Способ восстановления и повышения плодородия почв, в особенности в пустынных или полупустынных зонах земледелия

Код документа: RU2621025C2_20170530

Описание

Изобретение относится к сельскому хозяйству, прежде всего к способам ведения полеводства, в частности касается способов восстановления и поддержания плодородия почвы в пустынях и полупустынях, а также на плодородных почвах с целью получения высоких урожаев с сохранением плодородия почвы. Изобретение позволяет полностью отказаться от минеральных удобрений, а также от органических, вносимых из расчета на планируемый урожай необходимого NPK (азот, фосфор, калий).

Известен способ повышения плодородия почвы, при котором в почву вносят фосфорсодержащее сырье совместно с подкисляющей добавкой. В качестве фосфорсодержащего сырья используют фосфоритную муку. В качестве подкисляющей добавки используют фосфогипс. Соотношение компонентов в предлагаемой смеси составляет 1:1. Использование изобретения позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур (Патент РФ №2178964, МПК А01С 21/00, опубл. 10.02.2002).

Недостатком такого способа является обязательное содержание гумуса свыше 3% в почве возделываемого участка, что исключено в условиях песчаной почвы пустыни.

Известен способ обработки почвы, при котором почву обрабатывают путем мульчирования торфяной крошкой, предварительно перемешанной с соединениями кальция. Согласно изобретению, в торф дополнительно добавляют лигносульфонат аммония в количестве 0,02-0,5% вес. из расчета на абсолютно сухое вещество, с последующим перемешиванием. В качестве соединения кальция используют карбонат кальция, который вносят в количестве, рассчитанном по формуле, приведенной в описании (Патент РФ №2067804, МПК А01С 21/00, C09K 17/00, опубл. 20.10.1996).

Недостатком такого способа является обязательное присутствие в почве возделываемого участка органики для обеспечения жизнедеятельности возделываемой культуры, что исключено в условиях песков пустыни.

Известен способ обогащения почвы, при котором в почву вносят подторфный слой сапропеля с высоким содержанием органического вещества. Технический результат изобретения - повышение содержания в почве органического вещества, увеличение содержания полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве за счет повышения содержания элементов минерального питания (Патент РФ №2408181, МПК А01С 21//00, опубликовано: 10.01.2011).

Недостатком способа является обязательное присутствие в почве возделываемого участка органики для обеспечения жизнедеятельности возделываемой культуры, что исключено в условиях песков пустыни.

Наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату является способ восстановления и повышения плодородия почв, предусматривающий обработку или мульчирование почвы мульчей, содержащей экологически чистую с высокими санитарно-гигиеническими и питательными свойствами агроруду природного происхождения - цеолитсодержащее сырье Хотынецкого месторождения Орловской области (ХОТЫЛИТ), птичьего помета, побочную продукцию сельскохозяйственных культур, отходы лесопильного и крупяного производств. Расход смеси составляет 8-10 т/га. Применение изобретения позволяет улучшить агрофизические и агрохимические свойства почвы (Патент RU 2199193, МПК7 А01В 13/16, опубликован 27.02.2003).

Недостатком способа-прототипа является использование птичьего помета без его предварительного обеззараживания, что вносит в почву патогенную микрофлору, например, гельминтов. Нет гарантированного «механизма» запуска стартовых условий развития микробиоценоза для песков пустыни или полупустыни и, соответственно, отсутствуют гарантии восстановления и поддержания плодородия таких почв.

В основу изобретения поставлена задача создать такой способ восстановления и повышения плодородия почв, в особенности в пустынных или полупустынных зонах земледелия, в котором благодаря обеспечению стартовых условий для развития микробиоценоза в почвах в районах пустынь и полупустынь и наработки гумуса удалось достичь более высоких урожаев при более низких затратах, чем при применении традиционных минеральных удобрений или органических, вносимых из расчета на планируемый урожай необходимого NPK (азот, фосфор, калий).

Поставленная задача решается способом восстановления и повышения плодородия почв, в особенности в пустынных или полупустынных зонах земледелия, предусматривающим внесение в обрабатываемую почву в предпосевной период органических и природных минеральных материалов и насыщения ее влагой в послепосевной период, в котором, согласно изобретению, в качестве органического материала используют преимущественно птичий помет, а в качестве минерального материала используют натриевый бентонит, при этом обработку этих материалов и внесение их в почву в предпосевной период времени осуществляют, используя следующую последовательность этапов:

(a) предварительную обработку преимущественно птичьего помета ферментным препаратом - Оксизином, синтезированным из патоки сахарной свеклы и обеспечивающим разложение и обеззараживание используемого органического материала;

(b) измельчение натриевого бентонита, предназначенного для снижения фильтрации и скорости испарения воды в обрабатываемой почве;

(c) нанесение на обрабатываемую почву материалов, полученных на этапах (а) и (b); и

(d) перемешивание нанесенных материалов с обрабатываемой почвой, заделывание их на глубину пахотного слоя растения, выбранного для выращивания, и получение в результате экранирующего слоя, обеспечивающего стартовые условия развития микробиоценоза. Кроме того, согласно изобретению, после посева или посадки растений в полученном экранирующем слое осуществляют регулярную поливку этого слоя, причем в воду первого полива добавляют ферментный препарат - Агрозин, синтезированный из патоки сахарной свеклы и обеспечивающий усиление активности в ризосфере растений аэробных почвенных бактерий.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления данного способа целесообразно, чтобы на этапе (b) измельчение бентонита осуществляли до достижения диаметра измельченных частиц в диапазоне от 0,005 до 2 мм, а нанесение материалов на обрабатываемую почву на этапе (с) осуществляли поочередно или в смеси.

Предпочтительными для целей данного изобретения также является выбор расхода предварительно обработанного органического материала в диапазоне от 3 до 4 тонн на гектар при содержании гумуса в почве менее 1%, от 1,5 до 2,0 тонн на гектар при содержании гумуса в почве до 3% и - от 0,7 до 1,3 тонн на гектар при содержании гумуса в почве свыше 3%.

Кроме того, предпочтительно расход измельченного натриевого бентонита выбирать в диапазоне от 20 до 25 тонн на гектар при содержании гумуса в почве менее 1%, в диапазоне от 13 до 18 тонн на гектар при содержании гумуса в почве до 3% и от 7 до 12 тонн на гектар при содержании гумуса в почве свыше 3%.

Ферментный препарат Агрозин может быть добавлен в воду первого полива в пропорции с водой в диапазоне 1/200 - 1/1000, а его расход может быть выбран в диапазоне от 4 до 5 литров концентрата на 1 гектар.

Согласно еще одного предпочтительного варианта осуществления заявляемого способа после сбора каждого урожая целесообразно повторно вносить в экранирующий слой предварительно обработанный на этапе (а) органический материал из расчета от 0,7 до 1,3 тонн на гектар и ферментный препарат Агрозин в пропорции с водой в диапазоне 1/200-1/1000 из расчета 4-5 литров концентрата на 1 гектар.

Кроме того, предпочтительно также перед осуществлением этапа (а) в птичий помет дополнительно вводить иные отходы производства птичьего мяса, составляющие не более 15% от общей массы органического материала.

При этом в качестве птичьего помета лучше всего использовать куриный помет.

Автор установил, что именно сочетание уникальных факторов: предлагаемая организация в предпосевной период экранирующего слоя на глубину пахотного слоя, внесение в него бентонита и определенным образом обработанного органического материала на основе птичьего помета, а также добавление в первый полив Агрозина при посеве или высадки растений, позволяет запустить процесс биоценоза. Согласно предпочтительных вариантов осуществления данного способа оптимизированы условия предварительной обработки и самого состава органического материала, измельчения бентонита и расходы всех используемых материалов, обеспечивающие наиболее эффективное развитие биоценоза и, как результат, восстановление и повышение плодородия почвы, в особенности пустынь или полупустынь.

Отличительным признаком наличия биоценоза при использовании предлагаемого способа является то, после запуска биоценоза, осуществляемого согласно предлагаемых условий, при отсутствии выноса питательных элементов с поля с урожаем не требуется выполнение операций на стадиях а)-d), а только полив. В случае удаления (сбора) с обрабатываемого участка почвы урожая, компенсация выноса питательных веществ может быть осуществлена внесением дополнительного количества обработанного органического материала (в гораздо меньших количествах по сравнению с первоначальным), а также ферментного препарата Агрозина.

Следует отметить, что предлагаемый способ позволяет восстановить естественный (природный) микробиоценоз на почвах, утративших плодородие, а также на плодородных почвах, вместо минеральных удобрений для ведения полеводства, с целью предотвращения утраты плодородия.

При этом на поливных землях после посева экранирующий слой может быть насыщен водой из расчета 0,7 ППВ (полная полевая влагоемкость почвы).

Для северных широт экранирующий слой готовится с осени для задержания влаги в экранном слое после снеготаяния, а для широт с влажным климатом и сезонными дождями экранизирующий слой готовится накануне сезона дождей.

Далее сущность изобретения поясняется конкретным примером осуществления способа, описывающим, в частности, восстановление и повышения плодородия поливной пустынной почвы в районе города Ал Айн (ОАЭ) при выращивании люцерны с использованием технологии, предлагаемой согласно патентуемого способа.

Расчет на урожай составлял порядка 20,0 т/га за один сбор зеленой массы и 200,0 т/га за 10 сборов при круглогодичном сборе зеленой массы.

Исходные данные почвы были представлены следующим:

пахотный слой для люцерны - 30 см,

плотность сухого грунта Рсух. - 1,685 г/см3,

плотность твердых частиц грунта Ртв.ч. - 2,65 г/см3,

классификация грунта - песок средней крупности.

Лабораторный анализ почвы представлен в Таблице 1:

Вынос из почвы при урожае зеленой массы люцерны 20,0 т/га 200 т/га - Таблица 2

Таким образом, вынос питательных веществ на запланированную урожайность люцерны 20,0 т/га составляет: азота - 112,7 кг/га, фосфора - 27 кг/га, калия - 69 кг/га.

Соответственно при сборе 10 урожаев вынос питательных элементов составит:

азота - 1127 кг/га; фосфора - 270 кг/га; калия - 690 кг/га.

В симбиозе с клубеньковыми бактериями люцерна накапливает до 50-75 кг/га (среднее - 62,5 кг/га) азота за каждый урожай или 500-750 кг/га (среднее - 625 кг/га) за 10 урожаев.

Для расчета потребности удобрений на запланированный урожай приняты следующие показатели, которые приведены в таблице 3.

Расчет дозы удобрений выполнен по методике и формуле Института Земледелия Национальной академии аграрных наук Украины:

, где:

Д - расчетная доза удобрений, кг/га;

Уп - запланированная урожайность основной продукции (сухое вещество), т/га;

В - вынос питательных веществ 1 т продукции, кг/га;

П - запас доступных питательных веществ, кг/га;

а - коэффициент использования питательных веществ из почвы, %;

у - коэффициент использования питательных веществ из удобрений, %;

В таблице 4. Приведены данные расчета потребление питательных веществ на запланированный урожай

Ниже приведен расчет применения распространенных минеральных удобрений применительно к рассматриваемому случаю - выращивание люцерны в ОАЭ на песках пустыни.

Мочевина (карбомид) – наиболее концентрированное азотное удобрение - CO(NH2)2, содержание азота 46%. Цена - 4000 грн/т (500 $/т). Необходимое количество - 2185/0,46=3957 кг/га. Стоимость - 3,957 т × 500 = 1978.5 $. При десятикратном (в год) съеме урожая с 1 га.

Двойной суперфосфат - Са(H2PO4)2*H2O, содержание фосфора 45-50% (47,5%). Цена - 4800 грн./т (600 $/т). Необходимое количество - 1823/0,47=3879 кг/га. Стоимость - 3,879 т × 600 = 2327 $. При десятикратном (в год) съеме урожая с 1 га.

Хлористый калий - KCl, содержание калия 52-60% (56%). Цена - 4500 грн./т (562 $). Необходимое количество - 3365/0,56=6009 кг/га. Стоимость - 6,009 т × 562 = 3377 $. При десятикратном (в год) съеме урожая с 1 га.

При этом затраты на удобрения составят - 1978,5 $ + 2327 $ + 3377 $ = 7682,5 $, или 144,1 $ на 1 тонну сена.

Недостатком применения минеральных удобрений является - нарушение микробиоценоза и гибель полезных бактерий.

Именно биоценоз, основанный на симбиозе растений и микрофлоры прикорневой системы, является главным геолого-преобразующим фактором на Земле, в результате которого появился гумус и плодородие почвы.

Вносимые в почву с минеральными удобрениями химические соединения нарушают естественный процесс, сложившийся за миллионы лет, жизнедеятельности автотрофных микробов: организмов, синтезирующих органические соединения из неорганических, и использующих для построения своего тела неорганические вещества почвы, воды, воздуха. Автотрофы являются первичным звеном в питании растений: первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей вторичное звено микроорганизмов - гетеротрофов, которые также являются продуцентами органики. Растения выделяют до 20% своей массы в качестве прикорневых выделений, которыми подкармливают гетеротрофов и микроорганизмы, проявляющие свойства, как гетеротрофов, так и автотрофов. Весь процесс и является процессом микробиоценоза, который нарушается при внесении минеральных удобрений. Автотрофы под действием «ударных доз» азота, фосфора и калия гибнут или подвергаются мутации под действием избыточного фона NPK, утрачивают способность извлечения элементов из материнского грунта, то есть, нарушается их нормальная жизнедеятельность. При этом нарушается жизнедеятельность вторичного звена - гетеротрофов использующих для своей жизнедеятельности органические вещества предыдущего звена, нарушается процесс выделения и усвоения прикорневых выделений, в конечном итоге почва деградирует и истощается, так как создавать плодородный гумус некому.

В период вегетации растений используется лишь небольшая часть полезных компонентов химических удобрений, из-за чего ежегодно создается все возрастающий фон веществ, количество которых не свойственно почве, нарушается не только биоценоз но и прилегающая экосистема.

Требования к влажности почвы, вода на полив.

На образование одного килограмма своей массы (сухое вещество) - транспирационный коэффициент, люцерна тратит воды 663-771 кг (717 кг). Люцерна предъявляет повышенные требования к воде: к атмосферной засухе она устойчива, но требовательна к влажности почвы.

Минимальный расход воды за счет испарения и фильтрации составляет 25% от общего расхода. Суммарный расход воды с учетом транспирации для рассмотренного случая с люцерной, исходя из запланированного урожая 20 т/га за один укос зеленой массы (4,6 т/га - абсолютно сухого вещества или 5,3 т/га - сена) ≈5067 м3/га, или 956 м3 на 1 тонну сена.

На первый полив количество воды рассчитывают исходя из полной полевой влагоемкости почвы (ППВ):

При этом необходимая влажность почвы -

.

В пахотном слое - 30 см находится грунта - 505,5 кг, соответственно воды на первый полив на 1 м2 необходимо - 76,4 л или 764 м3/га, остальная влага - 5067-764=4303 м3 распределяется на весь вегетационный период: для второго и последующих урожаев на ≈30 дней.

Цены на воду для сельскохозяйственного применения (полива) во всем мире имеют огромные различия. Например, в Украине или Узбекистане цена 1 м. куб. воды составляет примерно 0,015 $. Затруднительно получить достоверные данные по ценам воды на полив, особенно для стран Ближнего Востока. По неофициальным данным она составляет (например, для Кувейта) - 0,9 $/м3. Если принять для расчетов эту цену (а она одна из самых высоких в мире), то следует, что затраты на воду для 1 тонны сена люцерны могут составить около 860 $.

Исходя из продажной (рыночной) цены на сено люцерны - 200 $/т следует, что при существующих ценах на минеральные удобрения и указанной выше стоимости воды на полив (0,9 $/м3), выращивание люцерны в условиях пустыни ОАЭ с применением минеральных удобрений не рентабельно!

Путь к рентабельности и снижению затрат в сельхозпроизводстве лежит в различных аспектах, в том числе в области экономии воды и снижении затрат на удобрения.

Поставленная задача решается путем внедрения предлагаемого способа (в дальнейшем - «ТЕХНОЛОГИИ биоценоза», при котором создаются стартовые условия для микробиоценоза в почвах в районах пустынь и полупустынь, и выполняются мероприятия по дальнейшему его поддержанию. Технология биоценоза также позволяет восстановить естественный (природный) микробиоценоз на почвах, утративших плодородие и на плодородных почвах, где используются минеральные удобрения для ведения полеводства, с целью предотвращения утраты плодородия. Внедрение технологии позволяет повышать плодородие почвы путем накопления гумуса и получать урожаи значительно выше, чем при применении минеральных удобрений.

Предлагаемая в изобретении технология содержит несколько операций.

Для стартовых условий создается экранирующий слой почвы на глубину пахотного слоя выращиваемого растения, в который вносится:

1) натриевый бентонит с диаметром частиц в диапазоне 0,05-2,0 мм (Таблица 5);

Бентонит вносится один раз при создании стартовых условий биоценоза. В зависимости от урожайности почвы возможно повторное внесение бентонита через 5-7 лет.

Для рассматриваемого случая с песком из пустыни ОАЭ при дозе бентонита 25 т/га, до 80% влаги от ППВ (полной полевой влагоемкости почвы) аккумулируется в экранирующем слое за счет поглотительных свойств бентонита, каждый 1 грамм которого поглощает 5 грамм воды, что подтверждено экспериментами.

В начальный период вегетации корневая система развивается в условиях по влажности, близких к оптимальным. Часть периферийных корней проникает в слой, смоченный за счет опускания влаги ниже основного слоя первой вспашки - 0,30 м. Отмирание волосков корней (их обмен) происходит в течение 10-20 дней, образуя каналы, в которых конденсируется влага и размножается микрофлора. Таким образом, последовательно расширяется ареол обитания, как микроорганизмов, так и корней растения, расширяя возможности доступа всей цепочки биоценоза к питательным веществам почвы.

Гидроаккумулирующие свойства бентонита способствуют сохранению влаги в почве, препятствуя испарению и фильтрации. Экспериментами по выдержки смеси песка и бентонита (в дозе 25 кг бентонита на 1 м2 при толщине экранного слоя для люцерны - 0,3 м) в термошкафу при температуре +50°С показано снижение скорости испарения воды приблизительно на 40%. Следует учитывать, что расход поливной воды для одной и той же культуры, в одном климатическом регионе зависит от многих факторов, например, важен зернового состава почвы, оптимальная плотность посева, формирующая микроклимат на посевной площади и так далее. На Украине норма расхода семян люцерны составляет 18-20 кг/га. В ОАЭ эта норма увеличивается до 50 кг/га, то есть густота посева в данном случае препятствует испарению влаги.

Количество воды на полив в ОАЭ за счет сокращения испарения и фильтрации уменьшится от общего количества - 5067 м3/га до 4560 м3/га (774 $ на 1 тонну сена). Затраты на воду при этом сократятся на один урожай на 456 $. То есть затраты на бентонит являются оправданными, так как окупаются приблизительно за 4 урожая (менее полугода).

Глинистые частицы оказывают существенное стимулирующее влияние на жизнедеятельность ряда видов микроорганизмов, находящихся в экранном слое, в частности на их дыхательную активность, а наиболее заметным влиянием на физиологическую активность микроорганизмов обладает бентонит (монтмориллонит).

Кроме того, в экранирующий слой вносится

2) куриный помет, переработанный методом ферментации с помощью препарата - Оксизин, обладающего свойством фермента класса оксидаз, синтезированный из патоки сахарной свеклы (далее - Органик) (Таблица 6).

Оксизин выпускается Днепровской Ассоциацией-К и более подробно описан на сайте www.star-k.com.ua.

После каждого сбора урожая в почву вносится 1 тонна на 1 га Органика (Таблица 7).

По мнению автора, внесение в экранирующий слой Органика является определяющим фактором в запуске биоценоза.

Технология приготовления Органика из куриного помета с участием ферментного препарата Оксизин, происходит в буртах и позволяет разогревать субстрат до температур 45°-70°С, стерилизуя его от патогенной микрофлоры, гельминтов и семян сорняков. В процессе участвуют термофильные микроорганизмы, переводя недоступные формы азота, фосфора и калия в формы доступные для растений. Неприятный запах помета, снизится через несколько часов от начала процесса. Перерабатывается не только сам помет, но и перо, тушки погибших животных и кровь. В зависимости от окружающей температуры, через 7-30 дней штабель будет представлять собой рассыпчатую массу от коричневого до темно - коричневого и черного цвета, без характерного резкого запаха аммиака, с влажностью 40-45%, которую можно вносить в экранирующий слой.

В условиях ОАЭ при дневной температуре 35-45°С процесс переработки помета происходит за 7 суток.

И наконец, еще одним компонентом, вносимым в экранирующий слой после посева люцерны является

3) препарат - Агрозин, обладающий свойством фермента класса оксидаз, синтезированный из патоки сахарной свеклы (Таблица 8).

Агрозин выпускается Днепровской Ассоциацией-К и более подробно описан на сайте www.star-k.com.ua.

После каждого сбора урожая в почву вносится 4,4 литра на 1 га Агрозина.

Вносимый с первым поливом в экранирующий слой раствор ферментного препарата - Агрозин, стимулирует развитие микроорганизмов в ризосфере растений, способствует, за счет каталитических свойств, ускоренной переработке отмирающих волосков корней, оставляя канала для проникновения воздуха и влаги. Агрозин, помимо каталитических свойств, обладает свойствами поверхностно-активного вещества, снижая коэффициент поверхностного натяжения водного раствора с 72×10-3 н/м до 28-30×10-3 н/м, обеспечивая тем самым высокую проникающую способность влаги в мельчайшие капилляры почвы, что обеспечивает благоприятные условия для размножения микрофлоры и экономии влаги.

Бентонит и Органик вносятся в экранирующий слой в указанных в Таблицах 5, 6 и перемешиваются для люцерны на глубину 0,3 м, например, культиватором. Второе и последующие внесения Органика выполняются поверхностным разбрасыванием. Агрозин вносится разбрызгивателем жидких удобрений или системой полива.

Затраты на запуск и поддержание плодородия при изготовлении Органика в условиях фермерского хозяйства без сушки на 10 урожаев в год составят:

1750 $ + 3×20 $ + 9×20 $ + 10×4,4 л × 22 $ = 2958 $, или 55,5 $ за одну тонну сена в первый год и

10×20 $ + 10×4,4 л × 22 $ = 1168 $, или 21.9 $/т - сена во второй и последующие годы;

Затраты на запуск и поддержание плодородия при изготовлении Органика в условиях фермерского хозяйства с сушкой на 10 урожаев в год составят:

1750 $ + 3×100 $ + 9×100 $ + 10×4,4 л × 22 $ = 3918 $, или 73,5 $ за одну тонну сена в первый год и

10×100 $ + 10×4,4 л × 22 $ = 1968 $, или 36,9 $/т - сена во второй и последующие годы;

Количество вносимых по Технологии биоценоза в почву доступных форм азота, фосфора и калия с бентонитом, Органиком и Агрозином на 10 урожаев люцерны в год составят:

- от бентонита (доза - 25 т/га):Азот = 0;Фосфор = 7,5 кг/га;Калий = 90 кг/га;- от Органика (доза - 3 т/га + 9×1 т/га):Азот = 3×37,5+9×37,5=450 кг/га;Фосфор = 3×33,7+9×33,7=404,4 кг/га;Калий = 3×37,5+9×37,5=450 кг/га;- от Агрозина (доза - 4,4 л/га + 9×4,4 л/га):Азот = 4,4×0.0035+9×0,0035=0,0469 кг/га;Фосфор = 4,4×0,0031+9×0,0031=0,0415кг/га4Калий = 4,4×0,0075+9×0,0075=0,1 кг/га.Суммарное количество составит:Азот - 450,05 кг/га;Фосфор - 411,94 кг/га;Калий - 540 кг/га.

Таким образом, даже без учета коэффициентов использования люцерной питательных веществ из бентонита и Органика следует, что предлагаемый способ дает меньше, чем это требуется при применении минеральных удобрений: азота - в 4,85 раза (2185 кг/га : 450.05 = 4,85); фосфора - в 4,42 раза (1823 кг/га : 411,94 = 4,42); калия - в 6,25 раз (3365 кг/га : 540 = 6,23). Однако Технология биоценоза с этими дозами вносимых элементов в реальных условии пустыни обеспечивает урожайность зеленой массы 20 т/га за один укос и 200 т/га за 10 урожаев в год, которые там собирают. Кроме того, от года к году повышается плодородие почвы вследствие наработки гумуса. Применение минеральных удобрений в условиях пустыни, хотя и рассчитано на урожай 20 т/га фактически дает урожай ≈10 т/га.

Сочетание факторов: организация экранизирующего слоя на глубину пахотного слоя, внесение в него бентонита, Органика и Агрозина по рецептурам, приведенным выше, обеспечивает запуск биоценоза. Отличительным признаком биоценоза является то, после запуска биоценоза, при отсутствии выноса питательных элементов с поля с урожаем не требуется внесение удобрений, только полив. В случае удаления с поля урожая, компенсация выноса питательных веществ осуществляется внесением дополнительного количеством Органика и Агрозина.

Вспашка (перемешивание) поля при создании экранизирующего слоя выполняется только один раз. При необходимости смены посевной культуры, например, с многолетней люцерны на зерновую культуру, вспашка при севе производится плоскорезным плугом на глубину 5-7 см с поверхностным внесением Органика и Агрозина.

В процессе создания технологии запуска биоценоза в качестве органической составляющей в экранирующий слой испытывались различные их виды: навоз крупного рогатого скота, свиного, лошадиного и компосты растений. Ни один вид из указанных удобрений биоценоз не запускает, то есть, при отсутствии выноса питательных веществ с урожаем приходится подкармливать растения дополнительным внесением органики, в противном случае дальнейшая жизнь растения начинает увядать. Именно переработанный птичий помет, в частности куриный помет, запускает биоценоз. Объяснение этому факту возможно, как полагает автор, связано с «генетической» памятью Земли: 65 миллионов лет, назад произошедший катаклизм на земле уничтожил существующую жизненную формацию, в том числе и динозавров. Но именно динозавры дали эволюционную ветвь развития птицам, и их жизнедеятельность послужила побудительным мотивом биоценоза -главного геолого-преобразующего фактора на Земле.

При изготовлении Органика в условиях фермерского хозяйства в ОАЭ без сушки, затраты на технологию по запуску биоценоза и поддержания высокого плодородия почвы в 2,6 раза (7682,5/2958 $ = 2,6) меньше чем при применении минеральных удобрений за первый год, в 6,58 раза(7682,5/1168 $ = 6,58) за 2-й и последующие годы.

В случае покупки готового высушенного Органика по среднеевропейским ценам затраты на технологию биоценоза будут в 1,96 раза (7682,5/3918=1,96) меньше чем при применении минеральных удобрений за первый год, в 4,1 раза (7682,5/1868=4,1) за 2-й и последующие годы.

Как показывают расчеты, себестоимость продукции для рассматриваемого случая с люцерной в ОАЭ составляет:

С=СМ+У+(ГСМ+О)+В, где:

- С - себестоимость;

- СМ - стоимость семян. Принимается = 0,05×С, при условии получения семян за счет собственного обеспечения, для чего должно быть выделено 1/20 часть площадей;

- У - стоимость удобрений;

- ГСМ+О - расходы на технику и оплата труда. Принимается =0,4×С по образцу действующих хозяйств

- В - стоимость воды на полив.

Принимая цену реализации сена люцерны - 200 $/т и стоимость воды - 0,9 $/т, уровень рентабельности при применении минеральных удобрений оценивается как:

200 $ = 0,05×200 + 144,1 + 0,4×200 + 860 = 1094 $. То есть дефицит (убыточность) составит: 1092-200=892 $/т.

Учитывая урожайность в пустыне в 2 раза ниже расчетной, фактический дефицит (убыточность) составит - 1784 $/т.

Уровень рентабельности при применении Технологии биоценоза начиная со второго года оценивается как:

200 $ = 0,05×200 + 21,9 + 0,4×200 + 774 = 886 $. То есть дефицит (убыточность) составит: 886-200=686 $/т.

Таким образом, при принятой стоимости воды и при любой технологии выращивание люцерны в пустыне не рентабельно, и может быть только дотационным, например, правительственными программами. Однако дефицит средств при Технологии биоценоза будет в 2,6 раза меньше чем при применении минеральных удобрений.

При стоимости воды аналогичной показателям Узбекистана или Украины ($ 0,015\т) предлагаемая Технология рентабельна и может служить базовым элементом для выполнения Правительственной или региональной программы «Продовольственной безопасности страны».

Технологию биоценоза целесообразно применять при действующих программах озеленения городов, в лесозащитных полосах автомагистралей и в других аналогичных проектах.

Если принять во внимание тот факт, что при суточном удое 20 л (7300 л/год), весе коровы 500 кг этому животному нужно в сутки 15 кормовых единиц или 68 кг зеленой массы люцерны. Для населения ОАЭ в 7200000 человек, годовом потреблении молока 94,1 л/чел (данные на 2003 год) необходимо стадо коров в расчетном количестве 92811 голов. При Технологии биоценоза и урожайности 200 ц/га за один укос и 10 укосах в год такое поголовье может содержаться за счет возделывания 11518 га пустыни.

Кроме того за счет освежения поголовья (4 года) и получения при этом мяса и мясопродуктов с выходом 56% возможно обеспечит мясом, при потреблении 50 кг/год на человека, примерно, 129935 чел.

Хотя приведенный пример осуществления заявленного способа касался преимуществ выращивания люцерны в условиях такой страны, как ОАЭ, но понятно, что данное изобретение не ограничивается только приведенными данными, и может найти широкое применение при выращивании иных культур и в иных зонах земледелия.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет решать задачи продовольственной безопасности стран, в особенности с жарким климатом с пустынными и полупустынными территориями. Бесспорным преимуществом способа согласно изобретению является то, что стало возможным полностью отказаться от химических удобрений и одновременно с этим обеспечить постоянное повышение плодородия почвы вследствие наработки в таких почвах гумуса.

Реферат

Изобретение относится к способам ведения полеводства, в частности в условиях пустынь и полупустынь, позволяющим улучшить урожайность с сохранением плодородия почвы. Способ восстановления и повышения плодородия почв осуществляется путем внесения в обрабатываемую почву в предпосевной период органических и природных минеральных материалов и насыщения ее влагой в послепосевной период. В качестве органического материала используют преимущественно птичий помет, а в качестве минерального материала - натриевый бентонит. Сначала проводят предварительную обработку птичьего помета ферментным препаратом - Оксизином, синтезированным из патоки сахарной свеклы и обеспечивающим разложение и обеззараживание используемого органического материала. Осуществляют измельчение натриевого бентонита, предназначенного для снижения фильтрации и скорости испарения воды в обрабатываемой почве. Затем наносят на обрабатываемую почву полученные материалы, перемешивают их с обрабатываемой почвой, заделывают их на глубину пахотного слоя растения, выбранного для выращивания. В результате получают экранирующий слой, обеспечивающий стартовые условия развития микробиоценоза. После посева или посадки в экранирующем слое растений осуществляют его регулярную поливку, причем в воду первого полива добавляют ферментный препарат - Агрозин, синтезированный из патоки сахарной свеклы и обеспечивающий усиление активности в ризосфере растений аэробных почвенных бактерий. Изобретение позволяет обеспечить эффективное развитие биоценоза и, как следствие, восстановление и повышение плодородия обрабатываемой почвы. 8 з.п. ф-лы, 8 табл.

Формула

1. Способ восстановления и повышения плодородия почв, в особенности в пустынных или полупустынных зонах земледелия, путем внесения в обрабатываемую почву в предпосевной период органических и природных минеральных материалов и насыщения ее влагой в послепосевной период, отличающийся тем, что в качестве органического материала используют преимущественно птичий помет, в качестве минерального материала используют натриевый бентонит, а обработку этих материалов и внесение их в почву в предпосевной период осуществляют, используя следующую последовательность этапов:
(a) предварительную обработку преимущественно птичьего помета ферментным препаратом - Оксизином, синтезированным из патоки сахарной свеклы и обеспечивающим разложение и обеззараживание используемого органического материала;
(b) измельчение натриевого бентонита, предназначенного для снижения фильтрации и скорости испарения воды в обрабатываемой почве;
(c) нанесение на обрабатываемую почву материалов, полученных на этапах (а) и (b); и
(d) перемешивание нанесенных материалов с обрабатываемой почвой, заделывание их на глубину пахотного слоя растения, выбранного для выращивания, и получение в результате экранирующего слоя, обеспечивающего стартовые условия развития микробиоценоза; а
после посева или посадки в экранирующем слое растений осуществляют его регулярную поливку, причем в воду первого полива добавляют ферментный препарат - Агрозин, синтезированный из патоки сахарной свеклы и обеспечивающий усиление активности в ризосфере растений аэробных почвенных бактерий.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе (b) измельчение бентонита осуществляют до достижения диаметра измельченных частиц в диапазоне от 0,005 до 2 мм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нанесение материалов на обрабатываемую почву на этапе (с) осуществляют поочередно или в смеси.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход предварительно обработанного органического материала составляет от 3 до 4 тонн на гектар при содержании гумуса в почве менее 1%, от 1,5 до 2,0 тонн на гектар при содержании гумуса в почве до 3% и от 0,7 до 1,3 тонн на гектар при содержании гумуса в почве свыше 3%.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход измельченного натриевого бентонита составляет от 20 до 25 тонн на гектар при содержании гумуса в почве менее 1%, от 13 до 18 тонн на гектар при содержании гумуса в почве до 3% и от 7 до 12 тонн на гектар при содержании гумуса в почве свыше 3%.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ферментный препарат Агрозин используют в пропорции с водой в диапазоне 1/200-1/1000 и расходуют в диапазоне от 4 до 5 литров концентрата на 1 гектар.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после сбора каждого урожая повторно вносят в экранирующий слой предварительно обработанный на этапе (а) органический из расчета от 0,7 до 1,3 тонн на гектар и ферментный препарат Агрозин в пропорции с водой в диапазоне 1/200-1/1000 из расчета 4-5 литров концентрата на 1 гектар.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед осуществлением этапа (а) в птичий помет дополнительно вводят иные отходы производства птичьего мяса, составляющие не более 15% от общей массы органического материала
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве птичьего помета используют куриный помет.

Авторы

Патентообладатели

Заявители

СПК: A01B79/02 A01C3/00 A01C21/00 C05D9/00

МПК: A01B79/02

Публикация: 2017-05-30

Дата подачи заявки: 2014-04-18

0
0
0
0
Невозможно загрузить содержимое всплывающей подсказки.
Каталог Поиск по объявлениям