СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЯГОДАХ СМОРОДИНЫ ЧЕРНОЙ Российский патент 2011 года по МПК A01C21/00 A01B79/00 

Описание патента на изобретение RU2409925C1

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству и к способам снижения поступления токсичных элементов из почвы в растительную продукцию, и может найти применение при выращивании смородины черной в условиях повышенного содержания тяжелых металлов в почве.

Известен способ очистки и рекультивации сельскохозяйственных земель за счет связывания в почве подвижных форм тяжелых металлов и радионуклидов при введении в почву природных сорбентов на основе глинистых минералов (монтмориллонит и палыгорскит) в дозе 2 т/га. Способ эффективен на малоплодородных, песчаных (супесчаных) сильнозагрязненных почвах. Патент РФ №2210438, МПК В09С 1/00, 2002 г.

Недостатком этого способа является то, что палыгорскит устойчив в почвах только в условиях щелочной реакции, а в кислой среде (свойственной песчаным и супесчаным почвам) довольно быстро растворяется (Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах, Тула, 2005). Добавление 2 т/га монтмориллонита согласно данному способу составит всего 0,07% от массы пахотного слоя, в то время как почвы тяжелого гранулометрического состава - суглинистые и глинистые - уже содержат минералы монтмориллонитовой группы в количествах: от 1-2% от массы пахотного слоя - в подзолистых почвах, до 15-25% - в черноземах. Следовательно, применение способа существенно не изменит естественную сорбционную способность таких почв.

Наиболее близким техническим решением является способ повышения плодородия почвы, заключающийся во внесении на глубину пахотного слоя органических и/или минеральных удобрений, цеолита (2-5 т/га) и дополнительно порошка кварца (5-50 т/га). Патент РФ №2259032, МПК А01С 21/00.

Недостатком данного способа является внесение кварца, что неблагоприятно сказывается на плодородии почв легкого гранулометрического состава. В описании известного способа показано увеличение биопродуктивности зеленных овощей (петрушки) в результате применения способа, но нет данных, подтверждающих влияние способа на содержание тяжелых металлов в растительной продукции.

Цель изобретения - снижение содержания тяжелых металлов в ягодах смородины черной, выращиваемой в условиях повышенного содержания тяжелых металлов в почве.

Поставленная цель достигается однократным внесением в почву на глубину пахотного слоя природного сорбента, в качестве которого используется молотый цеолитсодержащий трепел Хотынецкого месторождения в дозе 3 т/га в смеси с фосфорными и калийными удобрениями, дозы которых определяют по степени обеспеченности почвы фосфором и калием, при этом смесь цеолита с удобрениями вносят однократно при закладке плантации по всей площади поля, после чего поле обрабатывают тяжелыми дисковыми боронами, а азотные удобрения вносят весной следующего года в междурядья под культивацию.

Таблица 1 Минералогический состав цеолитсодержащего трепела Хотынецкого месторождения. Минерал Формула Содержание, % масс. Клиноптилолит (Na,K)4Ca[Al6Si30O72]20H2O 34 Морденит Ca2(Na,K)4[Al8Si40O96]28H2O 4 Кристобаллит SiO2 28 Кальцит CaCO3 5,4 Монтмориллонит Na0,3(OH)4Al1,6Mg0,3(Si4O10) 12 Слюда K1-x(H2O)[Al2Si3O10(OH)2]nH2O 1 Кварц SiO2 16

Важным компонентом трепелов Хотынецкого месторождения является клиноптилолит - минерал из группы цеолитов (Таблица 1).

Цеолиты представляют как бы молекулярные сита, способные абсорбировать ионы и молекулы определенного размера. Известно, что цеолиты обладают высокой селективностью ко многим тяжелым металлам, то есть избирательно сорбируют их из растворов.

Способ осуществляется следующим образом.

Молотая цеолитсодержащая порода (размер частиц менее 0,01 мм) из расчета 3 т на 1 га смешивается в тукосмесительной установке с фосфорными и калийными удобрениями. Дозы удобрений определяют в зависимости от степени обеспеченности почвы питательными веществами (таблица 2). При подготовке почвы для закладки плантации смородины черной после вспашки смесь цеолитсодержащих трепелов с фосфорными и калийными удобрениями вносят сплошь по всей площади поля с помощью машин для внесения минеральных удобрений и извести МВУ-5. Для лучшего перемешивания удобрений и цеолита с почвой после их внесения поле обрабатывают тяжелыми дисковыми боронами, а азотные удобрения вносят весной следующего года в междурядья под культивацию. Далее посадка смородины черной может производиться механизированным или ручным способом.

Пример. Для определения оптимальной дозы цеолитсодержащей породы был проведен полевой опыт в реальных условиях повышенного содержания тяжелых металлов в почве. В серую лесную среднесуглинистую почву, где содержание Pb и Ni - в 2 раза превышало фоновый уровень, Zn - в 3 раза, Cu - в 6 раз, однократно при осенней посадке смородины черной вносили молотый цеолитсодержащий трепел Хотынецкого месторождения в возрастающих дозах от 3 до 24 т/га, в смеси с фосфорными и калийными удобрениями. Контролем служил вариант опыта без внесения минеральных удобрений и цеолитсодержащей породы. Агрохимическая характеристика почвы: pHKCl 5,4±0,15, содержание подвижного фосфора 29,7±3,7, обменного калия 25,2±5,3 мг/100 г почвы, содержание гумуса 3,7±0,14%, сумма поглощенных оснований 19,01±4,7 мг-экв/100 г почвы.

Таблица 2 Дозы фосфорных и калийных удобрений, рекомендуемые для предпосадочной подготовки почвы при закладке плантации смородины черной (Система производства, переработки и доведения до потребителя ягод в Нечерноземной зоне России. М.: ВСТИСП - 2005 г.). Степень обеспеченности почвы фосфором (P) и калием (K) Содержание в почве по ГОСТ 26207-91, мг/100 г почвы Минеральные удобрения, действующее вещество кг/га P2O5 K2O Подвижного фосфора Обменного калия Низкая <10 <10 250 375 Средняя 10-18 10-15 200 300 Повышенная 19-25 16-20 150 225 Высокая 25-30 21-25 100 150 Очень высокая >30 >25 - -

Поскольку обеспеченность почвы доступными растениям соединениями фосфора и калия находилась на границе между высоким и очень высоким уровнем (таблица 2), дозы фосфорных и калийных удобрений составили по 90 кг/га действующего вещества для каждого элемента. Азотные удобрения из расчета 90 кг/га действующего вещества вносили весной следующего года под культивацию. Опыт был заложен в четырехкратной повторности. При вступлении смородины черной в плодоношение, на 2-й и 3-й годы после посадки проведено определение содержания тяжелых металлов в ягодах.

Результаты изучения микроэлементного состава ягод на протяжении 2 лет приведены в таблице 3. Так как в почве были превышены регионально-фоновые уровни содержания Pb, Ni, Zn и Cu, микроэлементный состав ягод оценивался по суммарному показателю накопления (СПН) этих элементов.

Внесение минеральных удобрений увеличило суммарное накопление тяжелых металлов ягодами смородины черной. Минимальное значение СПН наблюдалось в варианте с внесением 3 т/га цеолита на фоне N90P90K90. При внесении более высоких доз цеолита в ягодах возросло содержание цинка и меди, что привело к увеличению суммарного накопления тяжелых металлов.

Таблица 3 Содержание тяжелых металлов в ягодах смородины черной (среднее за 2 года). Вариант Содержание тяжелых металлов в ягодах, мг/100 г сырой массы Суммарный Показатель Накопления (СПН) Pb Ni Zn Cu Контроль 0,025 0,15 0,48 0,26 0,23 N90P90K90 0,025 0,20 0,58 0,35 0,29 N90P90K90 + Цеолит 3 т/га (предлагаемое) 0,030 0,07 0,15 0,18 0,10 N90P90K90 + Цеолит 8 т/га 0,025 0,05 0,23 0,2 0,12 N90P90K90 + Цеолит 16 т/га 0,023 0,04 0,34 0,25 0,16 N90P90K90 + Цеолит 24 т/га 0,015 0,15 0,39 0,4 0,24 HCP0,05 0,01 ОД 0,09 0,1 Примечание: HCP0,05 - наименьшая существенная разность для 5% уровня значимости; N90P90K90 - соответственно азотные, фосфорные и калийные удобрения в дозах 90 кг/га действующего вещества для каждого элемента.

Таким образом, в результате предпосадочной подготовки почвы по предлагаемому способу были получены ягоды смородины черной с наилучшим показателем экологической безопасности.

Способ позволяет уменьшить содержание Ni, Zn, Cu в ягодах на 50-70% и в течение всего периода эксплуатации насаждения получать экологически безопасную продукцию смородины черной на почвах с содержанием тяжелых металлов, превышающим фоновый уровень в 2-6 раз.

Похожие патенты RU2409925C1

название год авторы номер документа
ПОЛНОЕ КОМПЛЕКСНОЕ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ (ЦЕОЛИТОВОЕ-3) 2002
  • Васильев Г.В.
RU2223250C2
СПОСОБ МЕЛИОРАТИВНОЙ ПОДГОТОВКИ ДРЕНИРУЕМОЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ПОЧВЫ ПОД ПОСЕВ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО 2012
  • Ксензов Анатолий Алексеевич
  • Анциферова Ольга Николаевна
  • Иванова Надежда Николаевна
  • Ковалев Николай Георгиевич
  • Зинковская Татьяна Степановна
  • Алексеева Юлия Сергеевна
RU2483510C1
СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СОИ 2015
  • Михайлов Леонид Николаевич
RU2604505C2
СПОСОБ ВЛИЯНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ МЕДИ И ЦИНКА В РАСТЕНИЯХ ЯРОВОГО РАПСА 2021
  • Зубкова Татьяна Владимировна
  • Виноградов Дмитрий Валериевич
  • Дубровина Ольга Алексеевна
  • Голубенко Михаил Иванович
RU2760218C1
СПОСОБ ВОСПРОИЗВОДСТВА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ЧЕРНОЗЕМОВ 2015
  • Мажайский Юрий Анатольевич
  • Карпов Алексей Николаевич
  • Голубенко Михаил Иванович
RU2599555C1
СПОСОБ МЕЛИОРИРОВАНИЯ ПОЧВЫ 2005
  • Скребков Геннадий Петрович
  • Васильева Наталия Григорьевна
  • Ахметшин Шамиль Мубаракиевич
RU2298026C2
Природный инсектицид и способ борьбы с вредителями картофеля на его основе 2019
  • Сухорученко Галина Ивановна
  • Волгарев Сергей Анатольевич
  • Иванова Галина Петровна
  • Васильева Тамара Ильинична
  • Ходырев Владимир Михайлович
  • Степанова Анна Геннадьевна
RU2724665C1
Способ возделывания озимой тритикале в условиях степной зоны Республики Калмыкия 2016
  • Тертышная Амуланг Георгиевна
RU2690481C2
СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ 2009
  • Леденев Алексей Михайлович
  • Леденев Денис Алексеевич
  • Жидков Владимир Михайлович
  • Захаров Владимир Владимирович
  • Захаров Егор Владимирович
RU2420056C1
СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА 2000
  • Филиппова Т.Е.
  • Симонова Т.Н.
RU2192112C2

Реферат патента 2011 года СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЯГОДАХ СМОРОДИНЫ ЧЕРНОЙ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к плодоводству. Способ включает внесение на глубину пахотного слоя природного сорбента. В качестве сорбента используют молотый цеолитсодержащий трепел Хотынецкого месторождения в дозе 3 т/га в смеси с фосфорными и калийными удобрениями, дозы которых определяют по степени обеспеченности почвы фосфором и калием. При этом смесь цеолита с удобрениями вносят однократно при закладке плантации по всей площади поля. После чего поле обрабатывают тяжелыми дисковыми боронами. Азотные удобрения вносят весной следующего года в междурядья под культивацию. Изобретение позволяет уменьшить содержание Ni, Zn, Сu в ягодах на 50-70% и в течение всего периода эксплуатации насаждения получать экологически безопасную продукцию смородины черной на почвах с содержанием тяжелых металлов, превышающим фоновый уровень в 2-6 раз. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 409 925 C1

Способ снижения содержания тяжелых металлов в ягодах смородины черной, заключающийся во внесении на глубину пахотного слоя природного сорбента, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют молотый цеолитсодержащий трепел Хотынецкого месторождения в дозе 3 т/га в смеси с фосфорными и калийными удобрениями, дозы которых определяют по степени обеспеченности почвы фосфором и калием, при этом смесь цеолита с удобрениями вносят однократно при закладке плантации по всей площади поля, после чего поле обрабатывают тяжелыми дисковыми боронами, а азотные удобрения вносят весной следующего года в междурядья под культивацию.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2409925C1

СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ 2005
  • Степанова Лидия Павловна
  • Степанова Елена Ивановна
  • Тихойкина Ирина Михайловна
RU2299873C2
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПАХОТНЫХ И ЭРОДИРОВАННЫХ ПОЧВ 2001
  • Нечаев Л.А.
  • Задорин А.Д.
  • Кубасов В.В.
  • Ковешников Г.В.
  • Черненький В.А.
RU2199193C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ 2007
  • Сороколетов Олег Николаевич
  • Бгатов Александр Васильевич
  • Овчинникова Любовь Алексеевна
  • Гудилин Иван Иванович
  • Незавитин Анатолий Григорьевич
  • Жучаев Константин Васильевич
RU2337522C1
US 4985060 А, 15.01.1991.

RU 2 409 925 C1

Авторы

Кузнецов Михаил Николаевич

Роева Татьяна Александровна

Леоничева Елена Вячеславна

Мотылёва Светлана Михайловна

Даты

2011-01-27Публикация

2009-08-31Подача