СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЧВЫ Российский патент 2011 года по МПК A01C21/00 

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия почв, в частности тяжелосуглинистых, за счет увеличения в них содержания органического вещества.

Органические удобрения являются не только важным источником питательных элементов для растений, но и пополняют запас в почве гумуса - одного из основных показателей ее потенциального плодородия. Важная функция органики - мелиоративное влияние, улучшение всех свойств почвы, оптимизация ее гумусного состояния. Тяжелосуглинистые почвы особенно нуждаются в повышении их плодородия, так как в них изначально очень мало органического вещества. Гумуса в таких почвах содержится всего до 4%, а это очень низкий показатель. Это кислые почвы, в них мало микрофлоры, само органическое вещество слабо разлагается из-за кислой реакции среды. Тяжелосуглинистые почвы постоянно требуют внесения органического вещества.

Известны способы повышения плодородия тяжелосуглинистых и других почв путем внесения в них навоза (а.с. №1489617, кл. A01C 21/00; а.с. №1722282, кл. А01С 21/00, 1992 г.; пат. РФ №2158069, кл. А01В 79/02); органоземляных компостов (а.с. №1607720, кл. А01С 21/00, 1990 г.); соломы злаковых культур (патент РФ №2172087, кл. A01C 21/00, 1999 г.; патент РФ №2246196, кл. А01С 21/00, 2005 г.), гуминовых препаратов (патент РФ №2275779, кл. А01В 79/02, 2004 г.; пат. Фр. №2689723, кл. А01В 79/02) и др. Из упомянутых аналогов лучше всего повышает плодородие почвы навоз. Но при внесении навоза в почву часть азота накапливается в нитратной форме.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ обогащения плодородия почв сапропелем (В.И.Хохлов. Современное состояние добычи и использования сапропеля на удобрения. ВНИИТЭИагропром. М., 1991 г., 60 с).

Сапропель добывают со дна озер, рек земснарядами, грейферным черпанием. Сырье поднимают со дна и отправляют непосредственно на поля или специальные площадки для сушки (авт.св. №1595370, кл.А01С 21/00, 1990 г.) или заливают сапропелевую пульпу в отстойники, промораживают, а затем перерабатывают в удобрение (Пат. РФ №2040880, кл. А01С 21/00,23/00, 1995 г.). Однако все известные способы внесения сапропеля в почву и получения сапропелевых удобрений предполагают использование донных отложений сапропеля, которое содержит низкое содержание органических веществ.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение содержания в почве органического вещества, увеличение содержания полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве за счет повышения содержания элементов минерального питания.

Указанный технический результат достигается за счет внесения в почву подторфного слоя сапропеля с высоким содержанием органического вещества. Проведенные исследования показали, что в подторфном слое органики гораздо больше по сравнению с донными отложениями. Поверхностный слой сапропеля представляет собой рыхлую массу черного цвета, влажностью до 25%.

Способ осуществляют следующим образом: сапропель (подторфный слой) вносят на поле поверхностно осенью под перепашку. Оптимальная доза внесения - от 80 до 100 т/га. Сапропель всей своей массой сорбирует минеральные соли и медленно отдает их в почвенный раствор. Причем процесс этот происходит равномерно, что позволяет поддерживать постоянно оптимальный почвенный режим. А это особенно важно для тяжелосуглинистых почв, требующих внесения органики постоянно.

Примеры выполнения способа

Пример 1. В 2006 г. проводились исследования по влиянию поверхностного слоя сапропеля из озера Золотое Комсомольского района Хабаровского края на урожайность сельскохозяйственных культур. Испытания на картофеле проводились в полевом стационаре отдела земледелия ГНУ-ДВ ордена ТКЗ НИИСХ Россельхозакадемии в картофельном севообороте на подзолисто-бурой тяжелосуглинистой почве. Агрохимические свойства почвы вполне соответствовали биологическим требованиям культуры: рН сол. 4,3, гидролитическая кислотность 5,5 мг-экв. на 100 г почвы, сумма обменных оснований (Ca+Mg) составила 17,5 мг-экв. на 100 г почвы, а степень насыщенности ими почвенного поглощающего комплекса - 76,1%. Содержание минерального азота в почве перед посадкой клубней не превышало 9,1 мг/кг почвы, содержание подвижных фосфатов и обменного калия 2,1 и 12 мг/100 г почвы соответственно. Испытания проводили на картофеле сорта Невский. Опыты были заложены в 4-кратной повторности, учетная площадь делянки - 7 кв.м. Для сравнения в опыт был введен вариант совместного применения сапропеля с известью. Учет урожая клубней картофеля показал, что по сравнению с контрольным вариантом (без удобрений) дополнительно от применения сапропеля (поверхностного слоя) получено 255,1 ц/га клубней. При совместном применении сапропеля и извести прибавка составила 203,9 ц/га (табл.1).

Таблица 1 Влияние сапропеля (поверхностного слоя) на урожайность картофеля Вариант Урожайность, ц/га Прибавка Содержание в клубнях ц/га % крахмала, % нитратов, мг/100 г Контроль 226,9 - - 11,0 227 Сапропель 80 т/га (поверх. слой) 482,0 255,1 112,4 11,5 114 Сапропель (поверх. слой) + Са 0,25 г.к. 430,8 203,9 89,9 11,5 117 N₄₈P₄₈K₄₈ (локально) 353,6 126,7 55,8 10,7 143

ПДК нитратов в картофеле 250 мг.

Даже по сравнению с локальным применением минеральных удобрений урожайность картофеля в условиях года при внесении поверхностного слоя сапропеля была на 128,4 ц/га выше.

Для сравнения приводим данные полевых опытов на картофеле в Ярославской области на легкосуглинистых дерново-подзолистых почвах при внесении донного сапропеля озера Неро. При внесении 20 т/га донного сапропеля прибавка урожая картофеля составила 24 ц/га, 40 т/га - 56 ц/га, 80 т/га - 77 ц/га.

Таблица 2 Влияние донного сапропеля на урожайность картофеля на легкосуглинистых дерново-подзолистых почвах Вариант Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га % Контроль 171 - - Сапропель - 20 т/га 195 24 14 Сапропель - 40 т/га 227 56 32,7 Сапропель - 80 т/га 248 77 45,0

В Ленинградской области на дерново-подзолистой суглинистой почве урожай картофеля без удобрений составил 131 ц/га. Внесение 10 т/га сапропеля оз. Самро повышало урожай клубней до 146 ц/га, а 30 т/га - до 171 ц/га.

Таблица 3 Влияние донного сапропеля оз. Самро на урожайность картофеля на дерново-подзолистой суглинистой почве Вариант Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га % Контроль 131 - - Сапропель - 10 т/га 146 15 11,4 Сапропель - 30 т/га 171 40 30,5

На дерново-подзолистой супесчаной почве Псковской области при внесении 40 т/га донного сапропеля оз. Меленки урожайность клубней картофеля составила 134 ц/га, при 80 т/га - 178 ц/га, в контрольном варианте - 118 ц/га.

Таблица 4 Урожайность картофеля при внесении донного сапропеля на дерново-подзолистой супесчаной почве Вариант Урожайность,ц/га Прибавка урожая,ц/га % Контроль 118 - - Сапропель донный - 40 т/га 134 16 13,6 Сапропель донный - 80 т/га 178 60 50,8

Следует отметить, что клубни картофеля в варианте с внесением в почву поверхностного сапропеля фактически не были поражены фитофторой, в то время как в вариантах без сапропеля их пораженность была значительной. Улучшилось и качество клубней картофеля. Отмечено резкое снижение нитратов в клубнях и некоторое повышение содержания в них крахмала.

Исследования на кукурузе проводились в кормовом севообороте на лугово-бурой тяжелосуглинистой почве. Кукуруза оказалась в условиях года менее отзывчивой на применение сапропеля, прибавка урожая по сравнению с контрольным вариантом составила 91,4 ц/га, или 24,5% (табл.2). Совместное применение сапропеля (поверхностного слоя) с известью несколько повысило продуктивность кукурузы (табл.5).

Таблица 5 Влияние сапропеля поверхностного слоя на урожайность кукурузы, 2006 г Вариант Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га % Контроль 380 - - Сапропель - 80 т/га 471 91,4 24,5 Сапропель + Ca 0,25 г.к. 510,7 130,7 34,4

На выщелоченных тяжелосуглинистых черноземах Новосибирской области сапропель (донный) использовали при выращивании кукурузы. Урожай зеленой массы в контроле составил 177 ц/га, при внесении 40 т/га - 301 ц/га, 80 т/га - 339 ц/га.

Таблица 6 Влияние донного сапропеля на урожайность зеленой массы кукурузы на выщелоченных тяжелосуглинистых черноземах Вариант Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га % Контроль 177,0 - - Сапропель - 40 т/га 301 124 70 Сапропель - 80 т/га 339 162 91,5

Из приведенных таблиц видно, что даже с учетом более благоприятных в отношении плодородия почв внесение сапропеля поверхностного дает больший эффект по сравнению с донным.

Таким образом, применение поверхностного слоя сапропеля на тяжелосуглинистых почвах оказалось очень эффективным средством повышения урожая картофеля и его качества, что особенно важно в условиях Среднего Приамурья и аналогичных почвенно-климатических зон.

Кукуруза также отзывалась положительно на его применение.

Пример 2. Аналогичные (примеру 1) исследования на базе длительных стационарных опытов Географической сети были проведены отделом земледелия ГНУ-ДВ ордена ТКЗ НИИСХ Россельхозакадемии в 2007 г. Изучалось влияние сапропеля (поверхностного слоя) в действии и последействии на величину и качество урожая пропашных культур и изменение плодородия почвы, а именно подзолисто-бурой тяжелосуглинистой. Анализ урожайных данных картофеля сорта Невский показал, что дополнительно от прямого действия сапропеля (поверхностного слоя) получено 128,3 ц/га (41,6%) по сравнению с контрольным вариантом (307,8 ц/га). Посадка картофеля по последействию сапропеля (поверхностного слоя) способствовала росту урожайности на 92,3 ц/га (32,6%) по сравнению с вариантом без удобрений (283,0 ц/га).

Применение сапропеля оказало существенное влияние на улучшение качества клубней картофеля: повысилось содержание крахмала на 1,2%, повысилось содержание сухого вещества в клубнях на 1,9-6,2% и снизилось содержание нитратов на 11,2-23,7 мг/кг.

Урожайность кукурузы на силос (сорт Бирсу) от применения сапропеля (поверхностного слоя) возросла на 7,6 т/га (14,7%) по сравнению с контрольным вариантом (51,8 ц/га).

Урожайность капусты сорта Подарок при посадке по сапропелю поверхностного слоя составила 40,0 т/га, что на 10,7 т/га выше, чем в контрольном варианте, и на 7,8 т/га больше, чем от действия минеральных удобрений.

Применение сапропеля улучшало обеспеченность растений элементами минерального питания в период вегетации. Второй год изучения влияния сапропеля (поверхностного слоя) свидетельствует о том, что это эффективное средство повышения урожайности пропашных культур, качества их продукции. При этом повышается содержание минеральных элементов питания в пахотном горизонте почвы.

Применение предлагаемого изобретения обеспечивает значительную (до 50%) прибавку урожая, ускоряет рост и развитие растений, способствует получению экологически чистой продукции, повышает содержание гумуса в почве, обеспечивает высокое плодородие почвы на 3 последующих года.

В почву вносят подторфный слой сапропеля с высоким содержанием органического вещества. Технический результат изобретения - повышение содержания в почве органического вещества, увеличение содержания полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве за счет повышения содержания элементов минерального питания. 6 табл.

Способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий внесение в почву органического удобрения, отличающийся тем, что в качестве органического удобрения используют подторфный слой сапропеля в количестве 80-110 т/га в виде рассыпного вещества.