СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ
METHOD OF IMPROVEMENT OF SOIL FERTILITY

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия почвы в результате нарастания численности и активизации деятельности аборигенных видов дождевых червей при внесении сложного компоста.
Известен способ разведения дождевых червей (Lumbricus terrestris L.) (заявка РФ №93009746, кл. А01К 67/033, дата публикации 27.12.1995), используемый для увеличения количества особей и качества биогумуса. Для этого червей разводят в земляных траншеях глубиной 1,5-1,6 м, куда вводят смесь навоза, речного ила, листового опада и древесных опилок в соотношении 3:3:0,1:0,1. К общему объему смеси дополняют мел в количестве 1-1,5%.
Недостатком данного способа является использование земляных траншей, что ограничивает пространство для распространения дождевых червей. Способ достаточно трудоемкий и энергозатратный в связи с необходимостью разведения определенного вида дождевого червя.
Также известен способ разведения червей (патент РФ №2384999, кл. А01К 67/033, дата публикации 27.03.2010), заключающийся в том, что червей разводят в емкостях. Емкость образована автомобильной покрышкой, либо ее частью.
Недостатком данного способа является необходимость тщательного ухода за популяцией дождевых червей (периодический полив, перемешивание, регулирование численности, подсыпка свежего субстрата). Способ достаточно трудоемкий и энергозатратный.
Известен способ повышения плодородия почвы (патент РФ №2426292, кл. A01B 79/02, B09C 1/10, C05F 9/04, дата публикации 20.08.2011, прототип), заключающийся в создании на поверхности грунта отдельного поля многослойной гряды, содержащей слои навоза и отходов сельскохозяйственных культур. Многослойную гряду выдерживают до нарастания количества компостных червей до критической массы. Затем создают протяженный бурт, содержащий слои навоза и органических отходов. Выдерживают бурты до нарастания количества компостных червей до критической массы. На сельскохозяйственном поле создают многослойную гряду с периодическим добавлением в эти гряды навоза и отходов сельскохозяйственных культур.
Недостатком данного способа является периодическое создание гряд и буртов, что делает его энергозатратным и трудоемким. При устройстве гряд и буртов необходимо соблюдать и поддерживать определенные условия, благоприятные для размножения компостных червей и повышения их численности до критической массы, что не всегда представляется возможным. Погодные условия, неправильное сочетание органических компонентов при формировании гряды и бурта могут привести к снижению кислотности, изменению физических и химических свойств субстрата, что может отрицательно повлиять на развитие популяции дождевых червей.
Техническим результатом задачи является эффективность и экологическая чистота способа повышения плодородия почвы, в результате нарастания численности и активизации деятельности дождевых червей, одновременно с улучшением физических, химических и биологических свойств почвы.
Технический результат достигается тем, что в способе повышения плодородия почвы, включающем внесение сложного компоста, состоящего из навоза и отходов сельскохозяйственных культур для нарастания численности и активизации деятельности дождевых червей, согласно изобретению, сложный компост вносят в почву на глубину пахотного слоя, при этом сложный компост дополнительно имеет отход химической промышленности - фосфогипс, а отходы сельскохозяйственных культур - растительные остатки подсолнечника (шляпки), сахарной свеклы, кукурузы, отходы очистки зерна, выжимки овощей и фруктов, солома ячменя, отходы кормления животных, взятых в равных пропорциях, при следующем соотношении компонентов, %: отходы сельскохозяйственных культур - 2-3; фосфогипс - 5-6; навоз крупного рогатого скота - остальное.
Новизна заявленного способа обусловлена тем, что сложный компост вносится на всю используемую под посев площадь в норме 65-70 т/га; не имеет в своем составе вредных и ядовитых веществ, благоприятствует развитию популяции и активизации деятельности дождевых червей, улучшает физические, химические и биологические свойства почвы и положительно влияет на развитие растений, поскольку содержит значительные количества серы, кальция, кремния и целого ряда микро- и ультрамикроэлементов.
Изобретение позволяет расширить ассортимент способов повышения плодородия почвы.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.
Способ осуществляется следующим образом.
Для повышения плодородия почвы на глубину пахотного слоя вносят сложный компост, состоящий из навоза крупного рогатого скота, фосфогипса и, взятых в равных пропорциях, отходов сельскохозяйственных культур - растительные остатки подсолнечника (шляпки), сахарной свеклы, кукурузы, отходы очистки зерна, выжимки овощей и фруктов, солома ячменя, отходы кормления животных, при следующем соотношении компонентов, %: отходы сельскохозяйственных культур - 2-3, фосфогипс - 5-6, навоз крупного рогатого скота - остальное.
Использование в составе компоста отходов сельскохозяйственных культур, с содержанием 2-3 масс.%, обусловлено созданием оптимального сочетания питательных элементов субстрата и сроками созревания компоста. При содержании в составе сложного компоста отходов сельскохозяйственных культур выше 3% потребуются более длительные сроки для приготовления компоста, а образование в большем количестве дубильных веществ, при разложении растительных остатков, может негативно повлиять на развитие популяции дождевых червей.
Содержание в составе компоста 5-6 масс.% фосфогипса обусловлено созданием оптимальной среды компоста (pH 6,0-6,5), способного снизить щелочность черноземной почвы с 7,8-9,2 до 7,2-7,8, что является одним из важнейших показателей и создает оптимальные условия для развития и размножения популяции дождевых червей, т.к. представители данного семейства очень чувствительны к изменениям реакции почвенной среды и предпочитают нейтральные и слабощелочные почвы. При содержании фосфогипса > 6 масс.% pH компоста снижается и составляет < 6,0, что может привести к повышению кислотности почвы и негативно повлиять на состояние популяции дождевых червей; содержание фосфогипса < 5 масс.%, наоборот, недостаточно для образования компоста с pH от 6,0 до 6,5, способного снизить щелочность черноземной почвы.
Пример конкретного осуществления способа повышения плодородия почвы
Исследования проводились с 2008 года на базе ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района Краснодарского края на полях севооборота. Сложный компост был представлен отходами животноводства (навоз крупного рогатого скота), химической промышленности (фосфогипс) и другими отходами растениеводства (растительные остатки подсолнечника (шляпки), сахарной свеклы, кукурузы, отходы очистки зерна, выжимки овощей и фруктов, солома ячменя, отходы кормления животных). Все компоненты сложного компоста укладывались слоями на специальной площадке в соотношении 50:5:1 и ежемесячно перемешивались. Компост был готов к использованию в пределах 3-4 месяца.
Сложный компост (65 т/га) вносился в 2008 г. после уборки суданской травы перед посевом кукурузы на фоне принятой нормы NP на участке площадью 5 га. В качестве контроля был выбран участок такой же площадью, на котором вносили только принятую норму NP.
В последующем при смене сельскохозяйственных культур на опытных участках использовалась общепринятая технология обработки почвы. Севооборот с 2008 по 2012 гг. был представлен следующими культурами: кукуруза на зерно - озимая пшеница - сахарная свекла - озимая пшеница - подсолнечник.
В полевых исследованиях применялись прямые методы учета численности дождевых червей, согласно которым производилась выкопка почвенных образцов на глубину 20 см и площадью 20×20 см и ручная разборка (Гиляров, 1965). Выявленных беспозвоночных помещали в фиксирующий раствор (96° спирт). Фиксированный материал рассматривали в поле зрения микроскопа БИОМЕД-3.
2
2
В первый год внесения сложного компоста (2008 г.) на посевах кукурузы в верхнем слое почвы (0-20 см) отмечалось заметное увеличение популяции аборигенных видов дождевых червей (сем. Lumbricidae). Численность представителей данного семейства на контроле составила 28,6±4,2 экз/м, тогда как на участке со сложным компостом данный показатель возрос до 58,4±6,8 экз/м (таблица).
Таблица
Численность дождевых червей на посевах различных сельскохозяйственных культур в условиях полевого опыта
Культура
Период исследования
Численность дождевых червей, экз/м<sup>2</sup>
Контроль
При внесении сложного компоста
Кукуруза на зерно
2008 г.
28,6±4,2
58,4±6,8
Озимая пшеница
Октябрь, 2008 г.
3,6±1,8
10,2±1,3
Декабрь, 2008 г.
10,5±2,9
24,4±6,0
Март, 2009 г.
30,2±5,1
45,7±6,3
Апрель, 2009 г.
25,9±4,7
43,1±5,9
Июль, 2009 г.
9,7±2,8
31,3±3,0
Сахарная свекла
2009-2010 гг.
23,4±4,3
48,4±6,2
Озимая пшеница
2010-2011 гг.
34,3±5,6
55,4±6,5
Подсолнечник
2011-2012 гг.
16,7±2,1
47,1±3,8
2
2
Анализ результатов исследования, представленных в таблице, показал, что в октябре 2008 года после уборки кукурузы была высеяна озимая пшеница. Повторного внесения сложного компоста не производилось, что дало возможность оценить его последействие. Дождевые черви наиболее интенсивно увеличивали свою популяцию на протяжении всего весеннего периода, в результате чего в опыте она составила 43,1-45,7 экз/м, а на контроле этот показатель колебался от 25,9 до 30,2 экз/м. Осенью и зимой 2008 года отмечалось снижение численности дождевых червей как на контроле, так и на участке со сложным компостом, это может быть обусловлено низкими температурами данного периода, что могло привести к массовой гибели популяции. Летом также количественные показатели снизились, что скорее всего вызвано наличием высоких температур и переходу популяции в более низкие слои почвы. Однако тенденция увеличения численности дождевых червей на участке со сложным компостом сохранилась.
2
Результаты исследований 2009-2010 гг. на посевах сахарной свеклы на участке, где вносился сложный компост показали, что общая численность дождевых червей оказалась выше, чем на контроле, и составила 48,4±6,2 экз/м. На посевах озимой пшеницы (2010-2011 гг.) и подсолнечника (2011-2012 гг.) также отмечалась тенденция увеличения численности популяции дождевых червей при внесении в почву сложного компоста. В результате исследований было отмечено, что использование на полях севооборота сложного компоста оказывает влияние на численность дождевых червей еще в течение 4-5 лет после внесения.
Данный факт может быть связан со свойствами минеральных веществ, входящих в состав сложного компоста, которые усиливают мацерацию растительных остатков, в результате чего создаются благоприятные условия для питания дождевых червей. Возможно, что увеличение содержания в почве органического вещества, полевой влажности, изменение реакции среды, снижение плотности при внесении сложного компоста способствовало повышению численности и активизации деятельности дождевых червей.
2
2
Полученные данные представляют интерес в виду того, что дождевые черви являются переработчиками органического вещества, способствуют накоплению в почве гумуса, перемешиванию различных компонентов субстрата, а также улучшению физических (изменение структуры почвы за счет копролитов, рыхление почвы при прокладывании ходов), химических и биологических свойств почвы. Если учесть, что червь в день способен пропустить через свой кишечник количество субстрата, равное массе его тела (в среднем 0,5 г), и его активная деятельность продолжается около 200 дней в году, то можно предположить, что на контроле (средняя численность червей 26,6 экз/м) масса прошедшей через кишечник червей почвы составит в среднем 26,6 т/га, а на участке со сложным компостом (средняя численность червей 51,2 экз/м) - 51,2 т/га.
При смешивании органических и минеральных отходов получается комплекс, обеспечивающий прочность образуемых агрегатов и насыщающий почву такими важными элементами, как S, Si, Ca, и рядом микроэлементов. Кроме того, повышается устойчивость органоминеральных комплексов и питательных веществ к выщелачиванию из почвы, что имеет важное значение для питания и размножения дождевых червей.
Применение сложного компоста для повышения плодородия почвы представляет особый интерес и является удобным и экологически безопасным способом, поскольку его вносят на всей площади посева сельскохозяйственных культур, что способствует повышению численности и активизации деятельности аборигенных видов дождевых червей и приводит к улучшению микробиологической активности, физических и химических свойств почвы, благоприятствует развитию сельскохозяйственных растений, повышению урожая и его качеству.