2410 подписчиков

СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ТЕХНОРЕАЛЬНОСТИ. Часть 5.

22 июня 202022 июн 2020

34 мин

В монографии рассмотрена теория создания новой сельскохозяйственной техники и технологий с учётом требований экологии. Рассмотрена теория изобретательского процесса. Дана система, согласно которой должно происходить создание новой техники и технологий. Приведены синтезированные схемы рабочих органов и орудий. Значительное внимание уделено биологизации земледелия. Разрабатывается теория обмена энергией и ресурсами между сельскохозяйственными растениями.

При использовании материалов - ссылка обязательна. Оригинал книги имеется в центральных библиотеках России, определённых ВАКом для обязательной рассылки авторефератов диссертаций.

Библиографическое описание:

Ссылка на изобретения: https://zen.yandex.ru/media/id/5e72555bb22d3c6dcc1e62f6/sozdanie-novoi-realnosti-i-izobreteniia-mv-oreshkina-5ed0f37433fe650fb48dfc51

3.4. Альтернативное или биологическое земледелие и растениеводство. Общие условия осуществления и функционирования. (Подсистема биометодов (J). Система (F))

Альтернативой существующему земледелию и растениеводству является и так называемое экологическое или биологическое земледелие и растениеводство; или применение отдельных их элементов в практике обычного технологического цикла возделывания культурных растений. Рассмотрим ряд примеров этому.

Но вначале отметим, что при внедрении биологических форм земледелия во главу угла должно быть поставлено повышение резистентности растений, например, применение в качестве некорневой подкормки аморфного кремния или его солей с целью получения более жёстких тканей растений, дабы их не могли употреблять в пищу насекомые. Этому может служить также применение физиологически активных факторов, в том числе физиологически активных веществ и микроэлементов, используемых для повышения резистентности. Подобного эффекта можно достигать и дробным по площади поля применением минеральных удобрений. А вот уничтожение вредных видов насекомых должно имитировать их естественное отмирание, чтобы данные насекомые не подавали в среду своего обитания электромагнитный или запаховый (химический) импульс, что вызывает усиленное компенсаторное размножение оставшихся особей. Например, применение системных ядов, которые накапливаются в вегетирующей массе растений, которую поедают вредители и затем отмирают как бы по естественным причинам. Подобный эффект даёт так же комбинации сроков сева, проведение обкосов и прокосов, комбинации растений с различными по длительности этапами развития и различной резистентности.

Рассмотрим теперь ряд примеров способов, осуществляющих подходы биологического ведения земледелия.

3.4.1. Способы, способствующие снижению применения химических веществ на посевах сельскохозяйственных растений. (Блок-4)

Разработка № 32. Первым в данном списке стоит способ возделывания озимых колосовых на склонах по а.с. 1496662. Он осуществляется следующим образом. После уборки стерневых предшественников (пшеницы, ржи, ячменя) солому равномерным слоем разбрасывают по поверхности поля. Посев выполняют, например, стерневой сеялкой. В образовавшиеся борозды глубиной 7 – 8 см в дно борозды высевают семена, обработанные ростовыми физиологически активными веществами, на глубину 2 – 3 см. При мелкой заделке семян выпадающие осадки максимально используются для прорастания семян и развития растений. Большее количество влаги при наличии физиологически активных веществ ускоряет на 3 – 4 дня всходы и повышает всхожесть семян на 17 – 20%. В фазу одного побега – «шильца» - борозды заполняют мульчёй слоем на 6 – 7 см почвой с соломой. Что позволяет увеличить глубину залегания основного узла кущения на 3 – 4 см от поверхности почвы и сохранить накопленную влагу. Помимо этого создаётся дополнительный узел кущения, который позволяет растению лучше укорениться, поскольку развиваются дополнительные корни. Тем самым создаются благоприятные условия для роста растений в осенний период, снижается степень риска повреждения их зимой низкими температурами, а также предотвращается токсичное воздействие соломы на прорастающие семена. Кроме того, в засушливых условиях осеннего периода, когда верхний (0 – 5 см) слой почвы быстро иссушается, сдерживается образование вторичной корневой системы. Поэтому растения обеспечиваются влагой и питательными веществами благодаря работе первичной корневой системы. Растения озимых имеют перед уходом в зиму хорошо развитую вторичную корневую систему, в которой число корней за счёт второго узла кущения в два раза больше, а длина их по сравнению с длиной на контроле (обычный способ) на 7 – 12 см больше. В результате выживаемость растений повышается на 16 – 19%. Более высокая выживаемость способствует созданию к весне хорошо сомкнутого растительного покрова, снижающего сток воды и смыв почвы на 40 – 50% и повышающего урожай на 5 – 6 ц/га.

Разработка № 33. Вторым рассмотрим способ ухода за зерновыми культурами по а.с. 1766292, который включает проведение обкосов и покосов в период, предшествующий уборке урожая. Причём с целью повышения эффективности борьбы с сельскохозяйственными вредителями при выращивании озимых зерновых культур обкосы и прокосы проводят в период, соответствующий фазе «конец кущения – начало трубкования», а почву после проведения обкосов и прокосов обрабатывают инсектицидами системного действия. Если рассмотреть пример проведения данного способа на посевах озимой пшеницы, то он проводится в указанные фазы развития растений, что составляет 5 – 8 дней в зависимости от развитости культуры на данном промежутке времени. Обкосы осуществляются на основных товарных посевах согласно общепринятой технологии имеющимися в наличии жатками типа ЖВН или зерноуборочными комбайнами – на свал, либо же силосоуборочными комбайнами на зелёный корм. Скошенная масса может так же заготавливаться и на сено. Однако предпочтительнее использовать скошенную массу за зелёный корм. Поскольку растения скошены именно в этот срок, они, с одной стороны, хорошо поедаются скотом, поскольку вегетативные органы их ещё не огрубели, и, с другой стороны, дают хорошую отаву, что очень важно. Это распространяется на все колосовые зерновые, а также способ может применяться и на семенниках трав. Способность к хорошему отрастанию позволяет растениям к моменту начала созревания основной массы товарных посевов хорошо развиться за счёт хорошо развитой корневой системы. Но при этом растения на обкосах являются омоложенными, их ткани более нежные. И, следовательно, более привлекательные для вредителей полевых культур. Поэтому 80% и более вредителей полевых культур от их общего числа на посевах в целом, собираются на обкосах и прокосах, составляющих 2% от общей площади посевов. В том числе, здесь присутствует клоп-черепашка, хлебный жук, которые массированно устремляются на обновлённые посевы. Надо отметить, что в зависимости от условий года – засуха или наоборот чрезмерное увлажнение – поведение мероприятия может сдвигаться во времени. В первом случае в сторону проведения обкосов и прокосов в более ранние сроки – на 5-6 дней, а во втором – в более поздние – на 6 – 10 дней. Это оказывается более эффективным в плане борьбы с вредителями, но в засушливые годы снижает выход зелёной массы.

Борьба с вредителями на обкосах и прокосах может производиться или путём механического их уничтожения, или путём внесения инсектицидов. Причём внесение инсектицидов может носить двоякое применение.

Может производиться опрыскивание обкосов и прокосов, когда они уже отавировали контактными инсектицидами при наличии на них вредителей. Причём нормы обработки для применяемых инсектицидов увеличиваются в 1,2 – 1,5 раза. Данное опрыскивание производится, когда у растений на обкосах уже имеется колос и зерно вошло в начальную стадию налива, а точнее это начало молочной спелости. В это время основные товарные посевы уже дозревают. И в этом состоянии именно растения на обкосах и прокосах особо привлекательны для вредителей зерна. Опрыскивание производится в период максимального посещения вредителями полос обкосов.

Другим вариантом применения инсектицидов является уничтожение вредителей в течение всего периода произрастания растений на обкосах и прокосах. Причём уничтожаются все вредители, а не только по преимуществу вредители зерна. Тут производится обработка системными ядами. Внесение данных препаратов производится сразу после первого скашивания. Оно может производиться, например, по типу некорневой подкормки. Но более эффективно при внесении системных инсектицидов в почву обкосов. Дозы устанавливаются в зависимости от применяемого препарата. Для более полного уничтожения вредителей дозу всё же целесообразно увеличивать в 1,5 – 2 раза. Несение системных ядов может производиться по площади будущих обкосов и прокосов и в период сева культур, а для озимых ещё и весной, после возобновления ими вегетации. По типу некорневой подкормки системные инсектициды вносят в основном в том случае, если был упущен момент внесения их в почву непосредственно после скашивания. Второй укос, проводимый на обкосах и покосах перед уборкой товарных посевов в отличие от первого, идущего, если не применялись яды во время посева, на корм, идёт на сидеральное удобрение. Это обусловлено медленным разложением системных ядов, но, с другой стороны, их применение более эффективно и меньше загрязняют окружающую среду, поскольку они применяются внутрипочвенно и на площадях в 1 – 2% от общей площади товарных посевов. Таким образом, достигается снижение применения инсектицидов на 70 – 80%, поскольку они применяются на узких полосах обкосов и прокосов, составляющих 1 – 2% от общей площади товарных посевов. При этом получается биологически чистая продукция с основной площади товарных посевов.

3.4.2. Биометоды на основе применения многолетних трав. (Блок-5)

Разработка № 34. Третьим рассмотрим способ создания пролонгированного кулисного пара, который включает посев растений в виде полос перпендикулярно вектору стока. Помимо этого, в качестве растений для создания кулис используются многолетние бобовые травы, высеваемые под покров ярового ячменя, а озимую пшеницу высевают по кулисному пару под углом 90 градусов , или 75 градусов, или, 45градусов, или 35 градусов к кулисам из бобовых трав. На рисунках 84 и 85 представлены схемы осуществления способа. Целью же способа является использование кулис в течение нескольких сельскохозяйственных лет до их изреживания на 50 – 60%, получение дополнительного урожая семян бобовых трав и предотвращение в течение всего сельскохозяйственного года эрозии и дефляции на склоновых и равнинных землях соответственно. Так в 1998 – 2002 годах в южной части Ростовской области и в северной части Краснодарского края на склоновых землях высевались перпендикулярно вектору стока под покров ячменя люцерна (1) с междурядьями 70 см овощной сеялкой (патент РФ 2260929).

После уборки ячменя остаётся стерня и люцерна уходит в зиму. Весной производится боронование поперёк посевов, люцерна отрастает, обозначаются её рядки и производится культивация междурядий пропашным культиватором 2 – 4 раза до смыкания люцерны, когда растения достигают высоты 50 – 80 см. Затем она цветёт, созреваю её бобы и производиться её скашивание поперёк рядков на семена. Обмолот семян производится комбайном с измельчителем, то есть производится мульчирование почвы. После уборки люцерны, когда получим от 150 до 300 кг\га семян люцерны, производится культивация междурядий. В результате культиваций в рядках люцерны образуются вытянутые во весь рядок перпендикулярно вектору стока холмики (4). Затем, перед посевом озимой пшеницы, производится боронование кулисного пара зубовыми боронами поперёк рядков (3) люцерны 3 – 4 раза и производится выравнивание поля. Затем, перед посевом, производится предпосевная культивация пропашными культиваторами на глубину заделки семян – 6-8 см. При этих мероприятиях теряется до 30% люцерны, однако это не влияет на поставленную задачу, так как травостой затем интенсивно восстанавливается.

При достаточном увлажнении люцерна может отавировать, в этом случае производится второй укос с применением КИР-1,5 и разбрасываются растительные остатки по полю в виде мульчи, то есть производится мульчирующая обработка почвы. Сев озимой пшеницы производится зерновой сеялкой с дисковыми сошниками полной нормой высева поперёк рядков люцерны. Люцерна подымается в рядках в посевах озимой пшеницы на 30 – 40 см и уходит в зиму. Люцерновые кулисы задерживают снег, равномерно распределяя его по поверхности поля, утепляя тем самым озимую пшеницу, та в результате этого, лучше перезимовывает. Всё это способствует накоплению большего количества влаги в почве и защите её от эрозии и дефляции. Весной производится боронование и вычёсывание отмёрших растений. Озимая пшеница трогается в росте быстрее, чем люцерна и угнетает последнюю. При необходимости в фазу кущения озимой пшеницы поле обрабатывается гербицидом 2,4-Д из расчёта 1 кг\га по д.в. и тем самым достигается временное угнетение люцерны, отдавая текущий приоритет развитию растений озимой пшеницы и возможности использования питательных веществ и влаги, накопленных в люцерновых кулисах, озимой пшенице. В период осветления озимой пшеницы люцерна начинает усилено развиваться и выходит во второй ярус. Уборка осуществляется раздельно. Люцерна же остаётся для последующей вегетации и формирования урожая семян, который будет получен в этом же году – в августе – сентябре. Таким образом, получается полноценный урожай зерна озимой пшеницы, качество которого по содержанию белка на 1,5 – 2% и качеству клейковина на 4 – 5% выше, чем при традиционном возделывании. Получаемая солома фактически имеет свойства высококачественного сена и охотно поедается скотом. Дополнительно к зерну озимой пшеницы получается 50 – 60 кг\га семян люцерны. Экономия азотных удобрений составляет 40 – 60 кг\га по д.в. Предотвращается смыв почвы на склоновых землях от 1,2 до 20,0 т\га и предотвращается дефляция, поскольку почва в течение всего года защищена от воздействия эродирующих факторов. Коэффициент энергетической эффективности составляет 3,8 – 5,6 единиц, или возрастает в 1,7 – 2,8 раза.

Разработка № 35. Четвёртым рассмотрим способ повышения содержания и накопления доступного азота в агроценозах. Он включает в себя совместный, осенний, посев озимых колосовых и бобовых культур, при чём с целью создания оптимальных условий для быстрого высвобождения органических форм азота из соломы, пожнивных и корневых остатков, переводя его в формы доступные сельскохозяйственным растениям и накопления его в почве. Одновременно высевается озимая пшеница с нормой высева, рекомендованной для данной зоны, и озимая вика с нормой высева семян в соотношении с нормой высева семян озимой пшеницы 0,48 – 0,54. Если вместо озимой пшеницы используется озимый ячмень, то норма высева озимой вики к норме высева озимого ячменя будет иметь соотношение как 0,44 – 0,50. Если как озимая культура высевается тритикале, то соотношение норм высева озимой вики к норме высева тритикале будет 0,4 – 0,48. При использовании озимой ржи соотношение норм высева озимой вики к норме высева озимой ржи будет колебаться от 0,42 – 0,52. Посев озимой пшеницы и вики осуществляется следующим образом. Вначале производится смешивание семян двух культур. Далее эта смесь после предварительного протравливания высевается зерновой сеялкой СЗ – 3,6. Данные исследований за 2000 – 2002 годы показали следующее (табл.1).

Исходя из приведённых данных видно, что совместный посев культур положительно сказался на их урожайности в совместных посевах. Тем самым достигается формирование агроценозов, близких по своим качественным параметрам к биоценозам естественных популяций. При этом следует отметить, что соотношение зерна вики к общему урожаю зерна в совместном посеве составляет 20 – 25%, а зерно озимой пшеницы – 80 – 85%. При совместном выращивании озимой пшеницы и вики происходит фиксирование и перераспределение азота в пользу озимой пшеницы в размере 60 – 80 кг\га посевной площади. Это приводит к экономии азотных удобрений, уменьшению энергоёмкости производственного процесса в силу меньшего применения наиболее дорогостоящей составляющей технологии выращивания сельскохозяйственных культур – минеральных туков.

Уборка обеих культур, высеянных совместно, производится раздельным способом. То есть сначала посевы скашиваются на свал, причём срок уборки определяется по степени готовности к ней зерна озимой зерновой культуры, а затем производится обмолот либо с помощью комбайна, либо на стационарном пункте обмолота, что значительно сокращает потери зерна обеих культур.

В случае же использования вики как «стартовой» культуры, отдающей свой азот своему приемнику, в фазу кущения озимых колосовых производится обработка посевов гербицидом 2,4-Д с типовой нормой расхода по д.в.. В этом случае, а также в случае утилизации соломы, пожнивных остатков и корневых остатков на совместных посевах озимой пшеницы и озимой вики (так же как и на посевах озимых ячменя, ржи и тритикале), происходит быстрое высвобождение и перераспределение азота за счёт того, что достигается оптимальное соотношение между углеродом и азотом. Так если на посевах озимой пшеницы имеется соотношение углерода к азоту как 1 : 60 – 70, то при совместных посевах с озимой пшеницей озимой вики это соотношение принимает оптимизированное значение – 1 : 30 – 40. Тоже наблюдается и при посеве озимой вики с другими озимыми колосовыми. Это позволяет процессам высвобождения и перераспределения азота происходить быстрее и без лишних потерь. Одновременно улучшается процесс гумификации и сохранения плодородия почвы.

В случае выращивания озимого ячменя, тритикале или ржи на зерно совместно с озимой викой, технология возделывания остаётся такой же, как и при возделывании озимой пшеницы и вики.

Если же перечисленные культуры выращиваются на зелёный корм или для получения соломы, то получается ценный корм для животных. Так в соломе вики содержится до 2% азота, а солома озимого ячменя + вики, тритикале + вики, озимой ржи + вики по своим кормовым достоинствам приближается к сену естественных травостоев. Таким образом, достигается повышен и накопление доступного азота а в агроценозах на 60 – 80 кг\га посевной площади, увеличивается на 4 – 7 ц\га урожайность озимой пшеницы, на 5 – 6 ц\га озимого ячменя, на 3 – 4 ц\га тритикале, на 2 – 3 ц\га озимой ржи. Качество соломы в совместных посевах возрастает в перерасчёте на кормовые единицы на 20%, 30% и 28% соответственно. А количество сырого протеина возрастает на 4,2%, 5,1% и 3,7% соответственно.

В целом же и зерно, и не зерновую часть продукции совместных агроценозов можно рассматривать как экологически чистую продукцию, полученную за счёт снижения применения минеральных удобрений. При повышении коэффициента энергетической эффективности при возделывании данных культур в совместных посевах.

Разработка № 36. Пятым рассмотрим способ возделывания озимых колосовых, который включает в себя совместный посев озимых колосовых и бобовых культур, в котором с целью создания наиболее благоприятных условий для ускоренного высвобождения фосфора из его органических форм, находящихся в соломе, пожнивных и корневых остатках, и целью перевода его в доступные формы для сельскохозяйственных культур и накопления его в почве, одновременно высеваются озимая пшеница с нормой высева, рекомендованной для данной зоны плюс 10% и озимая вика с нормой высева семян в соотношении с нормой высева к семенам озимой пшеницы 0,52 – 0,58. Подобно для совместных посевов озимого ячменя и озимой вики, при этом ячмень высевается в рекомендованной для зоны норме высева плюс 15% и озимая вика с нормой высева семян в соотношении к окончательной норме высева озимого ячменя как 0,48 – 0,54. Норма высева тритикале увеличивается на 8%, соотношение к ней семян вики – 0,42 – 0,44. По озимой ржи увеличение нормы высева идет на 12%, а соотношение нормы высева озимой вики к окончательной норме высева ржи составляет 0,46 – 0,54. Технология возделывания совместных посевов вики и озимых колосовых в данном способе аналогична рассмотренному выше четвёртому способу. Отметим так же, что высвобождение фосфора при утилизации соломы, пожнивных и корневых остатков озимых колосовых происходит в виду того, что в подобного рода совместных посевах наблюдается оптимальное сочетание углерода и азота, а именно 1 : 30 – 40, в то время как при монопосевах это соотношение составляет 1 : 60 – 70.

3.4.3. Направленное регулирование развития растений с целью лучшей реализации их потенциала и потенциала окружающей среды. (Блок-6)

Разработка № 37. Шестым рассмотрим способ возделывания озимой пшеницы, который включает предпосевное внесение полного минерального удобрения, его заделку и дальнейший высев семян озимой пшеницы, отличающийся тем, что полное минеральное удобрение вносят экраном на глубину 18 – 20 см в дозе по д.в. N245-275, P280-310, K250-280 . Удобрение таким же образом и в той же дозе может вноситься на глубину 25 – 27 см.

При обычном способе внесения удобрений при возделывании озимой пшеницы на чернозёмах обыкновенных, когда при посеве в рядки вносится, например, гранулированный суперфосфат в дозе 30 – 35 кг\га, а также производится подкормка в период колошения из расчёта 90 – 100 кг\га аммиачной селитры или 60 кг\га мочевины. При этом не происходит дифференцированного распределения корневых систем растений озимой пшеницы послойно. Что чрезвычайно важно при возделывании её в засушливых условиях юга России, когда осадки в летний период года выпадают в недостаточном количестве и промачивают только слой почвы толщиной 0 – 10 см. В то время как при обычном способе удобрения корневая система растений озимой пшеницы распределяется равномерно в слое 0 – 30 см. Цель данного способа заключается в создании оптимальных условий для развития растений озимой пшеницы через создание таких условий развития корневых систем, чтобы они расположились в верхнем слое 0 – 10 см. Это достигается тем, что предпосевное внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений осуществляется экраном с помощью глубокорыхлителя – удобрителя типа КПГ - 2,2 на глубину 18 – 20 см при дозе N245 – 275 P 280 – 310 K 250 – 280 кг по д.в.. При использовании данного способа в среднем за пять лет были получены следующие данные, приведённые в таблице 2.

При этом следует отметить, что при применении сочетаний удобрений N250 P285 K 255, N255 P290 K250, N260 P295 K265, N265 P300 K270, N270 P305 K275, N275 P310 K280 оптимум на чернозёме обыкновенном средне- и сильноэродированном наступает при сочетании N245-275 P280-310 K250-280 в кг\га по д.в. корневая система озимой пшеницы располагается в слое 0 – 10 см, что приносит максимальный урожай зерна озимой пшеницы в виду максимально возможного использования осадков в период вегетации, поскольку в летний период активной вегетации промачивается только слой 0 – 10 см, что отражено в таблице 3.

(чтобы не было непонимания доз удобрений, даю скрин:

далее по тексту)

3.4.4. Способы мелиорации и накопления влаги и создания улучшенных условий для развития последующих культур без дополнительных механических обработок и химизации. (Блок-7)

Разработка № 38. Седьмым рассмотрим способ мелиорации. После многолетних трав по общепринятой технологии производится лущение, а затем вспашка. При этом не используется естественный потенциал растений люцерны, донника, эспарцета для улучшения свойств почвы, пополнения корнеобитаемого слоя почвы питательными веществами, биологически активными веществами естественного происхождения и влагой. Поэтому целью данного способа является улучшение свойств корнеобитаемого слоя почвы: агрофизических, биологических и водных. Данная цель достигается тем, что в первый, максимум во второй, день после заключительного укоса люцерны, донника, эспарцета производится культивация убранных посевов сплошным экраном на глубину 8 – 10 см, что приводит к улучшению агрофизических, биологических и водных параметров корнеобитаемого слоя почвы. Осуществляется это за счёт того, что происходит разрезание перечисленных бобовых трав на глубине 8 – 10 см, но кони при этом продолжают функционировать и поставлять воду и питательные вещества, которые поступают в почву и образуют возле каждого среза корня сфероидные образования диаметром от 10 до 30 см с резко улучшенными свойствами почвы. Технология поясняется рисунками 86 и 87. На рисунке 86 изображены выходящие на дневную поверхность почвы (1) срезанные стебли (2) и находящиеся в почве корни (3). На рисунке 87 показано как на глубине 10 – 12

см произведено посредством культивации экраном подрезание корневых систем люцерны (или донника, или эспарцета) (4) и из нижних срезов корней происходит истекание влаги и питательных веществ, что показано стрелками (5). Данный способ применялся в 1998 – 2005 годах в Северной части Краснодарского и южной части Ростовской области. Запасы доступной влаги возрастали при его использовании на 10 – 14%, накопление азота в почве – на 6 – 10%, фосфора – на 5 – 8%, калия – на 5 – 7%, количество агрономически ценных агрегаций увеличивалось на 27 – 31%, содержание первичных органических веществ увеличилось на 8 – 11%, возрастала также биологическая и микробиологическая активность почвы. Наблюдалась стойкая тенденция к увеличению урожайности следующих культур: подсолнечника, сахарной свёклы, озимой пшеницы.

Прежде чем перейти к рассмотрению ещё ряда способов, связанных с возделыванием бобовых трав, отметим следующие. На одном квадратном метре произрастает 150 растений донника. Как выглядит корень взрослого растения донника представлено на фото (рис.88). Диаметр корня у поверхности равен в среднем 2 см. Корни донника растут до глубины 200 см. Объём одного корня нормально развитого растения в среднем составляет 418,67 см3. Объём корней растений донника, произрастающих на одном квадратном метре в слое почвы 0 – 200 см составляет, таким образом, 62800,5 см3, а на одном гектаре соответственно 6,28 . 108 см3. Или это ёмкость объёмом 628 метров кубических на гектар. Или, если распределить равномерным слоем этот объём на площади в один гектар получится толщина слоя 62,8 мм. Теперь, если допустить, что этот объём заполнен влагой, то теоретически получается, что дополнительно на гектар мы можем получать дополнительно более 60 мм влаги, что позволит формировать дополнительный урожай сельхозкультур. Остаётся выяснить, каким образом можно добиться подобного результата. Однако заметим, что само только возделывание бобовых трав даёт дополнительно от 550 до 600 м3 воды на гектар, влагозапас по доннику весной превышает на 20 – 30% запасы влаги по чёрному пару.

Разберём подходы к решению этой проблемы, состоящей в продуктивном использовании дополнительных ёмкостей, которые образуются на поле, после произрастания бобовых трав и, в частности, донника.

Разработка № 39. Восьмым рассмотрим способ удобрения сельскохозяйственных культур, использующий эффект дополнительных ёмкостей. Известно, что жидкие или растворённые в воде удобрения вносят на поверхность почвы; при этом наблюдается непроизводительное расходование этих удобрений. Лишь малая их часть включается в пищевые цепи агрофитоценоза. Исходя их этого, более целесообразно вносить жидкие удобрения в заранее приготовленные внутрипочвенные резервуары, где данные удобрения могли бы накапливаться. И в дальнейшем постепенно расходоваться последующими растениями севооборота. Если использовать в качестве емкостей корневые системы донника и люцерны, то и достигается необходимый эффект. Удобрения вносят в зону выхода на дневную поверхность корневых остатков бобовых трав следующей весной после уборки в ранее поделанные борозды, а так же в момент высева последующей культуры. Вносить удобрения можно, таким образом, в течение 1 – 3 лет после уборки трав. Способ поясняется рисунками 89-91. На рисунке 89 объясняется осуществление данного способа. На рисунках 90 и 91 показан процесс проникновения удобрений в остаточные корневые ёмкости донника или люцерны. Проникновение жидких питательных веществ осуществляется за счёт свойств плёночных поверхностей: проводить вещества в одну сторону и таким образом осуществлять путём диффузии отбор и забор питательных веществ с последующим их аккумулированием в паренхиме корня убранных бобовых трав по всей его длине. Далее культуры, следующие в севообороте, прорастают в данные корневые остатки – резервуары своими активными корнями и потреблять запасённые там питательные вещества.

Разработка № 40. Девятым рассмотрим способ возделывания сельскохозяйственных растений, суть которого сводится к тому, что после бобовых трав, после завершения срока эксплуатации их посевов высеваются семена сахарной свёклы или подсолнечника в непосредственной близости от выхода на дневную поверхность корней ранее убранных бобовых трав. Что позволяет корням высеянных растений прорастать в них, как в готовые ходы для своих корней внутри почвы и одновременно получать дополнительные запасы воды и питательных веществ. Отметим, что урожайность кормовой свёклы, высеянной по доннику на 24 – 43% , а подсолнечника на 16 – 39% превышает урожайность по другим способам выращивания.

Разработка 41. Одиннадцатым рассмотрим способ ухода за сельскохозяйственными культурами, суть которого сводится к внесению системных ядов, которые аккумулируются в остаточных корневых ёмкостях донника или люцерны и откуда они в течении 2 – 5 лет поступают в последующие культуры, предохраняя их от вредителей и болезней. Системные яды вносят в растворённом состоянии по бороздам, в которых возделывались бобовые травы. Ядохимикаты вносятся по срокам в первый или во второй день после уборки бобовых. Это обусловлено тем, что в этот краткий промежуток времени у корней существует остаточная сосущая сила, составляющая от 50 до 90% от сосущей силы перед уборкой. Таким образом, яды и могут концентрироваться в корневых остатках бобовых трав. В дальнейшем яды будут поступать в последующие культуры севооборота. При этом достигается не только концентрация ядохимикатов, но и их экономия в виду ленточного их внесения при этом площадь обработки сокращается в 6 – 7 раз.

Разработка 42. Двенадцатым рассмотрим способ углубления пахотного горизонта почвы, основанном с одной стороны на проведении глубокой основной обработки плугом с почвоуглубителем с дальнейшим высевом люцерны и возделывании её до пяти лет, если же высевается донник, то он возделывается два года. За период полной вегетации корневая система бобовых может прорастать в почву более чем на 150 см. За период от 2 до 5 лет корневые системы бобовых трав по пути своего прохождения вглубь почвы увлекают за собой в процессе роста от 2 до 10 кг почвы и переносят её в нижележащие слои. Тем самым они закрепляют и усиливают эффект почвоуглубления после вспашки. Так же достигается оструктуривание пахотного и подпахотного горизонтов. Способ поясняется рисунками 92 и 93. На рисунке 92 представлена схема почвоуглубления корневыми системами бобовых трав. А на рисунке 93 – раскрывается суть механизма переноса почвы вглубь и её перемешивание биологическим методом с помощью корневых систем люцерны или донника. Данный механизм осуществляется в первую очередь за счёт боковых и дополнительных корней, отходящих от основного корня. Эффективность почвоуглубления и процесс его закрепления во времени возрастает в 2 – 3 раза. Одновременно корневыми системами бобовых растений производится дренирование уплотнённого подпахотного слоя почвы и разуплотнение плужной подошвы, как это показано на рисунках 94-96.

3.5. Элементы аналитического прогнозирования развития способов возделывания сельскохозяйственных культур

Исходя из рассмотренного материала, можно сделать определённый прогноз по направлению дальнейшего развития сельскохозяйственной техники, а так же способов и технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Поскольку обработка почвы отвальным способом может применяться не чаще одного раза в пять лет, но имеющиеся в производстве плоскорежущие орудия и рабочие органы не в состоянии окончательно решить проблему повышения продуктивности агроценозов при сохранении целостности их компонентов.

Исходя из этого, будущее обработки почв находится в применении орудий и рабочих органов могущих осуществлять объёмное рыхление почвы, то есть производить рыхление почвы во всём объёме пахотного слоя, но без кардинального перемещения его частей друг относительно друга и с сохранением поукосных и пожнивных остатков на дневной поверхности почвы. Для снижения и прекращения процессов деградации почвы, вызываемых давлением ходовых частей тракторов и сельскохозяйственных машин в идеале необходимо полностью убрать с поля сами эти механизмы как таковые. Это достижимо при выносе в воздух, на аппараты легче воздуха, например на дирижабли, энергетических установок, запасов горючего, семенного материала, удобрений, ядохимикатов (то есть и расходных материалов в том числе). То есть на аппараты легче воздуха выносится основная физическая масса работающей на полях техники, в то время как на дневной поверхности остаются лишь рабочие модули, моно- или полифункционального назначения. Другим подходом может явиться универсалистский подход или органическая машина (иначе говоря – бионическая машина). Суть данного подхода состоит в роботизации и полной компьютеризации всех производственных процессов в растениеводстве. Схема органической (бионической) машина такова: существует ЭВМ-матка, осуществляющая телеметрический контроль за параметрами агроценозов определённого водосбора. Ей приданы отряды небольших аппаратов-роботов со сменными орудиями – насадками или же полифункциональные радиоуправляемые аппараты наземного, воздушного и подземного базирования и использования. Такие роботы осуществляют принципиально новый подход к возделыванию растениеводческих культур – принцип индивидуального ухода за растением на основе интеграции данных по состоянию данного конкретного агроценоза, что в свою очередь осуществляется на основе сведений о состоянии каждого педона (почвенного индивида), которые составляют данный локальный участок педосферы и входят субстратной структурой в агроценоз. В целом же в бионической машине осуществляется принцип «матка – рабочие особи», заложенный в сообществах пчёл, муравьёв, термитов. Наконец не менее актуальным остаётся применение биологических средств повышения продуктивности агроценозов. Под биологическими средствами в данном случае понимаются способы возделывания и элементы технологий, повышающие симбиотическую активность растений продуктантов; повышение резистентности растений; пролонгированное использование посевов, основываясь на морфологических особенностях растений; рациональное применение удобрений и ядохимикатов, основываясь на биологических и физиологических особенностях растений; воздействие на почву и достижение улучшения её физического и химического состояния и состава через воздействие растений.

ЛИТЕРАТУРА