ИЗВЕСТКОВОЕ УДОБРЕНИЕ Российский патент 2001 года по МПК C05D3/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для выращивания зерновых и пропашных культур Центрально-Черноземной зоны.

Известно удобрение для кислых и слабокислых почв Центрально-Черноземной зоны, содержащее 84-90% углекислого кальция, находящегося в мелкодисперсной форме (карбонат кальция химического синтеза - ККС), получаемого в качестве побочного продукта на предприятиях АО "Минудобрения" (1).

Приведенное известковое удобрение имеет недостаточную эффективность, что выражается в невысокой продуктивности сельскохозяйственных культур за ротацию севооборота вследствие того, что мелкодисперсная структура карбоната кальция химического синтеза обеспечивает лишь высокую начальную скорость взаимодействия с почвой в первые годы действия, а в последующие годы происходит быстрое снижение эффекта мелиорации.

Известно удобрение для кислых почв - мел сыромолотый (природный мел) (2). Мелкодисперсные частицы природного мела невысокой твердости, обладая достаточно высокой активностью взаимодействия с почвой, все же не обеспечивают быстрого уменьшения кислотности почвы в первый год ротации севооборота, что не позволяет на этой ступени получать высокие прибавки урожая. В последующие годы ротации севооборота это удобрение действует эффективно, с достаточно сильным и продолжительным последействием по годам севооборота, но суммарная продуктивность сельскохозяйственных культур за ротацию севооборота недостаточно высокая.

Наиболее близким к заявленному изобретению удобрением того же назначения является известковое удобрение для зерновых и пропашных сельскохозяйственных культур, включающее в качестве мелиорантов карбонат кальция химического синтеза и известняковую муку, принятое за прототип (3).

Недостатком прототипа является ослабление его эффективности как мелиоранта уже на второй и последующие годы севооборота, что ведет к необходимости дополнительного известкования почвы небольшими дозами активного мелиоранта уже после первого года севооборота. Это объясняется следующим. Карбонат кальция химического синтеза (ККС) в течение первого вегетационного периода обеспечивает резкое улучшение агрохимических характеристик почвы. Максимальное снижение форм почвенной кислотности происходит в первые месяцы после внесения мелиоранта, а в дальнейшем происходит постепенное снижение эффекта процесса мелиорации, как в течение первого года, так и в течение последующих лет действия мелиоранта.

Известняковая мука вследствие низкой растворимости частиц углекислого кальция аморфного строения не обеспечивает быстрого улучшения агрохимических характеристик почвы. Максимальная эффективность действия известняковой муки как мелиоранта отмечается после третьего года внесения ее в почву. Причем известняковая мука не обеспечивает достаточного снижения форм почвенной кислотности в абсолютных величинах. При внесении известняковой муки даже в период проявления ее максимальной активности величина гидролитической кислотности снижается меньше на 1-1,2 мг-экв на 100 г почвы, чем при внесении ККС.

Двухкомпонентное известковое удобрение по прототипу, состоящее из ККС и известняковой муки, обеспечивает высокие прибавки урожая по первому году действия, но со второго года к третьему происходит достоверное снижение продуктивности выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Для известкового удобрения прототипа характерна неравномерность хода процесса мелиорации и резкое снижение активности по годам последействия.

Изобретение решает задачу увеличения урожайности зерновых и пропашных культур в первой половине ротации севооборота за счет повышения эффективности известкового удобрения.

Это достигается тем, что известковое удобрение для зерновых и пропашных сельскохозяйственных культур, включающее в качестве мелиоранта карбонат кальция химического синтеза, дополнительно содержит в качестве второго мелиоранта природный мел при следующем соотношении компонентов, мас.%: ККС 40-60, природный мел 60-40.

Предлагаемая совокупность признаков обеспечивает в отличие от прототипа повышение эффективности известкового удобрения путем увеличения урожайности по годам севооборота зерновых и пропашных сельскохозяйственных культур за счет такого двухступенчатого снижения форм почвенной кислотности, когда на первом году действия известкового удобрения основное уменьшение кислотности почвы происходит за счет мелкодисперсных частиц высокоактивного мелиоранта - карбоната кальция химического синтеза. Со второго-третьего года влияние быстрореагирующего ККС на ход процесса мелиорации ослабевает и активность известкового удобрения поддерживается на высоком уровне вторым компонентом - природным мелом, скорость взаимодействия которого с почвой ниже, чем у ККС, но выше, чем у известняковой муки.

Такое сочетание двух известковых удобрений обеспечивает в отличие от прототипа более высокую эффективность процесса мелиорации в течение первой половины севооборота и соответственно позволяет получить более высокую продуктивность выращиваемых сельскохозяйственных культур по сравнению с прототипом.

Экспериментально установлено, что приведенное в формуле изобретения соотношение компонентов обеспечивает по сравнению с прототипом более высокие прибавки урожая по годам севооборота, что позволяет получить более высокую продуктивность по сравнению с прототипом за первую половину севооборота.

И наоборот, экспериментально установлено, что при содержании в известковом удобрении ККС меньше 40 мас.%, а природного мела больше 60 мас.% продуктивность севооборота снижается и прибавки урожая в первой половине севооборота уменьшаются, так как эффективность процесса мелиорации при этом ослабевает по первому и второму году действия известкового удобрения.

При содержании в известковом удобрении ККС более 60 мас.% и природного мела меньше 40 мас.% продуктивность первой половины севооборота снижается за счет уменьшения прибавок урожая со второго года севооборота, так как эффективность процесса мелиорации снижается, начиная со второго года действия известкового удобрения.

В таблице 1 приведена зависимость урожайности зерновых и пропашных сельскохозяйственных культур по годам первой половины севооборота в зависимости от соотношения компонентов в предлагаемом известковом удобрении, а также даны значения продуктивности по годам и за первый период севооборота прототипа.

Из таблицы 1 видно, что при соотношении компонентов, приведенном в формуле изобретения, прибавки урожая по годам в первой половине севооборота, а также значения продуктивности первой половины севооборота являются наиболее высокими.

Из таблицы 1 также видно, что в случае использования предлагаемого известкового удобрения прибавки урожая в % по каждому году первой половины севооборота более высокие, чем в случае использования для тех же культур известкового удобрения - прототипа.

Предлагаемое техническое решение поясняется примером конкретного выполнения.

Предлагаемое известковое удобрение испытывалось на кислых почвах Центрально-Черноземной зоны, а именно в Рамонском районе Воронежской области в стационарном полевом опыте.

Опыты заложены под озимую пшеницу урожая 1996 года с внесением смеси карбоната кальция химического синтеза с природным мелом в соотношении компонентов, соответствующих предлагаемой формуле изобретения.

Полевые опыты проводились в соответствии с принятыми методическими указаниями (Доспехов Б.А., 1979, Сосолов А.В., 1975 и др.). Возделывались районированные сорта сельскохозяйственных культур по принятым в системах земледелия локальным технологиям. Выращивалась озимая пшеница (Волгоградская), сахарная свекла (Рамонская 0,6), вико-овсяная смесь на зеленую массу. Исследования проводились в условиях стационарного полевого опыта в условиях Северо-Востока лесостепи ЦЧЗ (Воронежская область, Рамонский район). Почвенная разность - чернозем выщелоченный, слабокислый, с высоким уровнем обеспеченности по фосфору и средним по калию. Основные показатели пахотного горизонта: содержание гумуса - 3,96%; актуальная кислотность - 5,2 - 5,5; гидролитическая кислотность - 5,2 - 5,7 мг-экв/100 г почвы; сумма поглощенных оснований 79,8 - 89,4%; содержание подвижного фосфора 98-122; обменного калия 97-99 мг/кг почвы (по Чирикову). Подстилающими породами являются моренные суглинки тяжелого механического состава.

Повторность опыта - трехкратная, расположение вариантов систематическое, площадь делянок - 125 м².

Применялось следующее чередование сельскохозяйственных культур по годам звена севооборота:
озимая пшеница, сахарная свекла, вико-овес.

Норма внесения мелиорантов рассчитывалась по гидролитической кислотности и составила ее полуторную величину в действующем веществе (углекислого кальция).

Актуальная кислотность определялась потенциометрически, гидролитическая кислотность - по Каппену. Сумма обменных оснований по Каппену-Гильковицу. В качестве фоновых удобрений использовались аммиачная селитра, суперфосфат двойной, калийная соль. Дозы удобрения составляли под озимую пшеницу - N60P60K60, под сахарную свеклу N120P120K120.

Уровни урожая сельскохозяйственных культур рассчитывались исходя из показателей средней влагообеспеченности (Шатилов И.С., 1973), а дозы элементов питания рассчитывались балансовым методом из расчета их выноса урожаем за ротацию звена севооборота (Юркин С.Н., 1974).

Отбор проб почвы проводился послойно через 20 см до глубины 100 см, три раза за вегетационный период.

Метеорологические условия для роста и развития сельскохозяйственных культур складывались в целом благоприятно.

Из таблицы 1 видно, что по истечении первого года севооборота на посевах озимой пшеницы эффективность, выраженная в % к контролю, по предлагаемому известковому удобрению выше, чем по прототипу, и составила 40,74% по предлагаемому известковому удобрению против 32,88% по прототипу.

Эффективность, выраженная в прибавках в ц/га к контролю, по предлагаемому известковому удобрению выше, чем по прототипу, и составила 15,08 ц/га по предлагаемому известковому удобрению против 12,17 ц/га по прототипу, т.е. выше, чем по прототипу, на 2,91 ц/га, что превышает наименьшую существенную разницу, равную 2,51 ц/га.

Из таблицы 1 также видно, что по истечении второго года севооборота на посевах сахарной свеклы эффективность, выраженная в прибавках в % к контролю, по предлагаемому известковому удобрению выше, чем по прототипу, и составила 23,29% по предлагаемому известковому удобрению против 19,83% по прототипу.

Эффективность, выраженная в прибавках в ц/га к контролю по предлагаемому известковому удобрению, выше, чем по прототипу, и составила 22,38 ц/га по предлагаемому известковому удобрению против 19,40 ц/га по прототипу, т.е. выше, чем по прототипу на 3,32 ц/га, что превышает наименьшую существенную разницу, равную 2,67.

Из таблицы 1 также видно, что по истечении третьего года звена севооборота на посевах вика-овес эффективность, выраженная в прибавках в % к контролю по предлагаемому известковому удобрению, выше, чем по прототипу, и составила 43,28% по предлагаемому известковому удобрению против 28,87% по прототипу.

Эффективность, выраженная в прибавках в ц/га к контролю по предлагаемому известковому удобрению, выше, чем по прототипу, и составила 7,18 ц/га по предлагаемому известковому удобрению против 4,79 ц/га по прототипу, т.е. выше, чем по прототипу на 2,39 ц/га, что превышает наименьшую существенную разницу, равную 1,39 ц/га.

В результате урожайность всех засеваемых культур за первую половину ротации севооборота по предлагаемому известковому удобрению составила 194,34 ц/га зерновых единиц, против 185,72 ц/га зерновых единиц по прототипу.

Эффективность, выраженная в прибавках в % к контролю по предлагаемому известковому удобрению, составила 29,82% против 24,06% по прототипу.

Литература
1. Аканова Н. И. , Жильников И. А., Киричников Н.А., Никифорова М.В. Кальцийсодержащие отходы промышленности - источник известковых удобрений// Химия в сельском хозяйстве. - 1996. -N 6. -С.17.

2. Мел природный комовый, дробленый и молотый. ТУ-21-10-73-90.

3. Патент РФ N 2078067, МПК 6 C 05 D 3/02, 27.04.97, Бюл. N 12.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для выращивания зерновых и пропашных культур на черноземных почвах. Известковое удобрение для зерновых и пропашных сельскохозяйственных культур включает карбонат кальция химического синтеза и природный мел при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбонат кальция 40-60, природный мел 60-40. Технический результат при использовании удобрения заключается в повышении урожайности культур вследствие двухфакторного снижения кислотности в севообороте. 1 табл.

Известковое удобрение для зерновых и пропашных сельскохозяйственных культур в виде двухкомпонентной композиции из карбоната кальция химического синтеза и природного мелиоранта на его основе, отличающийся тем, что в качестве природного мелиоранта оно содержит природный мел при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбонат кальция химического синтеза - 40 - 60
Природный мел - 60 - 40