РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(19) RU (11) 2 841 735 (13) C1 (51) МПК A01G 22/20 (2018.01) A01B 79/02 (2006.01)

(54) Способ возделывания зерновых культур на сезонно-мерзлотных почвах по технологии No-Till

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может применяться при возделывании зерновых культур на сезонно-мерзлотных почвах.

Отказ от глубокой основной обработки почвы в пользу технологии No-Till приводит к ухудшению ее водопроницаемости, резкому снижению использования зимних осадков, формированию стока талых вод, смыва и размыва верхнего плодородного слоя почвы на склонах.

Оптимизация водного режима для земледелия в этих условиях представляется весьма сложной проблемой. По этой причине поиск путей более полного и рационального использования выпадающих осадков в земледелии и создание оптимальных для растений агрофизических показателей плодородия в почве приобретает особую актуальность.

Технология возделывания сельскохозяйственных культур по системе No-Till (без механической обработки почвы) предусматривает полное сохранение пожнивных и корневых остатков растений на поверхности почвы и во всем корнеобитаемом слое. После их разложения в почве формируются воздушные полости, обеспечивающие поступление в более глубокие корнеобитаемые слои воздуха, влаги и растворенных в ней удобрений. На накопление и полное разложение органических остатков в почве при освоении No-Till требуется в зависимости от природных условий 5-10 лет.

При этом одной из трудноразрешимых проблем является переуплотнение почвы на глубину до 1,5 м вследствие многократных проходов машин и орудий по полю при выполнении посева, ухода за посевами и уборки урожая.

Это приводит к дополнительной послойной дифференциации водного, воздушного и пищевого режимов почвы и, как следствие, снижению продуктивности пашни.

Биологический способ регулирования плотности сложения почвы включает промежуточный посев полевых культур с дайконом (сладкая редька), имеющим мощный корнеплод - диаметром до 8 см и длиной до 40 см. Выращенный урожай культуры остается в почве до полного разложения. Способ позволяет без применения глубоких механических обработок почвы оптимизировать ее режимы и условия для развития посевов (RU 2787979, 16.01.2023).

Недостатком данного способа является то, что его можно применять только на паровых полях. В условиях с коротким вегетационным периодом разуплотнение почвы приведенным способом невозможно осуществить в послеуборочный период.

Известен способ возделывания зерновых культур на сезонно мерзлотных почвах по технологии No-Till, включающий осеннее щелевание парового поля под посев зерновой культуры на глубину 0,45-0,8 м с чередованием щелей в зернопаровом севообороте через 0,8 - 1,2 м и химическую борьбу с сорняками (Дробышев А.П., Вишняков В.А. Агромелиоративное обоснование параметров технологии щелевания чернозема выщелоченного в условиях Бие-Чумышской возвышенности на Алтае // Вестник Алтайского государственного аграрного университета №2 2021 г. С. 5-11).

Задачей решаемой настоящим изобретением является сохранение запасов почвенной влаги накопленной почвой в зимний период и уменьшение плотности сложения почвы в корнеобитаемом слое.

Техническая сущность заключается в снятии ранней весной подмерзлотного вакуума почвы, образовавшегося в ней в зимний период времени, и сохранение подтянутой в верхние слои почвенной влаги в весенний период. Данная задача достигается уменьшением толщины прослойки между подмерзлотной зоной и дном щели и более ранним временем ее таяния по сравнению с основным слоем почвы.

Настоящая задача решается тем, что в способе возделывания зерновых культур на сезонно-мерзлотных почвах по технологии No-Till, включающий использование зернопарового четырехпольного севооборота и осеннего щелевания почвы на глубину 0,45-0,8 м с чередованием щелей через 0,8-1,2 м, в зернопаровом севообороте зерновые культуры размещают подряд не менее трех лет, а щелевание почвы осуществляют один раз за севооборот по мере его ротации, в год, предшествующий посеву зерновых культур, при этом ширину входной части щели оставляют не более 0,12 м.

Накопившаяся дополнительная влага в почве за счет щелевания приводит к увеличению набухаемости почвы, что положительно влияет на формирование оптимальной для культур плотности сложения. За счет увеличения объема почвы ее плотность (масса почвы в единице объема) значительно снижается и стимулирует рост корневой системы растений в более глубокие слои и тем самым способствует более полному удовлетворению культур в потребностях влаги. Смыкание запасов почвенной влаги происходит при расположении щелей на расстоянии друг от друга до 1,2 м.

Процесс накопления влаги в почве в зимний период характеризуется следующими природно-климатическими условиями. В осенний период за счет осадков и конденсации влаги в почвенных порах ее запасы перед промерзанием почвы максимален. В предвесенний период образуется градиент давления, проявляющийся от верхнего слоя почвы до ниже расположенного горизонта, в котором температура практически не меняется в течение всего года.

В осенне-зимний период при отрицательных температурах формируется промерзший слой с подвижной границей промерзания.

В ранневесенний период начинается оттаивание грунта, нижняя подвижная граница таяния устремляется вверх, а процесс переноса влаги меняет направление и становится обратным (нисходящим).

В этот период для сохранения накопленных запасов влаги и питательных веществ в промерзшем слое и играют свою роль щели проложенные в почве. Через них в почву поступают воздух и влага за счет чего нивелируется разряжение в подмерзлотном слое и в промежуточном между щелями слое почвы останется накопленная за зиму влага, попавшая туда за счет такого климатического явления как промерзание грунта.

Пример осуществления способа. Экспериментальная часть работы проведена на типичном черноземе выщелоченном, среднемощном, среднегумусном, тяжелосуглинистом в ПТ «Цалис и К» Целинного района Алтайского края.

Щелевание чернозема выщелоченного без механической обработки и с химической технологией борьбы с сорняками ко времени посева яровой пшеницы в год предшествующий ее посева, обеспечивало повышение запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы. Положительное влияние щелевания почвы прослеживалось в течение нескольких лет вплоть до уборки урожая зерновых посаженных на третьем году севооборота. Наиболее оптимальным расстоянием между проходами стоек щелевателя было расстояние от 0,8 до 1,2 метра. Расстояние между щелями менее 0,8 м ведет к нарушению корневой системы остающихся растительных остатков и приводит к дополнительным затратам топлива. Увеличение межщелевого расстояния более 1,2 м снижает эффективность технологии, так как увеличивает время воздействия воздушный вакуума, находящийся в межполосном подмерзлотном пространстве, успевает всосать ее в нижние слои почвы.

При обработке почвы на глубину около 0,45 м и 0,80 м небольшое преимущество на повышение запасов доступной для растений влаги оставалось за последним вариантом.

При этом ширину верхней части прорезаемой в почве щели, осуществляли величиной не более 0,12 м, что позволяло талым водам заносить в нее измельченные органические остатки оставляемые соломоизмельчителем комбайна (солому, мякину и т.д.) и сохранять наличие щели или почвы меньшей плотности в ней в течение четырех лет. Дальнейшее увеличение размера ширины верхней части ведет к не окупаемому увеличению затрат на тяговое сопротивление щеленарезающего агрегата.

Щелевание чернозема выщелоченного без механической обработки и с химической технологией борьбы с сорняками ко времени посева яровой пшеницы в год предшествующий ее посева, обеспечивало повышение запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы.

Периодическое позднее осеннее щелевание почвы (один раз в 4-5 лет в севообороте) с расстоянием между проходами рабочих органов орудия от 0,8 до 1,2 м практически не нарушает корневую систему предыдущих посевов культур, что важно для освоения No-Till. Щелевание почвы создает благоприятные условия для поступления и равномерного распределения влаги из осадков по глубине корнеобитаемого слоя и по всей площади.

Формула изобретения

Способ возделывания зерновых культур на сезонно-мерзлотных почвах по технологии No-Till, включающий использование зернопарового четырехпольного севооборота и осеннего щелевания почвы на глубину 0,45-0,8 м с чередованием щелей через 0,8-1,2 м, отличающийся тем, что в зернопаровом севообороте зерновые культуры размещают подряд не менее трех лет, а щелевание почвы осуществляют один раз за севооборот по мере его ротации в год, предшествующий посеву зерновых культур, при этом ширину входной части щели оставляют не более 0,12 м.