Способ повышения плодородия почвы в условиях холмистого рельефа

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ХОЛМИСТОГО РЕЛЬЕФА(71) Заявитель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт мелиорации(72) Авторы Тиво Петр Филиппович Васько Анна Станиславовна Крутько Сергей Михайлович(73) Патентообладатель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт мелиорации(57) Способ повышения плодородия почв в условиях холмистого рельефа, при котором почву обрабатывают, вносят органическое удобрение в дозе 21 т/га, вермикомпост в дозе 13 т/га и минеральное удобрение в эквивалентной дозе 100, затем производят посев редьки масличной с последующей запашкой ее зеленой массы в фазу цветения. Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия мелиорированных земель на верхних элементах склона с помощью сидерата на фоне эквивалентных доз азота органических и минеральных удобрений. Известен способ применения различных агротехнических приемов регулирования количественных и качественных изменений органического вещества почвы. Способ заключается в том, что регулирование почвенного плодородия осуществляют разовой запашкой зеленого органического удобрения в севообороте. Соотношение гуминовых кислот к фульвокислотам (Сгк/Сфк, ) улучшается до 0,958 при запашке редьки масличной, с изменением структуры севооборота (введением гороха посевного в качестве запашки как сидерата) - до 0,995 и по сравнению с вариантом, удобренным только минеральными удобрениями, - 0,950, что соответствует фульватно-гуматному типу почвы. Однако недостатком разового возделывания гороха посевного в качестве сидерата является вовлечение затрат на обработку почвы, в предлагаемом способе посева редьки масличной может производиться и по стерне зерновых культур. Кроме того, редька масличная менее требовательная к условиям произрастания, чем однолетние бобовые культуры, особенно горох. Преимущество ее заключается еще и в том, что она имеет короткий период вегетации. Это и определяет к ней большой интерес со стороны ученых и производственников 1-3. Вместе с тем ряд вопросов, касающихся редьки масличной, изучен недостаточно. Прежде всего практически не исследовано влия 1 18082 1 2014.04.30 ние зеленых удобрений на качество гуминовых веществ в условиях холмистого рельефа,что устраняется настоящим изобретением. Задачей изобретения является регулирование синтеза гумусовых веществ в почве при ежегодной запашке зеленого (свежего) органического вещества, при этом соотношение гуминовых кислот в предлагаемом приеме максимального увеличивается к весне 2009 г.,Сгк/Сфк - 1,6-2,9 и тип гумуса соответствует гуматному (табл. 1). При осенней запашке в 2010 г. по стерне яровой пшеницы зеленое удобрение способствует фульватно-гуматному типу гумуса в почве Сгк/Сфк - 0,2-1,2 (табл. 2). Эти данные подтверждают необходимость ежегодного внесения органических удобрений с высоким содержанием азота в целях повышения плодородия почвы. Сущность изобретения поясняется схемой опыта (табл. 3). Схема включает чередование культур и дозы применения удобрений. В предлагаемой технологии рассматриваются основные показатели, отражающие качественные изменения лабильной части гумуса под влиянием агротехнических приемов. Ежегодное возделывание редьки масличной как первой культуры и в дальнейшем чередование ее в звене севооборота как возобновляемого органического удобрения служит источником пополнения от 141,5-162,9 ц/га сухого вещества, питательных веществ- 149232, 25 - 61,1-86,8, К 2 - 284,1-371,4 кг/га (табл. 4, 5). В современных условиях приоритетным направлением исследований в земледелии является разработка комплексных методов сохранения плодородия и охраны мелиорированных земель. Все это указывает на удобрительную ценность органических удобрений и разработку рационального использования их как основного фактора повышения плодородия почв. На отдаленных полях от навозохранилищ и ферм и при недостатке навоза большое значение приобретают зеленые удобрения как более дешевый источник их применения. Изменением содержания органического вещества регулируют уровень содержания гуминовых и фульвокислот в почве на вершине склона, т.е. происходит пополнение подвижного органического вещества, которое необходимо для создания оптимальных условий развития зерновых культур с высокой урожайностью. Важная функция органических удобрений - улучшение всех свойств почв, включая оптимизацию их гумусного состояния. При использовании одних минеральных удобрений ухудшаются свойства почв, особенно осушенных, имеющих первостепенное значение для получения гарантированного производства зерна и обеспечения устойчивого ведения земледелия. Освоение зональных систем земледелия обеспечивает высокую экономическую эффективность каждого гектара и рациональное использование ресурсов при максимальной их окупаемости урожаем. В сельскохозяйственном производстве при освоении интенсивных технологий слабее выражена связь содержания гумуса с урожайностью. Наоборот, продуктивность культур в большей степени зависит от наличия лабильной (подвижной) части органического вещества. Снижение урожайности по мере увеличения содержания гумуса в почве происходит при крайне низкой степени его подвижности. На менее гумусированных почвах степень лабильного органического вещества (ЛОВ) соответствует 23-26 , а в почвах более гумусированных - 16-17 . Это свидетельствует о существовании оптимума лабильного органического вещества для каждого типа почв и вида культуры. Таким образом, необходимо определять два главных показателя - содержание гумуса и лабильного органического вещества. Оптимизация почв по содержанию лабильных органических веществ более реально отражает плодородие почв и своевременность регулирования его технологическими приемами при возделывании сельскохозяйственных культур. Если в составе общего гумуса преобладает стабильная часть, а доля лабильного гумуса сведена к минимуму, то снижается плодородие почв даже при высоком содержании гумуса. Поэтому необходимо определять два главных показателя - содержание гумуса и наличие лабильного органиче 2 18082 1 2014.04.30 ского вещества, оптимальное содержание которого в дерново-подзолистых почвах находится в пределах 0,2-0,4 от массы почвы. Для этого используют реагент 0,2(по Егорову) или 0,1427 (по методике Почвенного института им В.В. Докучаева). Оценка качества гумуса почв и процессы его трансформации определяются следующими показателями содержание гумуса (Собщ, ), лабильное органическое вещество, обогащенность гумуса азотом (/), степень гумификации органического вещества (Сгк/Собщ,), тип гумуса (Сгк/Сфк, ), фракционный и групповой состав, негидролизуемый остаток. Каждая почва характеризуется своими показателями почвенного плодородия, сформировавшимися на протяжении длительного периода, включая гумусное состояние. Сельскохозяйственное использование земель холмистого рельефа приводит к снижению содержания гумуса в почве и его плодородия. В связи с этим оно должно предусматривать мероприятия, позволяющие поддерживать на определенном уровне в почве бездефицитный баланс гумуса. Одним из таких мероприятий является внесение свежего энергетического материала в виде зеленых органических удобрений совместно с навозом и компостом. В предлагаемой технологии рассматриваются основные показатели, отражающие качественные изменения лабильной части гумуса под влиянием агротехнических приемов. Ежегодное возделывание редьки масличной как первой культуры в звене севооборота, так и по стерне зерновых культур является возобновляемым источником свежего органического вещества Применение редьки масличной в звене севооборота способствует оздоровлению почвы - снижению засоренности посевов, служит профилактическим средством против болезней и вредителей, а также является дополнительным источником органических удобрений, улучшающих соотношение между углеродом и азотом. Сложившийся питательный режим в дерново-подзолистой супесчаной почве в условиях холмистого рельефа в течение трех лет исследований оказал существенное влияние на плодородие почвы и урожайность звена севооборота. Одновременное внесение нескольких видов органических удобрений в год освоения звена севооборота оказывает положительное воздействие на качественный состав гумуса. Учет формирования лабильного органического вещества в условиях холмистого рельефа дает представление об оптимальных по продуктивности вариантах и дифференцированном размещении зерновых культур по склону. Увеличение лабильной части почвенного органического вещества зеленым удобрением устанавливает связь урожайности полевых культур и комплекса почвенных свойств. Предлагаемые приемы повышения плодородия мелиорированных земель позволяют оценить за три года исследований влияние применения органических удобрений на качество гумуса почвы и продуктивность. Улучшенные агрохимические свойства при таком сочетании органических удобрений благоприятно влияют на эффективное плодородие почв и повышают урожай сельскохозяйственных культур. Однако потенциальное плодородие почвы, определяемое ее гумусным состоянием, может ухудшаться вследствие усиления нежелательных процессов трансформации органического вещества при отсутствии зеленого удобрения. Исследования проведены в Витебской опытно-мелиоративной станции (ВОМС) Витебской области, Сенненского района на дерново-подзолистой супесчаной почве в условиях холмистого рельефа. В полевом опыте с озимой рожью Зубровка и яровой пшеницей Банти изучали эффективность запашки полного зеленого удобрения, выращенного на фоне органических удобрений с соответствующим уровнем минерального питания. Целью изобретения является повышение плодородия почв холмистого рельефа за счет совершенствования способа обогащения ее лабильным органическим веществом. Этот способ заключается в обработке почвы, внесении органических удобрений в дозе 21 т/га, 3 18082 1 2014.04.30 вермикомпоста в дозе 13 т/га и минерального удобрения в эквивалентной дозе 100, посеве редьки масличной с последующей запашкой ее зеленой массы в фазе цветения. Поставленная задача заключается в следующем предлагается на фоне органических удобрений, вермикомпостов и эквивалентной дозы минерального азота (100) выращенную первой культурой зеленую массу редьки масличной в фазе цветения применять в качестве органического удобрения для запашки в почву под последующую культуру севооборота. Другим преимуществом предлагаемого способа является возможность посева редьки масличной по стерне в качестве зеленого удобрения, действие которого проявятся на яровой культуре на второй год. Новое звено севооборота в последующие годы лучше начинать с возделывания зернобобовых культур, что позволит значительно повысить продуктивность почв холмистого рельефа, снизить засоренность посевов, а также увеличить содержание лабильного органического вещества. На фоне органических удобрений и соответствующего уровня минерального питания под озимую рожь - 45-9060 К 90 и яровую пшеницу - 706090 на вершине склона урожайность составила соответственно 47,150,4 ц/га в благоприятный по увлажнению год, 32,6-38,5 ц/га - в относительно засушливый год при оптимальном содержании лабильного органического вещества, определенного по двум методам - 0,134-0,167 и 0,160-0,240 в весенний период. Предложенный агротехнический прием в осенний период после запашки редьки масличной позволяет формировать по двум методам содержание ЛОВ к осени 2008 г. - 0,221-0,437 и 0,123-0,197 , в 2009 г. - 0,119-0,228 и 0,146-0,185 . При этом в осенний период 2010 г. в почве достигается равнозначное содержание ЛОВ на уровне 0,411-0,546 и 0,400-0,510 , то есть гумус становится более подвижным. При возделывании зерновых культур на склоновых землях повышение урожайности и плодородия почв можно достичь при ежегодном возделывании редьки масличной как более дешевого источника органического вещества для последующей ее запашки в качестве зеленых удобрений. Содержание углерода весной в почве на вершине склона, ВОМС, 2009-2010 гг. Лабильные (подвижные) Групповой состав м-д М.М.Кононовой и Н.П. Бельчиковой По методике С почПочвенного Инвы,по Егорову,ститута им. В. В. Сг Дозы применения удобрений под культуры звена севооборота Вариант опыта (в год за 2008 г. Редька масличнаяозимая 2009 г. Озимая рожьредька маскладки опыта) рожь личная 1. НКРС - 21 т/га 156090 3030 2. ВК - 13 т/га 156090 3030 3. 50 156090 3030 4. 100 156090 3030 Примечание- весной под озимую рожь в фазу возобновления вегетации-30 и стеблевания - 30 яровую пшеницу 30 в фазу кущения. Содержание углерода осенью в почве на вершине склона, ВОМС, 2008-2010 гг. Лабильные (подвижные) Групповой состав м-д М.М. Кононовой и Н.П. Бельчиковой По методике ПочС почВариант опыта венного Института вы,по Егорову,Нг,им. В.В. ДркучаеСг ва,Запашка зеленой массы редьки масличной, 2008 г. 1. НКРС - 21 т/га 60 К 90 1,07 0,304 28,4 0,123 11,5 0,116 10,8 0,174 16,3 0,7 72,9 2. ВК - 13 т/га 60 К 90 0,95 0,221 23,3 0,197 20,8 0,309 28,9 0,212 22,3 1,3 48,9 4. 10060 К 90 0,99 0,437 44,1 0,125 12,6 0,309 28,9 0,250 25,3 1,1 45,8 Действие удобрений - озимая рожь, 2009 г. 1. НКРС - 21 т/га 4560 К 90 0,78 0,119 15,3 0,189 23,6 0,249 31,9 0,159 20,3 1,6 52,6 2. ВК - 13 т/га 4560 К 90 0,73 0,109 14,9 0,146 20,5 0,142 19,5 0,142 19,4 1,0 56,6 4. 1009060 К 90 0,88 0,228 25,9 0,169 19,2 0,213 24,2 0,213 24,2 1,0 27,9 Последействие удобрений - яровая пшеница, 2010 г. 1. НКРС - 21 т/га 7040 К 90 1,00 0,434 43,4 0,415 40,6 0,116 11,6 0,541 53,0 0,2 Таблица 5 Приход в почву основных элементов питания с пожнивно-корневыми остатками, кг/га 2008 г. 2009 г. 2010 г. Поступило в почву за 3 гоРедька масличная зелеОзимая рожь стерЯровая пшеница да, кг/га Вариант (год закладки опыта) ная масса, стернякорнисидерат стернякорни някорни Поступление в почву сухого вещества с пожнивно-корневыми остатками, ц/га 2008 г. 2009 г. 2010 г. Запахано в почву за 3 гоВариант опыта (в год закладки Редька масличная зелеОзимая рожь стерСидерат з/ м стерЯровая пшеница да опыта) ная масса, стернякорни някорни стернякорни някорни Вершина склона 1. НКРС - 21 т/га 50 11,2 49 45,7 155,9 2. Вермикомпост - 13 т/га 44 15,8 40 41,7 141,5 4. 100 46 9,52 55 52,4 162,9 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.