и др. - Тверь: ВНИИМЗ, 2002. - С.21…23; прототип), включающий выбор участка, характеризующегося хорошей освещенностью и проветриваемостью с плодородной дренируемой окультуренной почвой супесчаного или легкосуглинистого гранулометрического состава и кислотностью, близкой к нейтральной, основную обработку почвы в год, предшествующий посеву, включающую лущение стерни и вспашку плугом с предплужником на глубину пахотного слоя, внесение под вспашку повышенных доз органических и минеральных фосфорных и калийных удобрений и предпосевную обработку почвы.

Общим недостатком известных технических решений является отсутствие мелиоративной подготовки дренируемых минеральных почв под посев козлятника восточного. Известно, что при осушении почв имеет место вынос питательных веществ из пахотного слоя в дренаж. Известная технология возделывания козлятника восточного (прототип) не учитывает вынос питательных веществ из почвенного профиля с дренажным стоком, слабо стимулирует развитие и рост козлятника восточного и его корневой системы в начальный период развития, недостаточно учитывает и возможность длительного выращивания растения на одном месте без пересева. Навоз или компост под козлятник восточный рекомендуют вносить перепревшим, без сорняков, что обеспечить практически невозможно. Сорняки заглушают всходы козлятника восточного.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в разработке способа мелиоративной подготовки дренируемой минеральной почвы, сформировавшейся на морене, под посев козлятника восточного с целью обеспечения его эффективного выращивания в течение длительного времени (30 и более лет) на одном месте без пересева.

Технический результат заключается в снижении количества сорных растений и степени уплотнения почвогрунтов, улучшении их водно-воздушного режима и в конечном итоге - в улучшении условий для развития и ускорения роста подземной части растений, особенно в начальный период их развития, и, как следствие, в повышении долговечности растения.

Поставленная в изобретении задача решена тем, что способ мелиоративной подготовки дренируемой минеральной почвы под посев козлятника восточного включает выбор проветриваемого участка с отсутствием затененности, с плодородной дренируемой окультуренной почвой супесчаного или легкосуглинистого гранулометрического состава и кислотностью, близкой к нейтральной, основную обработку почвы в год, предшествующий посеву, включающую лущение стерни, внесение органических и повышенных доз минеральных фосфорных и калийных удобрений под вспашку плугом с предплужником на глубину пахотного слоя, и предпосевную обработку почвы. После вспашки почвы плугом с предплужником на глубину пахотного слоя при стоянии уровня почвенно-грунтовых вод не более 10 см над дном дрен проводят глубокое рыхление на глубину не менее чем на 25 см меньше глубины заложения дрен под углом 45° к их направлению, с минимально допустимым расстоянием между полосами рыхления с одновременным вычесыванием камня и последующей его уборкой, а не менее чем через месяц при условии стояния уровня почвенно-грунтовых вод не более 10 см над дном дрен проводят повторно глубокое рыхление в направлении, перпендикулярном направлению первого рыхления, с таким же расстоянием между полосами рыхления с одновременным вычесыванием камня и последующей его уборкой, причем глубина повторного глубокого рыхления на 10…15 см меньше первого, кроме того, при проведении первого и повторного глубокого рыхления на плужную подошву рыхлителя вносят слой торфа мощностью не менее 15 см, а в качестве органических удобрений используют компост многоцелевого назначения в дозе 10…15 т/га.

Предложенный способ мелиоративной подготовки дренируемой минеральной почвы под посев козлятника восточного обусловлен биологическими особенностями выращиваемой культуры, свойствами почвогрунтов и длительностью использования его плантации на одном месте без пересева. При этом наличие дополнительной влаги и питательных веществ в торфе способствует развитию мощной корневой системы козлятника восточного и повышает его влагообеспеченность в засушливые периоды, снижая потребность в орошении. К концу полного прекращения последействия глубокого рыхления (3…4 года) корневая система козлятника восточного достигает максимального размера и действует на свойства почвогрунтов как мелиорант, улучшая их.

Эффективность глубокого рыхления почвогрунтов и длительность его последействия в значительной степени зависят от влажности почвогрунтов в момент проведения рыхления. Поэтому принято, что глубокое рыхление выполняют только при достаточно сухих разрыхляемых почво-грунтах, как правило, при стоянии уровня почвенно-грунтовых вод не более 10 см над дном дрен.

При проведении глубокого рыхления моренных почвогрунтов осуществляется вычесывание и выдавливание из подпахотного горизонта в пахотный слой и на поверхность почвы камней. Поэтому как после первого рыхления, так и после второго предусмотрена их уборка, что обеспечит хорошие условия для выращивания и уборки урожая козлятника восточного. Если это не делать, то камни, в результате промерзания почвогрунта и образования в нем прослоек льда, выдавливаются из подпахотного горизонта и пахотного слоя и будут периодически появляться в пахотном слое и на его поверхности в течение многолетнего возделывания козлятника восточного на одном месте, что будет препятствовать выполнению работ по его выращиванию и уборке урожая.

В последние годы постоянно совершенствуются технологии приготовления компостов, направленные на значительное сокращение сроков компостирования, на дальнейшее повышение содержания в удобрении питательных веществ и полезной микрофлоры, на получении компостов с заданными удобрительными и технологическими свойствами и без всхожих семян сорняков. Одна из новых технологий ускоренного (за 6…7 суток) производства высококачественного экологически чистого компоста разработана во ВНИИМЗ. Производство этого удобрения - компоста многоцелевого назначения (КМН) осуществляют в специальных камерах биоферментатора. В одной тонне КМН содержится 25…30 кг азота, 15…20 кг фосфора, 10…15 кг калия и все необходимые культурным растениям микроэлементы. В процессе при изготовлении КМН гибнут патогены и теряется всхожесть семян сорной растительности. По качественным показателям КМН полностью удовлетворяет требованиям технических условий его применения (ТУ-9841-003-00668732-2011). Кроме этого, наличие в составе КМН кальция способствует снижению кислотности почв.

При внесении КМН имеет место высокая окупаемость затрат: при внесении вдвое меньших доз этого удобрения урожай возделываемых культур не уступает, а часто и превышает урожай с использованием традиционных органических удобрений, дозы которых по содержанию элементов питания растений эквивалентны дозам КМН. Высокая эффективность КМН обусловлена его повышенной микробиологической активностью, позволяющей на протяжении нескольких лет после внесения удобрений мобилизовать из трудно растворимых химических соединений, содержащихся в почвогрунтах, повышенное количество доступных растениям элементов питания.

Заявленный способ мелиоративной подготовки дренируемой минеральной почвы под посев козлятника восточного включает выполнение следующих операций:

1. Выбор проветриваемого участка с отсутствием затененности, с плодородной дренируемой окультуренной почвой супесчаного или легкосуглинистого гранулометрического состава и кислотностью, близкой к нейтральной (кислые почвы известкуют), как правило, вблизи фермы. При этом глубина заложения дрен на выбранном участке должна соответствовать действующим нормам и правилам.

2. Проведение основной обработки почвы в год, предшествующий посеву:

- лущение стерни на глубину 7…8 см после уборки предшественника (после поздно убираемых культур лущение не проводится);

- внесение органических удобрений - компоста многоцелевого назначения в дозе (учитывая содержание азота в почве и то, что козлятник восточный - бобовая культура) 10…15 т/га;

- внесение повышенных доз минеральных фосфорных и калийных удобрений;

- в случае необходимости проведение известкования почвы;

- вспашку плугом с предплужником на глубину пахотного слоя;

- проведение сплошного глубокого рыхления почвогрунтов, при стоянии уровня почвенно-грунтовых вод не более 10 см над дном дрен, на глубину не менее чем на 0,25 м меньше глубины заложения дрен, под углом 45° к направлению дрен, с вычесыванием камня и внесением на плужную подошву рыхлителя слоя торфа, мощностью не менее 15 см;

- проведение уборки камня;

- повторение не менее чем через месяц после первого рыхления при стоянии уровня почвенно-грунтовых вод не более 10 см над дном дрен сплошного глубокого рыхления в направлении, перпендикулярном направлению первого рыхления, и также с внесением торфа, при этом рыхление проводят на глубину на 10…15 см меньше, чем при первом рыхлении, и осуществляют повторно вычесывание камня;

- проведение уборки камня.

3. Проведение предпосевной обработки почвы:

- культивация с боронованием;

- выравнивание и прикатывание поверхности почвы.

Пример выполнения способа. В 30-летних опытах ВНИИМЗ на осушаемых закрытым дренажем землях козлятник восточный превосходил по урожайности зеленой массы клеверотимофеечную смесь в 1,7, а однолетние травы - в 2,4 раза. При среднем уровне плодородия почвы и сравнительно небольших дозах вносимых удобрений он давал урожай зеленой массы от 30 до 40 т/га, а на высоком агрофоне - от 70 до 100 т/га или до 21 т/га сена. Козлятник восточный является и хорошим медоносом. При использовании силоса из козлятника восточного в рационах молочных коров экономия концентрированных кормов на одну голову составила 268 кг в год, а удельная масса концентратов в рационе коров снизилась с 30,1 до 22,3%. Полевые опыты также подтвердили высокую эффективность применения КМН и рыхления почвогрунтов. Масса корней перераспределяется из пахотного слоя в подпахотные горизонты, постепенно окультуривая их, обогащая органическим веществом и понижая плотность сложения.

Технический результат заключается в снижении количества сорных растений и степени уплотнения почвогрунтов, улучшении их водно-воздушного режима и в конечном итоге - в улучшении условий для развития и ускорения роста подземной части растений, особенно в начальный период их развития, и, как следствие, в повышении долговечности растения. Уборка камня ведет к сокращению затрат как на выращивание козлятника восточного, так и на уборку урожая. При этом во вносимом слое торфа накапливаются дополнительная влага и питательные вещества, выносимые из верхних горизонтов почвенного профиля, что приводит к снижению их выноса в водоемы и водотоки и повышению качества воды в них. Наличие дополнительной влаги и питательных веществ в торфе способствует развитию корневой системы козлятника восточного и повышает обеспеченность растения влагой в засушливые периоды. Комплекс рассматриваемых мер ведет к ускорению развития корневой системы козлятника восточного и ускорению включения его в выполнение функции мелиоранта, а в конечном итоге - к получению высокой урожайности козлятника восточного в течение многолетнего (30 и более лет) его возделывания на одном месте без пересева. При этом примененная технология мелиоративной подготовки минеральной почвы под посев козлятника восточного и его многолетние выращивание создают условия и для повышения надежности действия закрытого дренажа.

Данное изобретение направлено на создание условий, обеспечивающих эффективное многолетнее хозяйственное возделывание этой высокодоходной кормовой культуры на дренируемых минеральных землях на одном месте без пересева.

Способ мелиоративной подготовки дренируемой минеральной почвы под посев козлятника восточного, включающий выбор проветриваемого участка, с отсутствием затененности, с плодородной дренируемой окультуренной почвой супесчаного или легкосуглинистого гранулометрического состава и кислотностью, близкой к нейтральной, основную обработку почвы в год, предшествующий посеву, включающую лущение стерни, внесение органических и повышенных доз минеральных фосфорных и калийных удобрений под вспашку плугом с предплужником на глубину пахотного слоя, и предпосевную обработку почвы, отличающийся тем, что после вспашки почвы плугом с предплужником на глубину пахотного слоя при стоянии уровня почвенно-грунтовых вод не более 10 см над дном дрен проводят глубокое рыхление на глубину не менее чем на 25 см меньше глубины заложения дрен под углом 45° к их направлению с минимально допустимым расстоянием между полосами с одновременным вычесыванием камня и последующей его уборкой, а не менее чем через месяц при условии стояния уровня почвенно-грунтовых вод не более 10 см над дном дрен проводят повторно глубокое рыхление с минимально допустимым расстоянием между полосами в направлении, перпендикулярном направлению первого рыхления, с одновременным вычесыванием камня и последующей его уборкой, причем глубина повторного глубокого рыхления на 10-15 см меньше первого, кроме того, при проведении первого и повторного глубокого рыхления на плужную подошву рыхлителя вносят слой торфа мощностью не менее 15 см, а в качестве органических удобрений используют компост многоцелевого назначения в дозе 10-15 т/га.