способ выращивания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях

Формула изобретения

Способ выращивания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, включающий обработки почвы, выделение участка, внесение удобрений, посев или посадку, наблюдения за верхними частями растений, размещенных на выделенном участке, проведение полива орошаемого поля и выделенного участка при подвядании верхних частей растений выделенного участка, отличающийся тем, что на выделенном участке создают дефицит влаги путем внесения азотных удобрений в дозе, на 30-40% превышающей дозу, вносимую на орошаемое поле, обеспечивающей раннее подвядание, при поливе выделенный участок поливают нормой, на 20-30% превышающей норму полива, подаваемую на орошаемое поле.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а конкретней к способам выращивания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях.

Известно множество способов выращивания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, описанных в книгах X. Пекеньо Перес. Тропическое земледелие. М. : УДН. 1984, с. 306-310, с. 322-332 и Гарюгин Г.А. Режим орошения сельскохозяйственных культур. М.: Колос. 1979, с. 9.

Они включают обработки почвы, внесение удобрений, выделение на орошаемом поле водобалансовой площадки, ежедекадное определение запасов влаги в расчетном слое почвы и проведение полива при дефиците влаги в почве.

Недостаток этих способов - высокая трудоемкость определения запасов влаги в почве, обусловленная послойным отбором образцов почвы.

Наиболее близким по цели и совокупности существенных признаков к предлагаемому техническому решению является способ выращивания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, описанный в книге: Гарюгин Г.А. Режим орошения сельскохозяйственных культур. М. : Колос, 1979, с. 11-12. Способ включает обработку почвы, выделение участка на орошаемом поле, внесение удобрений, посев или посадку, ежедекадные наблюдения за верхними частями растений, проведение полива при подвядании верхних частей растений.

Недостаток известного способа - низкая точность установления срока полива. Кратковременное подвядание верхних частей растений наблюдается не только при дефиците влаги в почве, но и при высокой температуре и низкой влажности воздуха, поражении растений болезнями и вредителями. Полив в этот момент назначен ранее оптимального срока. Он способствует вымыванию удобрений из почвы и сбросам оросительной воды в грунтовые воды.

Устойчивое подвядание верхних частей растений наблюдается при повышенном дефиците запасов влаги в почве, которое приводит к снижению продуктивности растений. Полив в этот момент назначен с опозданием.

Для повышения точности установления срока полива необходимо, чтобы повышенный дефицит влаги в почве на выделенном участке наступал ранее, чем на всем орошаемом поле.

Целью изобретения является сокращение затрат оросительной воды и повышение урожайности сельскохозяйственных культур путем повышения точности установления срока полива.

Указанная цель достигается тем, что на выделенный участок вносят азотные удобрения в дозе, на 30 - 40% превышающей дозу, внесенную на орошаемое поле, и поливают нормой, на 20-30% превышающей норму полива, подаваемую на орошаемое поле.

Предложенное техническое решение характеризует следующая совокупность существенных признаков:

1. Обработка почвы;

2. Выделение участка на орошаемом поле;

3. Внесение удобрений;

4. Посев или посадка сельскохозяйственных культур;

5. Наблюдения за верхними частями растений, размещенных на выделенном участке;

6. Проведение полива при подвядании верхних частей растений выделенного участка;

и отличительных признаков:

7. На выделенный участок вносят азотные удобрения в дозе, на 30 - 40% превышающей дозу, внесенную на орошаемое поле, и поливают нормой, на 20-30% превышающей норму полива, подаваемую на орошаемое поле.

Указанная совокупность существенных признаков достаточна, а каждый из них необходим для достижения цели изобретения.

Обработка почвы создает оптимальные водные и агрофизические параметры пахотного слоя. Выделение участка обеспечивает возможность проведения наблюдений за одной и той же группой растений. Внесение удобрений заключается в равномерном распределении удобрений по площади орошаемого поля и пахотному слою. Посев или посадка предусматривает оптимальное размещение семян или рассады по площади поля и профилю пахотного слоя. Почвенные условия на выделенном участке и орошаемом поле должны совпадать. На участке размещают не менее 30-40 растений пропашных культур и не менее 100-150 растений культур сплошного сева. При сокращении числа растений на участке возрастает вероятность ошибки наблюдений за счет влияния локальных факторов. Увеличение числа растений на участке повышает трудоемкость наблюдений без существенного увеличения их точности. Ежедекадно наблюдают за верхними частями растений и проводят полив при подвядании верхних частей не менее 70% растений. Подвядание верхних частей растений показывает, что растения находятся в неблагоприятных условиях роста и развития. В засушливой зоне, где применяют орошение, это обычно дефицит влаги в почве. Поэтому в этот момент проводят полив. Однако на практике очень трудно различить, какое наблюдается подвядание растения: кратковременное или устойчивое. Кратковременное подвядание вызывает не только дефицит влаги в почве, но и друге факторы. Полив в этот момент будет преждевременен. Избыточная поливная вода вымывает минеральные удобрения из почвы, повышаются затраты оросительной воды. Устойчивое подвядание верхушек растений наблюдается при остром дефиците запасов влаги в почве. Полив в этот период будет проведен с запаздыванием. Продуктивность растений будет снижаться.

Отличительные признаки обеспечивают наступление устойчивого подвядания верхушек растений на выделенном участке раньше, чем на орошаемом поле. На выделенный участок вносят азотные удобрения в дозе, на 30 - 40% превышающей дозу, внесенную на орошаемое поле. Под действием повышенной дозы азотных удобрений интенсивность роста площади листовой поверхности растений на выделенном участке превосходит интенсивность роста площади листовой поверхности растений на орошаемом поле. Увеличение площади листовой поверхности сопровождается ростом по сравнению с растениями орошаемого поля интенсивности транспирации растений на выделенном участке. На выделенном участке раньше, чем на орошаемом поле наступает острый дефицит запасов влаги в почве. Здесь четко фиксируется устойчивое подвядание верхушек растений. Растения на орошаемом поле только начинают испытывать дефицит влаги в почве, который визуально не фиксируется. В этот момент и проводят поливы орошаемого поля и выделенного участка. На выделенный участок подают поливную норму, на 20-30% превышающую норму полива, поданную на орошаемое поле. Повышенная норма компенсирует увеличенный дефицит запасов влаги в почве выделенного участка.

Особенности реализации способа поясняет чертеж. На чертеже показана динамика запасов влаги в активном слое почвы на выделенном участке и орошаемом поле с яровой пшеницей. Кривая 1 показывает динамику запасов влаги (% от НВ) в почве выделенного участка. Кривая 2 показывает динамику запасов влаги (% от НВ) в почве орошаемого поля. Кривая 3 отображает полив орошаемого поля. Кривая 4 отображает полив выделенного участка.

В начале вегетационного периода запасы влаги в почве выделенного участка и орошаемого поля практически совпадают и составляют 90% от НВ. К началу второй декады июня запас влаги в почве выделенного участка падает до 60% от НВ и растения на выделенном участке страдают от острого дефицита увлажнения. На выделенном участке фиксируется устойчивое подвядание верхушек растений. К этому моменту запас влаги в почве орошаемого поля упал до 70% от НВ. Здесь растения еще не испытывают острого дефицита увлажнения и устойчивого подвядания верхушек растений не наблюдается. В этот момент проводят полив выделенного участка и орошаемого поля. На выделенный участок подают поливную норму, на 20-30% превышающую норму, поданную на орошаемое поле. В конце первой декады июля отмечается аналогичная ситуация, и в этот момент проводят полив.

Пример реализации способа. Способ реализован в Саратовской области. Почвы на орошаемом поде каштановые, среднесуглинистые. Провели основную и предпосевную обработки почвы. После обработок внесли минеральные удобрения в дозах: азотные - 40, калийные - 30, фосфорные - 30 кг/га действующего вещества. Вехами выделили участок площадью 10 м.кв. На выделенный участок дополнительно внесли азотные удобрения (аммиачную селитру) в дозе 14 кг/га действующего вещества. Культиваторами заделали удобрения в почву. В середине первой декады мая провели посев семян яровой пшеницы из расчета 4.2 млн. всхожих зерен на гектар. В фазу кущения на выделенном участке и орошаемом поле начали фиксировать состояние верхушек растений. В начале второй декады июня зафиксировали подвядание верхних частей растений выделенного участка. На орошаемом поле подвядание верхних частей растений не отмечалось. Провели полив нормой 250 м³/га орошаемого поля и выделенного участка. На выделенный участок переносной дождевальной установкой дополнительно подали оросительную воду нормой 65 м³/га. В фазу начала формирования колоса при подвядании верхних частей растений выделенного участка провели полив орошаемого поля и участка нормой 300 м³/га. На выделенный участок дополнительно подали норму 80 м³/га. Для контроля ежедекадно фиксировали запас влаги в активном слое почвы выделенного участка и орошаемого поля. За вегетацию средняя влажность почвы перед поливом на выделенном участке составила 55% от НВ, на орошаемом поле - 72%. Таким образом, предполивная влажность почвы на орошаемом поле не опускалась ниже оптимума. Урожайность яровой пшеницы на орошаемом поле составила 23 ц/га.

На этом же поле была выполнена сравнительная оценка предложенного способа и способа-прототипа. Вехами разбили орошаемое поле на 5 зон и контрольный вариант. На контрольном варианте был реализован способ полива по предполивной влажности почвы. Здесь ежедекадно измеряли запас влаги в почве и проводили полив при влажности почвы 70% от НВ. В каждой зоне выделили участок площадью 10 м. кв. В 5-ой зоне был реализован способ-прототип. На участки внесли вручную дополнительно азотные удобрения в дозах: 1 - 8, 2 - 12, 3 - 16, 4 - 20, 5 - 0 кг/га действующего вещества, что превышает дозу, внесенную на орошаемое поле, соответственно на 20, 30, 40, 50, 0%. Наблюдали за состоянием верхушек растений на выделенных участках. При подвядании верхних частей растений на этих участках поливали выделенные участки и соответствующие им зоны орошаемого поля. На все выделенные участки дополнительно подавали оросительную воду нормой, на 25% превышающей норму полива, поданную на орошаемое поле. Регулярно фиксировали запасы влаги в почве выделенных участков и соответствующих зон орошаемого поля. Средний за вегетацию запас влаги в почве перед поливом по зонам изменялся в следующих пределах: 1 - 54% от НВ, 2 - 69% от НВ, 3 - 70% от НВ, 4 - 78% от НВ, 5 - 52% от НВ. Урожайность яровой пшеницы по зонам изменялась в следующих пределах: 1 - 15, 2 - 22.9, 3 - 23, 4 - 23.1, 5 - 14.5 ц/га. На контрольном варианте она составила 23 ц/га. Таким образом, дополнительная доза азотных удобрений менее 30% от дозы, внесенной на орошаемое поле, приводит к запаздыванию полива и снижению урожайности на 35% по сравнению с контрольным вариантом. Дополнительные дозы азотных удобрений более 50% от дозы, внесенной на орошаемое поле, приводят к превышению оптимальной предполивной влажности почвы и дополнительным затратам оросительной воды.

По сравнению со способом-прототипом предложенный способ обеспечил повышение урожайности на 37%.

Предложенный способ был реализован в Московской области на осушенных землях овощекормового севооборота. Почвы участка среднесуглинистые, торфянистые. Провели обработку почвы. Внесли удобрения в дозах: азота - 120, калия - 80, фосфора - 40 кг/га действующего вещества. На орошаемом поле выделили участок площадью 12 м.кв. На выделенный участок дополнительно вручную внесли азотные удобрения в дозе 42 кг/га действующего вещества. Во второй декаде мая высадили рассаду капусты белокочанной из расчета 35 тыс. растений на 1 га. Дождевальной машиной ДКШ-64 "Волжанка" провели послепосадочный полив нормой 150 м³/га. Ежедекадно проводили наблюдения за верхушками листьев. В фазу розетки листьев на растениях выделенного участка фиксировали подвядание верхушек листьев. Провели полив орошаемого поля и выделенного участка нормой 200 м³/га. На выделенный участок посредством переносной дождевальной установки дополнительно подали оросительную воду в норме 50 м³/га. В фазу начала образования качана у растений выделенного участка фиксировали подвядание верхушек листьев. Провели полив выделенного участка и всего орошаемого поля нормой 300 м³/га. На выделенный участок дополнительно подали оросительную воду в норме 75 м³/га. В фазу начала технической спелости при подвядании верхушек листьев растений выделенного участка провели полив всего орошаемого поля и участка нормой 300 м³/га. На выделенный участок дополнительно подали оросительную воду в норме 75 м³/га. Для оценки предложенного способа фиксировали влажность почвы перед поливом на выделенном участке и орошаемом поле. Средняя за вегетацию влажность почвы на выделенном участке составила 62% от НВ. На орошаемом поле она не опускалась ниже оптимума и составила 73% от НВ.

На этом же поле провели оценку величины дополнительной нормы полива, подаваемой на выделенный участок. Орошаемое поле разбили на 5 зон и в каждой зоне выделили участок. В зоне 5 был реализован способ-прототип. На орошаемом поле выделили контрольный вариант, где полив проводили по предполивной влажност почвы. Здесь средняя за вегетацию преполивная влажность почвы составила 72% от НВ (НВ - наименьшая влагоемкость). Дополнительная норма полива, подаваемая на выделенный участок, изменялась по зонам: 1 - 10, 2 - 20, 3 - 30, 4 - 40, 5 - 0% от нормы полива, поданной на орошаемое поле. Фиксировали запасы влаги в почве по зонам орошаемого поля. Средняя влажность почвы перед поливом по зонам изменялось в следующих пределах: 1 - 82% от НВ, 2 - 72% от НВ, 3 - 73% от НВ, 4 - 65% от НВ, 5 - 62% от НВ. Урожайность капусты белокочанной по зонам изменяется в следующих пределах: 1 - 62, 2 - 61, 3 - 61, 4 - 48, 5 - 46, контрольный вариант 61.2 т/га. В зонах 2 и 3 средняя предполивная влажность почвы практически совпадает с контрольным вариантом. В зоне 1 затраты оросительной воды были выше контрольного варианта на 14%. В зоне 5, где был реализован способ-прототип, урожайность капусты была ниже контроля на 24%.

Результаты испытаний показали, что предложенный способ обеспечивает по сравнению с известным способом снижение затрат оросительной воды на 14% и повышение урожайности на 24-37% за счет внесения на выделенный участок дозы азотных удобрений, на 30-40% превышающей дозу, внесенную на орошаемое поле, и полива выделенного участка нормой, на 20-30% превышающей норму полива, подаваемую на орошаемое поле.