Способ повышения плодородия дерново-подзолистых почв

(51)01 21/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВОПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ(71) Заявители Иващенко Алексей Иванович Иващенко Ирина Владимировна Иващенко Василий Алексеевич Иващенко Сергей Алексеевич(72) Авторы Иващенко Алексей Иванович Иващенко Ирина Владимировна Иващенко Василий Алексеевич Иващенко Сергей Алексеевич(73) Патентообладатели Иващенко Алексей Иванович Иващенко Ирина Владимировна Иващенко Василий Алексеевич Иващенко Сергей Алексеевич(56) Шатилов И.С. и др. Вестник сельскохозяйственной науки. - 1980. -5. С. 41-51. Юшкевич И.А. и др. Как повысить плодородие легких почв. - Мн. Ураджай, 1981. - С. 29, 44.2129355 1, 1999.2009630 1, 1994.2062555 1, 1996.95105737 1, 1997.85/03619 1.4015361 1, 1991.(57) Способ повышения плодородия дерново-подзолистых почв путем севооборота и внесения органических и минеральных удобрений, отличающийся тем, что используют пятипольный севооборот, в котором зерновые культуры и многолетние бобовые травы занимают по 40 , а картофель - 20 севооборотной площади, культуры чередуют озимая рожь, картофель, ячмень с подсевом многолетних бобовых трав, многолетние бобовые травы первого года пользования, многолетние бобовые травы второго года пользования, а внесение удобрений осуществляют органических - в количестве 60 т/га под озимую рожь, минеральных, в расчете на действующее вещество азот, фосфор и калий, - в количествах, соответственно равных 180, 270 и 360 кг/га под картофель. Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к повышению плодородия дерново-подзолистых почв, и может быть использовано для повышения плодородия светло-серых, серых лесных почв. Известен способ повышения дерново-подзолистых песчаных почв в 8-польном севообороте, где на 1 га севооборотной площади вносили 7,5, 17,5 и 27,5 т/га органических удобрений на фоне минеральных удобрений. Перед каждой ротацией известковали из расчета 0,5 гидролитической кислотности (г.к.). Установлено, что внесение 17,5 и 27,5 т/га органических удобрений обеспечило положительный баланс гумуса 0,55 и 1,141. Недостатком данного способа является низкая продуктивность 1 га севооборотной пощади - 42,1-46,3 ц кормовых единиц (к.е.). 8189 1 2006.06.30 Наиболее близким к предлагаемому способу является способ повышения плодородия дерново-подзолистых суглинистых почв в 7-польном севообороте (вико-овсяная смесь на зеленый корм, озимая пшеница, картофель, ячмень с подсевом клеверно-злаковой смеси многолетних трав, многолетние травы 1-2 годов пользования, овес), где органические удобрения в дозах по 35 т/га вносили под вико-овес и картофель с осени, что составляло по 10 т на 1 га севооборотной пощади. А минеральные удобрения вносили под культуры севооборота, доза на 1 га пашни составляла в кг действующего вещества азота 19,7, фосфора 12,0, калия 29,7 при рекомендованных нормах и азота 83,5, фосфора 35,0, калия 87,4 при расчетных. Контролем служил севооборот без внесения удобрений. Почва содержала гумуса 1,43 , подвижных форм в мг/100 г почвы азота легкогидролизуемого 5,4, фосфора 7,6, калия 12,6, имела кислотностьсолевой вытяжки (с.в.) 4,5. Перед закладкой опыта внесли известь из расчета 1 гидролитической кислотности. Через 10 лет исследования установлено в севообороте без внесения удобрений бездефицитный баланс по азоту 1,6 кг/га, где многолетние травы обеспечивали положительный баланс, остальные культуры - отрицательный при внесении расчетной дозы минеральных удобрений баланс положительный был по азоту, фосфору и калию под всеми культурами севооборота, а при внесении рекомендованной дозы баланс положительный был по калию под всеми культурами севооборота, по азоту - только под многолетними травами 2, прототип. Недостатком данного способа является низкая продуктивность 1 га севооборотной площади - 40,3-43,0 ц кормовых единиц. Задачей изобретения является повышение плодородия почвы (гумуса), урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности 1 га севооборотной площади, качества товарной продукции, снижение материальных затрат и нитратов в клубнеплодах. Предлагаемый способ обеспечивает внедрение севооборота, внесение органических и минеральных удобрений, подготовку почвы, посев и уход за культурами в период вегетации, уборку. Согласно изобретению, используют пятипольный севооборот, в котором зерновые культуры и многолетние бобовые травы занимают по 40 , а картофель - 20 севооборотной площади, культуры чередуют озимая рожь, картофель, ячмень с подсевом многолетних бобовых трав, многолетние бобовые травы первого года использования,многолетние бобовые травы второго года использования, а внесение удобрений осуществляют органических - в количестве 60 т/га под озимую рожь, минеральных, в расчете на действующее вещество азот, фосфор и калий, - в количествах, соответственно равных 180,270 и 360 кг/га под картофель. В предлагаемом способе использование пятипольного севооборота, где зерновые культуры и многолетние бобовые травы в структуре посевных площадей занимают по 40 , а картофель - 20 за ротацию, обеспечило слабоположительный баланс гумуса и азота даже без внесения удобрений за счет структуры посевных площадей. А продуктивность 1 га севооборотной площади составила 51,2 ц кормовых единиц и 486 кг переваримого протеина, где 1 кормовая единица содержит 95 г переваримого протеина. Внесение удобрений усиливает процессы гумусообразования, повышает урожайность культур, качество товарной продукции и продуктивность севооборота. Баланс гумуса был положительным - 0,58 , ежегодный прирост 0,116 . Продуктивность 1 га севооборотной площади значительно увеличилась и составила 75,1 ц кормовых единиц и 766 кг переваримого протеина при хорошей сбалансированности кормовой единицы переваримым протеином, его содержалось 102 г. В предлагаемом способе отмечается не только положительный баланс азота 229 кг/га,фосфора 184 кг/га, калия 382 кг/га, но и обогащение ими почвы в мг/100 г почвы легкогидролизуемым азотом на 5,5, фосфором на 3,6, калием на 4,9. Увеличение гумуса и азота в почве обеспечивает не только повышение урожайности зерновых культур, но и содержание в зерне белка до 19 , а в белке - и незаменимых 8189 1 2006.06.30 аминокислот, в том числе и наиболее дефицитных лизина и метионина (Г.И. Найденко,А.И. Иващенко и др. 1983 г.). В предлагаемом способе органические удобрения вносят на первое поле севооборота в количестве 60 т/га под озимую рожь, что обеспечивает максимальную урожайность при повышении белка в зерне, а поле в первый год становится высокоплодородным с положительным балансом гумуса, азота, фосфора и калия, что заметно проявляется на урожайности второй культуры севооборота (картофель) и последующих культурах. В предлагаемом способе минеральные удобрения в дозах 180 Р 270 К 360 кг/га действующего вещества вносят под картофель, что обеспечивает высокую урожайность 238290 ц/га при повышенном содержании в клубнях сухих веществ, витамина С, зольных элементов фосфора и калия и снижение до минимума количества нитратов, которые способствуют появлению онкологических и других заболеваний (А.с. СССР 1613026, 1990). В таком соотношении элементов минерального питания эффективность азота минеральных удобрений увеличивается до 50 и более в зависимости от плодородия почвы и биологических особенностей сорта, а клубни лежкоспособны, что обеспечивает продолжительность их хранения до 240-270 дней при общих потерях (естественная убыль, загнивание) не более 10 , а поэтому затраты на 1 т хранения в несколько раз ниже, чем при хранении обычной продукции. Такое количество внесенных фосфорно-калийных удобрений положительно сказывается и на последующих культурах, особенно многолетних бобовых травах. Предлагаемый способ энергосберегающий, так как расход горюче-смазочных материалов и время работы тракторных агрегатов уменьшается потому, что количество удобряемых площадей в севообороте составляет 20 . Предлагаемый способ ресурсосберегающий на формирование урожая многолетних бобовых травах используют атмосферный азот 70-85 от общего потребления, остальное количество азота приходится на долю почвенного. При урожайности 88 ц/га кормовых единиц доля атмосферного азота составляет 180-200 кг/га и более, что эквивалентно 5,4-6,0 ц/га аммиачной селитры многолетние бобовые травы за счет корневых и пожнивных остатков накапливают в почве, в зависимости от урожайности, 28,2-62,6 ц/га углерода, что эквивалентно 46-106 т/га органических удобрений. В предлагаемом способе зерновые культуры не повреждаются корневыми гнилями, а,по данным В.Г. Минеева (1986), на дерново-подзолистых почвах наиболее надежным средством защиты зерновых культур от корневых гнилей является введение в севооборот клевера. Внедрение предлагаемого способа в совхозе Большевик Минского района обеспечило высокую продуктивность 1 га севооборотной площади, что позволило увеличить дойное стадо с 19 до 36 коров на 100 га сельскохозяйственных угодий (сх. у.), что в 2,2 раза превышало среднереспубликанскую плотность, и производить более 1000 ц молока на 100 га сх. у. Чередование культур в севообороте, их удельный вес в структуре посевных площадей,дозы органических и минеральных удобрений, их внесение установлены в опытно-производственных условиях совхоза Большевик Минского района в 1977-81 годах. Размер участка 90 га, севооборота 15 га, поля в севообороте 3 га. Изучалось два пятипольных севооборота на трех фонах без внесения удобрений (контроль), органические удобрения в виде полуперепревшего соломистого навоза, органические удобрения в виде жидкого бесподстилочного навоза в количестве, эквивалентном по азоту соломистому навозу. Органические удобрения в количестве 60 т/га, что составляет на 1 га севооборотной площади 12 т, вносили под озимую рожь, а минеральные удобрения в дозах кг/га действующего вещества азота 180, фосфора 270, калия 360, что составляет на 1 га севооборотной пощади азота 36, фосфора 54, калия 72, вносили под картофель. 8189 1 2006.06.30 Чередование культур в севооборотах в зернопропашном - озимая рожь, овес, картофель, ячмень с подсевом клевера, клевер первого года использования, где в структуре посевных площадей зерновые культуры занимают 60 , клевер и картофель - по 20 . В зернотравяном севообороте - озимая рожь, картофель, ячмень с подсевом клевера, клевер первого года пользования, клевер второго года пользования, где в структуре посевных площадей зерновые культуры и клевер занимают по 40 , картофель - 20 . Выращиваемые сорта рожь Беняконская, овес Кондор, ячмень Эльгина, картофель Белорусский ранний, клевер Слуцкий среднеранний. Перед закладкой опытов и в конце ротации определяли содержание гумуса по Тюрину, легкогидролизуемого азота - по Корнфильду, подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову, кислотность почвы в солевой вытяжке. Баланс (приход и расход) азота, фосфора и калия определяли в конце ротации на среднюю урожайность за ротацию. Пересчет основой и побочной продукции в кормовые единицы и переваримый протеин производили по Л.И. Кирину (1968), а сенаж - по анализам ветлаборатории района. С картофельного поля учитывали только урожай клубней. Вынос элементов минерального питания с продукцией определяли по А.М. Артюшину,Л.М. Державину (1976), а поступления их в почву с корневыми и пожнивными остатками за счет клевера 1-2 годов пользования использовали расчеты И.П. Гречина и др. (1973). Потери азота минеральных удобрений брали 50(Т.Н. Кулаковская, 1978). Агрохимическая характеристика дерново-подзолистых почв перед закладкой опытов кислотность(с.в.) 5,6, гумус 1,86 , подвижных форм в мг/100 г почвы легкогидролизируемого азота 7,2, фосфора 15,4, калия 16,2. Перед закладкой опытов внесли доломитовую муку из расчета 0,75 г.к. Минеральные удобрения вносили в виде сульфата аммония,двойного гранулированного суперфосфата, хлористого калия. Уход за посевами производили в соответствии с рекомендациями Министерства сельского хозяйства республики. Результаты представлены в таблице. Без внесения удобрения меньшая продуктивность 1 га севооборотной площади отмечалась в зернопропашном севообороте 34,8 ц кормовых единиц, при содержании в кормовой единице 84 г переваримого протеина. Лучшая культура севооборота - клевер, продуктивность 1 га 65,5 ц кормовых единиц и 718 кг переваримого протеина, а худшая - овес. Зернотравяной севооборот значительно продуктивнее зернопропашного. Продуктивность 1 га севооборотной площади - 51,2 ц кормовых единиц и 486 кг переваримого протеина - увеличилась на 41,7 и 67 . Улучшилось и качество продукции, в 1 кормовой единице содержалось 95 г переваримого протеина, увеличение на 13 . Таким образом, за счет изменения структуры посевных площадей (замена овса на поле клевер второго года пользования) значительно увеличилась продуктивность севооборота. Причем клевер первого года пользования убирался трижды, дважды на сенаж и третий раз на зеленый корм. Его продуктивность составила 91,2 ц кормовых единиц и 1050 кг/га переваримого протеина и увеличилась на 39,2 и 46,2 соответственно. И продуктивность 1 га клевера второго года пользования больше на 11,1 и 10,3 , чем клевера первого года пользования, в зернопропашном севообороте. Для озимой ржи клевер второго года пользования, как предшественник, оказался лучшим, чем первого года пользования, продуктивность 1 га составила 32,9 ц кормовых единиц или увеличилась на 15,4 , продуктивность 1 га картофеля и ячменя не изменилась. Внесение жидкого бесподстилочного навоза и минеральных удобрений обеспечило повышение продуктивности севооборота. Лучшие результаты отмечались в зернотравяном севообороте, с 1 га собрано 58,4 ц кормовых единиц, увеличилось в кормовой единице и содержание переваримого протеина до 97 г. 1. Озимые (среднее за ротацию) 2. Картофель -//34,6 184 3. Ячменьтр. -//25,5 163 4. Тр. 1 г -//65,5 718 5. Тр. 2 г -//6. Овес -//23,3 181 7. Средняя продуктив 34,8 291 ность 1 га севооб. площади 8. Прибавка вза счет удобрений За счет структуры посевных площадей 9. Приходится на 1 к.е. п.п. 84 г 10. Увеличение п.п. в 1 к.е. за счет удобрений За счет структуры посевных площадей 11. Баланс гумуса Отрицат. -0,2 Азота Фосфора Калия Продуктивность севооборота увеличилась за счет повышения урожайности ржи и картофеля. Последействие жидкого навоза на культуры севооборота не отмечалось. Внесение подстилочного навоза и минеральных удобрений обеспечило наилучший результат в зернотравяном севообороте. Продуктивность 1 га севооборотной площади составила 75,1 ц кормовых единиц и 766 кг переваримого протеина. Улучшилась и сбалансированность кормовой единицы переваримым протеином, его содержалось 102 г. Прибавка за счет удобрений составила впо кормовым единицам 46,7, по переваримому протеину 57,6, а сбалансированность кормовой единицы переваримым протеином увеличилась на 7,3 . Отмечалась прибавка урожая всех культур севооборота ву ячменя 135, у картофеля 132, у озимой ржи 82,3. Урожайность клевера повысилась на 2,7 и 10,3 , однако качество урожая улучшилось, выход переваримого протеина увеличился на 38,7 и 41,7 . Лучшей культурой севооборота оставался клевер. Продуктивность 1 га первого года пользования составила 100,6 ц кормовых единиц и 1457 кг переваримого протеина, а второго года пользования - 74,8 ц к.е. и 1123 кг п.п. Наименьшая продуктивность 1 га у зерновых культур у озимой ржи 60 ц кормовых единиц и 442 кг переваримого протеина, у ячменя 59,4 ц к.е. и 378 кг переваримого протеина. Действие севооборотов и применяемых удобрений оказали существенное влияние и на плодородие почвы. Так, в зернопропашном севообороте в конце ротации отмечалось уменьшение гумуса до 1,66 , минус 0,2 или ежегодное снижение 0,04 , а в зернотравяном севообороте гумус увеличился до 1,98 , плюс 0,12 или ежегодное накопление 0,024 . Положительным оказался и баланс азота, 9 кг/га. Данный результат имеет суще 5 8189 1 2006.06.30 ственное значение, ибо он позволяет в производственных условиях Республики Беларусь,даже без применения удобрений, за счет структуры посевных площадей, поддерживать бездефицитный или слабоположительный баланс гумуса и азота при хорошей продуктивности 1 га севооборотной площади 51,2 ц кормовых единиц. При внесении жидкого бесподстилочного навоза и минеральных удобрений отмечалось ухудшение плодородия почвы. Содержание гумуса уменьшилось на 0,14 , ежегодное снижение 0,028 . При внесении соломистого навоза и минеральных удобрений баланс гумуса положительный 0,58 , или ежегодный прирост составлял 0,116 . Положительным оказался и баланс азота 229 кг/га, фосфора 184 кг/га, калия 382 кг/га, что обеспечило и обогащение почвы легкогидролизуемым азотом на 5,5, фосфором на 3,6, калием на 4,9 мг/100 г почвы. Таким образом, зернотравяной севооборот даже без удобрений обеспечивает бездефицитный или слабоположительный баланс гумуса и азота, а внесение органических удобрений в виде соломистого навоза в количестве 60 т/га под озимую рожь, что составляет на 1 га севооборотной площади 12 т, и минеральных удобрений под картофель в дозах кг/га действующего вещества азота 180, фосфора 270, калия 360, что составляет на 1 га севооборотной площади 36 Р 54 К 72 кг/га д.в., обеспечивает положительный баланс гумуса и элементов минерального питания азота, фосфора и калия при интенсивном обогащении ими почвы. Примеры конкретного внедрения. В совхозе Большевик Минского района в 1977-1981 годах на дерново-подзолистой супесчаной и песчаной почвах внедрены два пятипольных зернотравяных севооборота. Чередование культур в севооборотах озимая рожь, картофель, ячмень с подсевом многолетних бобовых трав, многолетние бобовые травы первого года пользования, многолетние бобовые травы второго года пользования. На песчаной почве общая площадь севооборота 230 га, среднее поле севооборота 46 га. Используемые сорта озимая рожь Белта, картофель Белорусский ранний, ячмень Эльгина, люцерна Белорусская. Перед началом ротации и в конце в почве определяли содержание гумуса по Тюрину, легкогидролизуемого азота - по Кронфильду, фосфора и калия - по Кирсанову, кислотностьпочвы в соляной вытяжке. После взятия образцов для анализа произвели известкование доломитовой мукой из расчета 1 гидролитической кислотности. Агрохимическая характеристика почвы содержание гумуса 1,92 , кислотность 5,6, подвижных форм в мг/100 г почвы легкогидролизуемого азота 7,6, фосфора 15,7, калия 14,3. В качестве органических удобрений вносили полуперепревший навоз под озимую рожь 60 т/га, минеральные удобрения в дозах 180 Р 270 К 360 кг/га действующего вещества в виде сульфата аммония, двойного гранулированного суперфосфата и хлористого калия вносили под картофель. Среднегодовая продуктивность 1 га севооборотной площади составила 73 ц кормовых единиц при содержании переваримого протеина в кормовой единице 104 г. Лучшей культурой севооборота была люцерна первого и второго годов пользования, средний выход с 1 га севооборотной площади 74 ц кормовых единиц и 1288 кг переваримого протеина, при высокой сбалансированности кормовой единицы переваримым протеином, его содержалось 174 г. В конце ротации баланс гумуса положительный 0,41 , или ежегодный прирост составил 0,082 . Положительным был и баланс азота, фосфора и калия, в итоге отмечалось обогащение почвы легкогидролизуемым азотом на 2,4, фосфором на 2,7, калием на 3,8 мг/100 г почвы. На супесчаной почве площадь севооборота 315 га, средний размер поля 63 га. Перед началом ротации агрохимическая характеристика почвы содержание гумуса 2,18 , ки 6 8189 1 2006.06.30 слотность почвы(с.в.) 5,6, подвижных форм в мг/100 г почвы легкогидролизуемого азота 8,3, фосфора 15,2, калия 18,3. После отбора почвенных образцов на анализы известковали доломитовой мукой из расчета 0,75 гидролитической кислотности. Органические удобрения в виде полуперепревшего навоза в количестве 60 т/га вносили под озимую рожь, а минеральные удобрения в дозах 180 Р 270 К 360 кг/га действующего вещества в виде мочевины, аммофоса и хлористого калия - под картофель. Вместо люцерны высевали клевер, сорт Слуцкий раннеспелый, а картофель - сорта Огонек. Среднегодовая продуктивность 1 га севооборотной площади - 77,3 ц кормовых единиц, 796 кг переваримого протеина, где на кормовую единицу приходится 103 г переваримого протеина. Лучшей культурой севооборота был клевер 1-2 годов пользования,средняя продуктивность за ротацию составила 91 ц кормовых единиц и 1363 кг переваримого протеина, в кормовой единице содержалось 149 г переваримого протеина. В конце ротации баланс гумуса был положительный 0,62 , среднегодовой прирост составил 0,124 . Положительный баланс отмечался также азота, фосфора и калия, что способствовало обогащению почвы легкогидролизуемым азотом на 4,2, фосфором на 4,8,калием на 5,4 мг/100 г почвы. Источники информации 1. Юшкевич И.А. и др. Как повысить плодородие легких почв. - Мн. Урожай, 1981. С. 29, 44. 2. Шатилов И.С. и др. Баланс элементов минерального питания на суглинистой дерново-подзолистой почве // Вестник сельскохозяйственной науки. -5. - 1980. - С. 41-51 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7