СПОСОБ МЕЛИОРАЦИИ ОСУШЕННЫХ ОЖЕЛЕЗНЕННЫХ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ Российский патент 1997 года по МПК C05C3/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу мелиорации осушенных ожелезненных торфяных почв.

Процессы железонакопления характерны для многих почвенных разностей, в зависимости от генезиса и гидрологического режима. Относительное накопление железа, преимущественно в пахотных горизонтах, наблюдается после сравнительно непродолжительного использования торфяных почв во многих регионах Российской Федерации и особенно в условиях европейского Севера, как на низинных, так и на переходных торфяниках.

Ожелезнение осушенных торфяников приводит к быстрому ухудшению ряда физико-химических параметров пищевого режима почв, снижает эффективность применения минеральных удобрений и других приемов окультуривания, что в конечном итоге ведет к деградации почвенного плодородия и резкому снижению продуктивности возделываемых культур. При достижении определенной стадии ожелезнения почв сельскохозяйственное использование их становится экономически нецелесообразным.

Известен способ мелиорации ожелезненных почв, включающий внесение минеральных добавок (песка или глины) с использованием повышенных доз полного минерального удобрения (Синькевич Е.И. Использование добавок минерального грунта комплексный метод повышения плодородия торфяных почв. В кн. Влияние мелиорации на состав и свойства торфяных почв. Петрозаводск, 1985, с. 38-47).

Однако этот способ не обеспечивает достаточного уровня повышения урожайности и условий произрастания сельскохозяйственных культур.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, включающий одновременное внесение минерального грунта в дозах 400-500 м³/га, извести из расчета 1/2 гидролитической кислотности, а также применение повышенных доз фосфорных удобрений (150-360 кг/га) (Емельянова И.М. Клименко И. И. Окультуривание торфяных почв с высоким содержанием железа. В кн. Повышение эффективности использования мелиорированных земель в РСФСР. Научные труды ВНИИМЗ, вып. IV. Калинин, 1982, с. 22-27).

Данный способ также не способствует оптимизации условий произрастания сельскохозяйственных растений и не обеспечивает максимального роста их урожайности.

В основу изобретения положена задача создания более эффективного способа мелиорации осушенных ожелезненных почв, позволяющего значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур и улучшить условия их произрастания.

В соответствии с изобретением это достигается за счет того, что в способе мелиорации осушенных ожелезненных торфяных почв, включающем внесение глины, извести на фоне полного минерального удобрения с повышенной дозой фосфора, калийное удобрение вносят в количестве, превышающем дозу фосфора в 1,3-1,7 раза и дополнительно вносят серу в дозе 2,0-2,6 т/га действующего вещества.

Сущность способа состоит в том, что в осушенную ожелезненную торфяную почву вносят глину, известь, полное минеральное удобрение с повышенной дозой калия и фосфора, при этом калий вносят в количестве, превышающем дозу фосфора в 1,3-1,7 раза, и дополнительно вносят серу в дозе 2,0-2,6 т/га действующего вещества.

В ожелезненной торфяной почве в условиях обильного водного питания наблюдается частая смена окислительных и восстановительных процессов, в результате чего повышается содержание не только валового, но и подвижного железа, которое очень токсично для сельскохозяйственных культур. Введение серы в почву в заявляемом количестве позволяет, с одной стороны, активизировать жизнедеятельность сульфатредуцирующих бактерий, связывающих токсичное двухвалентное железо в труднорастворимое соединение FeS, что способствует улучшению условий произрастания растений, а с другой стороны, сера, являясь важным биогеном и незаменимым элементом минерального питания растений, активизирует все физиологические процессы (составная часть растительных белков и фитогормонов), обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур. В то же время в почве должен быть определенный уровень содержания серы, поскольку как избыток, так и недостаток ее отрицательно влияет на рост и развитие растений. Внесение в почву по предлагаемому способу серы в количестве 2,0 2,6 т/га позволит активизировать микробиологические процессы, оптимизировать пищевой режим почв, что создает благоприятные условия для роста и развития растений и обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур на 56 124% по сравнению с известным способом.

Запасы калия, одного из основных элементов питания растений, в торфяных почвах недостаточны, т.к. содержание калийсодержащей минеральной примеси в них незначительно, а органическая масса торфа не может фиксировать калий вносимых минеральных удобрений в трудногидролизуемых формах. С увеличением срока сельскохозяйственного использования происходит деградация плодородия ввиду истощения почвенного запаса калия. При снижении содержания обменного калия до определенного минимального уровня наблюдается уменьшение прибавок урожая от внесения калийных туков в сравнении с начальными годами освоения торфяных почв, что создает ложное представление о снижении потребности растений в калии. Поэтому нередко рекомендуемые дозы калийных удобрений под сельскохозяйственные культуры не превышают 90 120 кг/га (прототип).

Проведенные исследования выявили, что для существенного повышения урожайности растений на ожелезненных торфяных почвах наряду с повышенной дозой фосфора необходимо увеличить количество вносимого калия в 1,3 1,7 раза по сравнению с повышенной дозой фосфора.

Для апробации способа использовали типичную для Карелии перегнойно-торфяную низинную сильноожелезненную почву, которая характеризуется следующими агрохимическими показателями: водное pH 4,90; солевое pH 4,22; гидролитическая кислотность 65,6 мг/экв на 100 г почвы; обменная кислотность 4,67. В валовом химическом составе преобладающими зольными компонентами являются кремний и железо. Содержание важнейших для сельскохозяйственных растений биогенов кальция, магния, фосфора, калия, серы очень низкое (см. табл. 1).

Пример 1.

Исследовали эффективную дозу калийного удобрения. Для этого отобранные образцы почвы пропускали через сито (3 мм), удаляли камни, корни и пожнивные остатки и определяли влажность, насыпную объемную массу для последующего расчета доз вносимых компонентов и воды. Затем в почву вносили мелиоранты: глину из расчета 400 т/га, известь 1/2 гидролитической кислотности, минеральные удобрения и серу в виде сернокислой соли. При этом N, K, S вносили последовательно в растворенном в воде виде, а общее количество воды брали из расчета доведения почвы до оптимальной влажности 75% от полной влагоемкости. После каждого внесения мелиоранта и удобрения почва тщательно перемешивалась и использовалась для вегетационного опыта с сортовым ячменем. Выращивание проводили в полиэтиленовых сосудах диаметром 30 см и высотой 45 см. На дно сосудов в качестве дренажа помещали предварительно просеянный, отмытый и высушенный кварцевый крупнозернистый песок слоем в 10 см. Сверху дренаж отделяли от почвы слоем марли. Посев проводили "наклюнувшимися" семенами по специальному шаблону. Уход за растениями в дальнейшем состоял в поддержании оптимальной влажности, прополке сорняков. Учет урожая проводили в фазе молочной спелости, вся зеленая масса срезалась по каждому сосуду и взвешивалась с точностью до 0,1 г. Опыт проводили в 10-ти вариантах (добавки компонентов по вариантам представлены в табл. 2). В качестве контроля проводили:
выращивание ячменя на почве без внесения мелиорантов и удобрения (Контроль 1);
выращивание ячменя на почве с внесением малиорантов и удобрения с различной дозой К;
выращивание ячменя на почве, мелиорированной по способу прототипу.

Каждый вариант и контроль выполнялись в 4-х кратной повторности. Результаты приведены в табл. 2.

Анализ данных, приведенных в табл. 2 показывает, что наибольшей продуктивность действия обладает доза калия, которая превышает количество внесенного фосфора в 1,7 раза (вариант N 2), прибавка урожая по сравнению с контролем составила 41% и 66% по сравнению с прототипом и в 1,3 раза (вариант N 4), где прибавка урожая по сравнению с контролем составила 37% и 54% по сравнению с прототипом. Так же эффективна доза калия, превышающая количество внесенного фосфора в 1,5 раза, даже при снижении дозы фосфора со 180 кг/га до 120 кг/га, в этом случае прибавка составила 31% по сравнению с контролем и 45% по сравнению с прототипом. Поэтому оптимальной дозой калия является доза, превышающая количество внесенного фосфора в 1,7 1,3 раза.

Пример 2.

Исследовали эффективную дозу серы в виде сернокислой соли на сильно ожелезненной осушенной торфяной почве. Подготовку, обработку почвы мелиорантами и последующее выращивание ячменя осуществляли аналогично примеру N 1. Опыт проводили в 7-ми вариантах (добавки компонентов по вариантам представлены в табл.3).

В качестве контроля проводили:
выращивание ячменя на почве без внесения мелиорантов и удобрений (Контроль 1);
выращивание ячменя на почве с внесением мелиорантов и удобрения без серы;
выращивание ячменя на почве, мелиорированной по способу прототипу.

Анализ экспериментальных данных, приведенных в табл. 3 показал, что наибольшую эффективность действия проявляет сера в дозе 2,0 т/га и 2,6 т/га действующего вещества (вариант N 4 и N 5), что подтверждается наибольшим приростом урожая соответственно на 83% и 103% по сравнению с Контролем 2 и на 107% и 124% по сравнению с прототипом. Доза серы в количестве 1,4 т/га действующего вещества менее эффективна, также как и доза, равная 3,8 т/га действующего вещества, уменьшает прибавку урожая по сравнению с дозой 2,0 т/га и 2,6 т/га.

Таким образом, приведенные примеры 1 и 2 свидетельствуют о том, что заявляемый способ мелиорации осушенных ожелезненных торфяных почв является более эффективным, чем известный, что подтверждается повышением урожайности сельскохозяйственной культуры на 56 124% по сравнению с прототипом.

Сущность изобретения: в осушенную ожелезненную торфяную почву вносят глину из расчета 400 т/га, известь - 1/2 гидролитической кислотности, полное минеральное удобрение с повышенной дозой фосфора и калия, причем калий вносят в количестве, превышающем дозу фосфора в 1,3-1,7 раза и дополнительно вносят серу в дозе 2,0-2,6 т/га действующего вещества. Положительный эффект: использование способа позволяет повысить эффективность мелиорации осушенных ожелезненных торфяных почв, обеспечивая повышение урожайности сельскохозяйственных культур на 56-124% по сравнению с известным способом. 3 табл.

Способ мелиорации осушенных ожелезненных торфяных почв, включающий внесение глины, извести на фоне полного минерального удобрения с повышенной дозой фосфора, отличающийся тем, что калий вносят в количестве, превышающем дозу фосфора в 1,3 1,7 раза и дополнительно вносят серу в дозе 2,0 2,6 т/га действующего вещества.