способ удобрения сельскохозяйственных культур

Формула изобретения

Способ удобрения сельскохозяйственных культур, включающий разделение всего объема удобрений на дозы, каждую из которых перемешивают с капсулирующим веществом, и приготовление конгломерата гранул, отличающийся тем, что капсулирующее вещество выбирают с различным периодом запаздывания активизации согласно зависимости:

T M/2hVU,

где М масса вещества,

V скорость конвективного переноса,

U концентрация вещества в зоне контакта внесенного слоя удобрения и почвы,

h мощность почвенного слоя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а точнее к агрономии, и предназначено для оптимизации пищеобеспеченности растений.

Известен способ управления режимом питания растений, заключающийся в дробном внесении доз удобрений. (Шатилов И.С. и др. Дробное внесение азотных удобрений под озимую пшеницу. Земледелие, N 2, 1990, с.51-55).

Достоинство этого способа улучшение питательного режима здесь достигается периодическим внесением удобрений по мере их усвоения растениями в процессе онтогенеза.

Недостаток существенные отклонения содержания элементов питания от оптимального в течение всего вегетационного периода.

Известен также способ удобрения сельскохозяйственных культур, в котором распределение во времени расхода питательных веществ осуществляется путем внесения удобрений в пакетах из материала с определенной проникающей способностью. (Ниппон С.К.К. Способ продления срока действия удобрений. РЖ. Изобретения стран мира. Вып.1, N 8, 1990. Заявка N 1 34570. Публикация 890720 N 1-865).

Недостаток неоднородность пищеобеспеченности растений по разному удаленных от локальной зоны внесения удобрений. Растения, корневая система которых расположена вблизи пакета могут оказаться в состоянии угнетения из-за избытка питательных веществ в первые фазы развития. И, наоборот, те растения, корневая система которых достаточно удалена от пакета, могут испытывать дефицит питания. Кроме того, пакеты с питательными веществами имеют определенное пространственное простирание и значительная часть занимаемого ими объема выпадает из землепользования.

Известен способ удобрения культур на дренированных землях с применением капсулирования твердых удобрений мочевина формальдегидной смолой. (Осинов А. И. А.С. СССР N 1102076А; Осипов А.И. Потери азота удобрений и некоторые пути их сокращения. Доклады ВАСХНИЛ, 1982, N 4, с. 42-44.).

Назначение способа состоит в сокращении потери удобрений за счет консервирования гранул капсулирующим веществом, причем количество последнего в дозе удобрений предлагается изменять в зависимости от степени дренированности участка поля.

Недостаток не поддерживается пищеобеспеченность растений в окрестности номинальной для каждой фазы онтогенеза на протяжении всего вегетационного периода.

Цель изобретения улучшение пищеобеспеченности растений путем моделирования процесса активизации капсулированных удобрений.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе удобрения сельскохозяйственных культур, включающем разделение всего объема удобрений на дозы, перемешивания их с капсулирующим веществом и приготовления конгломерата гранул, капсулирующее вещество выбирают с различным периодом запаздывания активизации согласно зависимости:



где М масса вещества на единице длины рядка,

V-горизонтальная скорость конвективного потока,

U концентрация вещества в зоне контакта внесенного слоя удобрения и почвы,

h мощность почвенного слоя.

Суть способа состоит в том, что вносимое удобрение представляет собой конгломерат гранул, часть которых находится в естественном состоянии, а другие части представлены дражированными, капсулированными удобрениями, имеющими различные периоды запаздывания активизации и скорость растворения. Активизацией таких удобрений условимся называть процесс растворения оболочки до обнажения быстрорастворимой гранулы, а время от момента внесения удобрения в почву до растворения покрытия гранул периодом запаздывания активизации.

Пусть М означает массу вещества на единице длины рядка, а Т период запаздывания активизации. Подсчитаем массу консервирующего вещества, переносимого с момента t 0 до t Т, когда наступает полное растворение оболочек. Расчет целесообразно выполнить для сечения , примыкающего к слою 2 (см.рис. 1) внесенного удобрения. Конвективным потоком через единицу площади поперечного сечения слоя h в единицу времени переносится вещества, (где V горизонтальная скорость конвективного потока, - концентрация вещества оболочки в момент времени t в точке удаленной от удобрения малой толщины на расстоянии ); а за счет диффузии (где Д коэффициент диффузии). Составляя балансовое уравнение, можем записать



Здесь множитель "2" учитывает перенос вещества к двум смежным рядкам растений.

Для оценки величины Т можно воспользоваться следующим. Если диффузионный перенос пренебрежимо мал по сравнению с конвективным, то уравнение /I/ дает 2hVUT M, откуда



Таким образом, для оценки периода запаздывания активизации консервированного удобрения достаточно измерить скорость V конвективного переноса и концентрацию U вещества в зоне контакта внесенного слоя удобрения и почвы.

Пример 1. Для постановки лабораторных опытов по исследованию эффективности предлагаемого способа регулирования питательного режима растений была использована установка ПРОЛ, защищенная авторским свидетельством как изобретение. Молотников В.Я. Молотпикова А.А. Оросительная установка. А.с. СССР N 1568950. Бюлл. изобретения N 21, 1990. Гранулы удобрений взвешивались, снимались их геометрические размеры с помощью штатного измерительного инструмента, а также определялась их влажность. Затем гранулы покрывались оболочкой капсулой и помещались в почву, которой заполнялись растильни.

Выполнялись эксперименты с капсулированными гранулами при отсутствии растительности в растениях. Такие "чистые" опыты позволили впервой приближении установить время запаздывания активизации удобрения при использовании различных консервантов, когда движение влаги в почве происходит только под воздействием испарения и гравитации. Опыты с засеянными растильнями рассматривались как вторая ступень, уточняющая чистое время запаздывания в зависимости от интенсивности эванотранспирации, сосущей силы корней и др.

Состояние помещенных в почвенную среду таких гранул контролировалась визуально и измерительными инструментами после извлечения их из почвы растильни. Для облегчения выбора момента времени, соответствующего запаздыванию активизации гранул, использовались растильни из тонкого прозрачного оргстекла, причем часть гранул помещалась в почву непосредственно на границе раздела сред "почва оргстекло", что дает возможность наблюдать изменения гранул без извлечения их из почвы. Время от момента посева до обнаружения явных признаков разложения гранул условно принималась за время запаздывания активизации при данных условиях.

Пример 2. В полевых условиях применение данного способа осуществлялось следующим образом.

В вегетационных опытах (типа опытов Гельригеля) или из справочной литературы устанавливаются оптимальные содержания питательных веществ в почве для каждой фазы развития растений. В начале вегетационного периода определяется содержание i-го (i ~ N, P,K) питательного вещества в активном слое почвы. По этим данным рассчитывается потребность (Q ) в удобрениях для создания планируемого урожая. Затем по данным вегетационных опытов с использованием уравнения баланса питательных веществ определяются части q_j ( j фаза онтогенеза, ) расчетной нормы Q, необходимые в j -ю фазу. Массы удобрений q_jQ обрабатываются k-м химическим (k1 ) капсулирующим веществом так, чтобы капсулированные гранулы обладали периодом запаздывания активизации. Затем конгломерат подготовленных таким способом гранул вносится в почву единовременно.