Способ возделывания сельскохозяйственных культур на террасированных пахотных склонах

Классификация по МПК: A01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2311007
Дата публикации: 
Вторник, Ноябрь 27, 2007
Начало действия патента: 
Воскресенье, Февраль 26, 2006

Способ возделывания сельскохозяйственных культур на террасированных пахотных склонах относится к области сельского хозяйства и предназначен для надежного получения высокой продуктивности в условиях склонового рельефа, подверженного водной эрозии почв. Способ заключается в том, что на террасированных пахотных склонах, обеспечивающих задержание стока и смыва талых и ливневых вод, на валах и выемках террас высевают многокомпонентную бобово-злаковую травосмесь, после чего на вершинах валов высаживают низкорослые кустарники высотой 0,5-0,8 м, а на межтеррасных пространствах высевают полевые культуры согласно севообороту. Через 8-10 лет производят возобновление трав и кустарников в связи со снижением их продуктивности и функции. Способ обеспечивает надежное получение высокой продуктивности независимо от экстремальных погодных условий. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.


Изобретение относится к отрасли сельского хозяйства и может быть использовано для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур на террасированных пахотных склонах.

Известен способ регулирования стока талых вод на склонах [1] с помощью сооружения валов-террас вдоль горизонталей склонов с прокладкой щелей по выемочной части их. Однако, обладая высокой противоэрозионной и водорегулирующей эффективностью, известный способ в экстремальных условиях может привести к снижению продуктивности. Так, в условиях малоснежных зим и низких температур на гребнях валов может происходить вымерзание озимых культур и трав, а сами валы-террасы затрудняют качественное проведение посева сельскохозяйственных культур.

Известен также способ возделывания сельскохозяйственных культур в системе аллейного земледелия (агрофорестри), который сочетает выращивание древесных растительных видов с полевыми культурами [2], организованное во времени и пространстве. Агрофорестри включает ротацию полевых культур, выращиваемых между рядами живой изгороди из бобовых деревьев или кустарников, которые периодически подрезаются для получения мульчи и дров и уменьшения затенения полевых культур.

Недостатком такого способа является конкуренция за влагу и питательные вещества между полевыми культурами и деревьями или высокорослыми кустарниками, так как корневая система у них распространяется на различную глубину, а также большие материально-технические и энергетические затраты на подрезание деревьев. Существенным недостатком здесь является снижение урожайности возделываемых культур в депрессивной зоне (на расстоянии 20-30 м от деревьев) в результате эффекта затенения.

Кроме того, древесная растительность и полевые культуры поражаются вредителями и болезнями, что требует различных средств защиты растений, и возникают трудности в организации этих работ.

Известен также способ возделывания сельскохозяйственных культур и регулирование снегоотложения на пахотных склонах с помощью лесополос различной конструкции и создания кулис из высокостебельных сельскохозяйственных растений [3]. Недостатком данного способа является ежегодное создание кулис на пахотных склонах, что увеличивает материально-денежные и энергетические затраты на производство продукции и усложняет организацию работ по возделыванию сельскохозяйственных культур. Кроме того, недостатком данного способа также является то, что в лесополосы различной конструкции (в нижней части плотной - 0,3-0,5 м от поверхности, в средней части продуваемой - до 1,5-2,0 м и в верхней части - свыше 2 м ажурной или плотной) входят и высокорослые деревья, что создает высокий теневой эффект выше или ниже лесополосы (в зависимости от экспозиции склона), что приводит к отрицательным изменениям свойств почвы, а также к конкуренции за влагу и питательные вещества между высокорослыми деревьями и сельскохозяйственными растениями, в результате чего в зоне до 10-15 м урожайность возделываемых культур снижается в два и более раз по сравнению с урожайностью на расстоянии более 17 м от лесополосы [4].

Известен способ повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и снижения эрозионных процессов [5] путем возделывания на валу (сухой и мокрый откос) и выемке (собственно выемочной части и выемочном откосе) многолетних трав из многокомпонентной смеси из бобовых и злаковых, а на межтеррасных пространствах (ненарушенной площади при строительстве валов-террас) - культур севооборота, возделываемых в данных почвенно-климатических условиях. Недостатком такого способа является неравномерное распределение снега по элементам валов-террас, а следовательно, и неравномерное промерзание почвы. Наибольшее количество снега откладывается на выемочных частях валов-террас (0,40-0,50 м), на сухом и мокром откосах, а также на межтеррасных пространствах - в 2 раза меньше (0,21-0,24 м). На гребнях же валов зимой образуется полоса шириной около 1 м, где высота снега не превышает 2-4 см, а глубина промерзания почвы в отдельные годы достигает 1,5 м. Многолетние травы на этой полосе (на гребнях) вымерзают, что снижает продуктивность террасированного поля. Так как многолетние травы на гребне вымерзают, здесь поселяются сорные растения, которые в дальнейшем распространяются на все травы, что значительно снижает качество многолетних трав и их отрастание.

Для повышения надежности получения высокой продуктивности в экстремальных условиях путем исключения вымерзания сельскохозяйственных культур (озимых и многолетних трав), снижения конкуренции с древесно-кустарниковой растительностью, упрощения технологии возделывания полевых культур и предотвращения потерь почв от эрозии на склонах предлагается новый способ.

Сущность его заключается в том, что на террасированных склонах пашни, которые прекрасно задерживают сток талых и ливневых вод, на валах и выемках террас высевают многокомпонентную бобово-злаковую травосмесь, после чего на вершинах (гребнях) валов высаживают в 1 ряд низкорослые кустарники высотой 0,5-0,8 м, а на межтеррасных пространствах ежегодно высевают полевые культуры. Через 8-10 лет производят возобновление трав и кустарника, поскольку они снижают свои качества, продуктивность и защитные функции. Такие действия, их последовательность и режимы обеспечивают надежное получение высокой продуктивности за счет задержания влаги, отсутствия вымерзания посевов на валах и негативного конкурентного влияния древесной растительности, предотвращают развитие эрозии и не усложняют технологию возделывания сельскохозяйственных культур.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. На пахотных склонах крутизной до 3-5 градусов создают систему противоэрозионных валов-террас с широким основанием. Высота валов - 0,3-0,4 м, заложение откосов - 1:8-10. Поперечный профиль вала-террасы представлен на чертеже.

Ежегодное возделывание сельскохозяйственных культур севооборота, особенно пропашных культур, на валу (сухой и мокрый откосы - 1, 3) и выемке (4, 5) затруднено [6]. Поэтому в заявляемом способе на межтеррасных пространствах (6) осуществляют возделывание сельскохозяйственных культур севооборота, а на валу (сухой и мокрый откосы - 1, 3) и выемке (выемочная часть и выемочный откос - 4, 5) осуществляют посев и возделывание многокомпонентной смеси бобовых и злаковых многолетних трав, то есть проводят залужение вала и выемки. На гребнях валов-террас проводят посадку низкорослых кустарников высотой 0,5-0,8 м из числа кустарниковой вишни, бобовника, айвы японской, кизильника, спиреи, смородины золотистой, жимолости съедобной, которые выполняют роль кулис постоянно, задерживая снег и способствуя его накоплению на валу, а следовательно, снижая глубину промерзания почвы. Многолетние травы на валу находятся под достаточным слоем снега, их корневая система не подмерзает, многолетние травы хорошо вегетируют и дают урожай.

При предлагаемом способе возделывания сельскохозяйственных культур на террасированных пахотных склонах упрощается эксплуатация террасированного поля, так как при возделывании многолетних трав на валах и выемках исключается ежегодная обработка почвы и посев сельскохозяйственных культур, которые на этих элементах валов-террас чаще всего выполняются некачественно из-за сползания агрегатов, в результате этого снижается урожайность возделываемых культур.

Многолетние травы же, посеянные один раз, дают урожай ежегодно в течение 8-10 лет в зависимости от компонентов смеси на всей площади вала и выемки, что повышает продуктивность террасированного поля.

К тому же, низкорослые кустарники и многолетние травы не являются конкурентами за потребление влаги и питательных веществ, так как глубина распространения корневой системы тех и других примерно одинакова. Кроме того, размещаясь на гребне вала, кустарники не препятствуют весеннему боронованию многолетних трав и внесению минеральных удобрений в виде подкормки.

В пользу посадки низкорослых кустарников на гребнях валов-террас говорит и то, что кустарники, являясь ягодными культурами, дают дополнительно 25-30 ц/га полезных ягод и 40-50 ц/га сухого органического вещества, что также повышает продуктивность террасированного поля. Опавшие листья укрывают многолетние травы на валу, а со временем пополняют органическое вещество почвы.

В отличие от высокорослых деревьев, кустарники создают минимальное затенение, которое многолетние травы легко выдерживают, хорошо растут и развиваются, используя влагу и питательные вещества мощного гумусированного слоя почвы и повышая урожайность.

При заявляемом способе возделывания сельскохозяйственных культур на террасированных пахотных склонах продуктивность террасированного поля за 4 года (севооборот "кукуруза на силос - ячмень-викоовсяная смесь на зеленый корм - озимая пшеница") повышалась на 10 и 15 ц/га к.е.

Затраты невозобновляемой антропогенной энергии на производство 1 ц к.е. в заявляемом способе наименьшее, так как при сплошном способе возделывания культур севооборота обработку почвы и посев сельскохозяйственных культур проводят ежегодно, на что требуется определенное количество антропогенной энергии, которое составляет: для озимой пшеницы - 3,3-5,3 ГДж/га, для кукурузы на зеленую массу - 4,6-9,9 ГДж/га, для ячменя - 3,7-4,9 ГДж/га и для однолетних трав на зеленую массу - 3,6-5,5 ГДж/га в зависимости от урожайности. Затраты же невозобновляемой антропогенной энергии на возделывание многолетних трав и посадку кустарников на гребнях значительны только в год посева и посадки (2,8-3,2 ГДж/га), а в последующем для многолетних трав составляют 1,8-2,5 ГДж/га в зависимости от урожайности, а на уход за низкорослыми кустарниками отсутствуют. При этом почвозащитная эффективность в заявляемом способе не снижается. И сток воды, и смыв почвы практически равны при полосном возделывании сельскохозяйственных культур без кустарников и с кустарниками на гребне, несмотря на большее количество задержанного снега, так как вода задерживается перед валом, и почва выемочной части успевает поглотить всю воду, стекающую в период снеготаяния с откосов валов-террас и межтеррасного пространства.

Таким образом, полосное возделывание сельскохозяйственных культур (на валу и выемке многолетние травы, а на межтеррасном пространстве сельскохозяйственных культур севооборота) с посадкой низкорослых кустарников на гребнях валов-террас позволяет повысить продуктивность террасированного поля при снижении затрат невозобновляемой антропогенной энергии на производство продукции и без снижения противоэрозионной эффективности валов-террас, и, главное, обеспечить ее надежное получение в экстремальных условиях (малоснежные морозные годы).

ЛИТЕРАТУРА

1. SU 852158, 1981.

2. Pierce F.J., Lal R. Soil Management in the 21st Century//Soil Management for Sustainability. - Washington, 1990.

3. RU 2248116, 2005.

4. Чуян О.Г., Еремина Р.Ф. Влияние лесополос и извести на реакцию почвенного раствора и урожайность возделываемых культур. //Тез. докл. науч.-практ. конф., посвященной 25-летию ВНИИЗиЗПЭ, 22-23 марта 1995 г. - Курск, 1995. С.36-37.

5. Еремина Р.Ф. Влияние способов использования террасированного поля на сток воды, смыв почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. //НТБ ВНИИЗиЗПЭ "Технологические и организационно-экономические вопросы почвозащитного земледелия". Вып.3(30). - Курск, 1981. - С.25-28.

6. Проектирование, строительство и эксплуатация валов-террас в Курской области (коллектив авторов). - Курск, 1985. - 38 с.