СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СМЕСИ ТАБАЧНОЙ ПЫЛИ И ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА Российский патент 2020 года по МПК A01C21/00 C05F11/00 C05F11/08 C05F15/00 

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства, к средствам, применяемым для повышения плодородия почв, и может быть использовано на различных почвах при выращивании любой сельскохозяйственной культуры.

Процесс производства курительных изделий на табачных фабриках неизбежно связан с образованием больших объемов табачных отходов, из которых до 80% приходится на невозвратный отход - табачную пыль с содержанием минеральных примесей. Табачная пыль относится к 3 классу опасности (умеренно опасные) и ее утилизацию следует производить только на специальных полигонах. Однако, есть способы вовлечения табачной пыли в хозяйственный оборот, при которых она будет доводиться до состояния нетоксичного отхода. Предлагаются бесполигонные методы утилизации табачной пыли в качестве инсектицидного средства защиты сельскохозяйственных растений от сосущих вредителей, а также в качестве органического удобрения.

В птицеводстве существует проблема образования отходов - птичьего помета, который является серьезным источником загрязнения окружающей среды. Так, в среднем одна курица-несушка выделяет до 60 кг помета в год. Проблема утилизации и обеззараживания отходов птицефабрик актуальна. В настоящее время предложено множество вариантов по применению птичьего помета в качестве органического удобрения.

Возможность применения табачной пыли для улучшения плодородия почв рассматривается, прежде всего, с точки зрения содержания в ней ценных для растений питательных элементов: азота (1,84-2,3%), фосфора (0,24-0,37%) и калия (2,14-3,72%), при этом наличие в пыли токсикантов (свинец, кадмий, цинк и медь) при рекомендуемых нормах внесения не влияет на изменение баланса этих элементов в почве с учетом показателей ПДК и ОДК. Последние из перечисленных веществ являются необходимыми для нормальной жизнедеятельности живых организмов.

Применение отхода птицеводства в качестве удобрения также очевидно, так как в птичьем помете от взрослой птицы, при клеточном содержании в 1 т массы содержится, кг: органического вещества - 180; золы - 70; общего азота - 20; общего фосфора (Р₂O₅) - 7; общего калия (К₂O) - 3.

Известен способ повышения плодородия почв с помощью удобрения из табачной пыли. Биоорганическое удобрение получается (заявка РФ №2012106987, опубл. 10.08.13, Бюл. № 25) путем биокомпостирования смеси из табачной пыли, черноземной почвы и торфа. Недостатком данного способа являются высокозатратные элементы: предварительное обустройство траншеи, смешивание компонентов смеси, загрузка и увлажнение смеси. Данный способ получения удобрения подходит только для использования в качестве субстрата в горшечной культуре, применения в защищенном грунте и не пригоден для использования на больших площадях под сельскохозяйственные культуры из-за больших материальных и трудовых затрат.

Известен способ внесения одновременно с посевом зерновых термически высушенного куриного помета - пудрета непосредственно в бороздки с нормой 120 - 360 кг/га, с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Способ обеспечивает прибавку урожайности зерна за счет повышения общей и продуктивной кустистости яровой пшеницы, увеличения озерненности и массы зерна с одного колоса. Наиболее эффективная доза внесения 360 кг/га. (Милюткин В.А. Эффективность внесения органических удобрений (высушенный куриный помет пудрет) одновременно с посевом в рядок. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2014. - Вып. 2. - С. 26 - 29).

Дозы применения птичьего помета могут варьироваться в пределах от 10 до 20 т/га под различные сельскохозяйственные культуры, в том числе в виде удобрительного полива. (Теучеж А.А. Применение птичьего помета в качестве органического удобрения. Политематический сетевой электронный научный журнал кубанского государственного аграрного университета, 2017. - № 128 (04). - С. 1-18).

При использовании в качестве удобрения птичьего помета, для его обеззараживания, т.е. подавления патогенной микрофлоры и снижения класса опасности отхода, есть опыт его ферментирования микробиологическим препаратом «Байкал М1» (Волкова Е.Н. Получение нового органического удобрения из куриного помета методом биоферементирования // Экологические проблемы развития агроландшафтов и способы повышения их продуктивности: сб. ст. по матер. Междунар. науч. экол. конф. (27-29 марта 2018 г. ) / сост. Л.С. Новопольцева; под ред. И.С. Белюченко. - Краснодар: КубГАУ, - 2018. - С. 43-44).

Известно применение отходов табачного производства способом компостирования совместно с куриным пометом и биогумусом в дозах 50 т/га, 4 т/га и 10 т/га соответственно. Добавление органических отходов в почву улучшает ее биологические параметры (пористость, содержание доступной воды и др.). [Melis Cercioglu, Okur, Sezai Delibacak, Ali Riza Ongun. Changes in physical conditions of a coarse textured soil by addition of organic wastes // Eurasian Journal of Soil Science. 2014. № 3. p. 7-12.].

Известен способ повышения плодородия почв с использованием табачной пыли (Патент РФ 2646053, опубл. 01.03.18, Бюл. № 7), включающий равномерное распределение по поверхности почвы отходов табачного производства в дозе 2-8 т/га совместно с раствором биодеструктора Стернифаг (в норме расхода 80 г совместно с водой в объеме 300 л и аммиачной селитрой или мочевиной в дозе 3 кг), для ускоренного разложения пыли в указанном диапазоне доз, и заделывание в почву с помощью дисков на глубину 5-10 см. Недостатком способа является ограниченная возможность приобретения препарата Стернифаг из-за низкой насыщенности им рынка. Способ взят за прототип.

Целью предлагаемого изобретения является использование смеси табачной пыли и птичьего помета в качестве органического удобрения для повышения плодородия почвы, ее оздоровления, увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и безопасной утилизации отходов табачного производства и птицеводства.

Техническим результатом применения способа является повышение плодородия почвы за счет увеличения содержания подвижных форм питательных элементов и биологической активности, оздоровления почвы за счет снижения в ней патогенных микромицетов, повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения плодородия почв, включающем равномерное распределение по поверхности обрабатываемой почвы табачной пыли в дозе 2-8 т/га, равномерное нанесение на обработанную площадь раствора, для ускорения разложения табачной пыли в указанном диапазоне доз, согласно изобретению, в качестве раствора применяют смесь, приготовленную из птичьего помета, из расчета 3 т/га, предварительно ферментированного микробиологическим препаратом «Байкал М1», разведенного в воде объемом 10000-15000 л/га и заделка в почву с помощью дисков на глубину 5-10 см, за месяц до предполагаемого посева или посадки сельскохозяйственных культур.

Нанесение на рекомендуемую дозу табачной пыли раствора из птичьего помета, разведенного водой в установленной норме, позволяет ускорить разложение пыли, увеличив таким образом, содержание подвижных форм питательных элементов, биологическую активность почвы, проявляемую в виде повышения нитрифицирующей активности, целлюлозоразрующей способности, интенсивности дыхания, снижения плотности микопатогенной инфекции, и увеличить урожайность сельскохозяйственных культур.

Предварительная обработка птичьего помета микробиологическим препаратом «Байкал М1» и выдержка смеси 10-20 дней, в течение которых идет ферментация, обеззараживает смесь, подавляет патогенную микрофлору.

Способ осуществляют следующим образом. Предварительно готовят раствор птичьего помета. Дозу птичьего помета из расчета 3 т/га смешивают с микробиологическим препаратом «Байкал М1» в объеме 750 мл и выдерживают 10-20 дней в течение которых идет процесс его ферментации, затем смесь разводят в воде в количестве 10-15 т/га, тщательно перемешивая. За месяц до предполагаемого посева или высадки сельскохозяйственных культур, табачную пыль в дозах 2-8 т/га равномерно распределяют по поверхности почвы и обрабатывают приготовленным раствором птичьего помета, затем заделывалют в почву с помощью дисков на глубину 5-10 см.

С целью выявления эффективности способа определяли изменение количества подвижных форм питательных элементов в почве после внесения табачной пыли (ТП) в диапазоне доз 2,5 и 8 т/га совместно с птичьим пометом (ПП) в норме 3 т/га (таблица 1) в почвенных образцах, отобранных с глубины 0-20 см через 30 суток после обработки, после выпадения 100 мм осадков. Контролем в опыте являлась почва без обработки (чернозем выщелоченный с низким содержанием подвижных форм основных питательных элементов NH₄ - 3,49 мг, NO₃ - 8,78 мг, Р₂O₅ - 10,65 мг и К₂O - 14,6 мг на 100 г почвы). На вариантах с применением табачной пыли и птичьего помета за короткий период времени пыль полностью разложилась, об этом свидетельствует установление повышения содержания в почве аммиачной формы азота на 31 - 44%, нитратного на 27 - 88%, фосфора на 19 - 41%, калия на 53 - 79% (таблица 1). Причем лучшие результаты получены при увеличении доз табачного табачной пыли.

Биологическая активность это один из основных показателей плодородия почвы и чувствительный агрономический и экологический индикатор изменения почвенной среды под воздействием различных агроприемов. Один из основных процессов, происходящих при этом в почве, это накопление нитратного азота, т.е. нитрификационная способность. При внесении в почву табачной пыли и птичьего помета за месяц во влажных условиях создает благоприятные условия для деятельности бактерий, усваивающих минеральные формы азота, при этом процесс нитрификации в почве проходит на 120 - 250% интенсивнее в сравнении с контролем.

Целлюлоза основной компонент всех растительных остатков, в том числе и табачных и она играет важную роль в почвенных процессах и формировании ее положительных свойств. Разрушение целлюлозы происходит за счет жизнедеятельности целлюлозных микроорганизмов. При внесении табачной пыли в почву совместно с пометом отмечено повышение активности целлюлозоразрушающих микроорганизмов на 314 - 421% во всех вариантах опыта.

Жизненно важный процесс, происходящий в почве - это продуцирование углекислоты или «дыхание». При этом из атмосферы в почву поступает кислород и в результате сложного окислительного распада органических веществ выделяется углекислый газ, являющейся важным источником снабжения растений углеродом. Опытами установлено, что количество продуцированной СO₂ из почвы повышается на всех вариантах опыта, где вносили смесь отходов. Если в исходной почве это количество составило 11,5 мг СO₂/ 100 г. почвы, то в опыте с отходами наибольшее количество СO₂ выявлено в варианте, где применяли табачную пыль ТП в дозе 8 т/га, здесь интенсивность дыхания составила 38,9 мг СO₂/ 100 г. почвы, т.е. в опыте значение «дыхания» превышало данные контрольного варианта в пределах 178 - 238% в зависимости от применяемой дозы.

Биологическая активность почвы зависит не только от численности обитающих в ней живых микроорганизмов, но и от их видового состава. В ходе проведенных экспериментов установлено влияние смеси ТП и ПП на микологический состав почвы. Так, на контроле выявлено наибольшее разнообразие видового состава микромицетов. Встречаются грибы родов Penicillium, Rhizopus, Mucor, Alternaria в количестве от 2,2 до 4,0 КОЕ на 1 г абсолютно сухой почвы (таблица 2).

В вариантах, где в почву вносили табачную пыль (ТП) совместно с птичьим пометом (ПП), колонии патогенных микромицетов отсутствовали. На данном опыте продемонстрирована возможность оздоровления почвы от микопатогенной инфекции посредством внесения табачной пыли совместно с птичьим пометом.

Для установления влияния ТП, примененной в качестве органического удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур были высажены томаты сорта Дар Заволжья. В результате установлено, что на контрольном варианте урожайность томатов за период вегетации составила в среднем 36,0 т/га, растения достигли высоты около 40 см (таблица 3).

На вариантах, где применяли табачную пыль совместно с птичьим пометом, урожайность составила 52,9 - 59,5 т/га, прибавка достигла 46,9 - 65,3%, высота растений приблизилась к отметке 65-70 см. Также на вариантах с табачной пылью отмечено снижение численности актуального вредителя томатов - незары зеленой.

Применение установленных доз табачной пыли в пределах 2-8 т/га совместно с раствором птичьего помета в дозе 3 т/га позволяет повысить плодородие почвы за счет увеличения содержания аммиачной формы азота на 31 - 44%, нитратной на 27 - 88%, доступного фосфора на 19 - 41%, калия на 53 - 79%, интенсивность процесса нитрификации на 120 - 250%, активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов на 314 - 421%, продуцирование углекислоты почвой на 178 - 238%, снизить количество микопатогенной инфекции, увеличить урожайность томатов на 46,9 - 65,3% и снизить численность фитофагов. При этом решается проблема безопасной утилизации табачной пыли и птичьего помета.

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к средствам повышения плодородия почв, и может быть использовано на различных почвах при выращивании любой сельскохозяйственной культуры. Способ включает равномерное распределение по поверхности почвы табачной пыли в дозе 2-8 т/га, равномерное нанесение на обрабатываемую площадь раствора из смеси птичьего помета, из расчета 3 т/га, предварительно ферментированного микробиологическим препаратом «Байкал М1» и разведенного в воде объемом 10000-15000 л/га, заделывание в почву с помощью дисков на глубину 5-10 см за месяц до предполагаемого посева или посадки сельскохозяйственных культур. Способ позволяет повысить в почве содержание основных форм подвижных питательных элементов, биологическую активность почвы, оздоровить ее за счет снижения патогенных микромицетов, частично решить проблему безопасной утилизации табачной пыли и птичьего помета. 3 табл.

Способ повышения плодородия почв, включающий равномерное распределение по поверхности почвы табачной пыли в дозе 2-8 т/га, равномерное нанесение на обработанную площадь раствора, ускоряющего разложение табачной пыли, и заделывание в почву с помощью дисков на глубину 5-10 см за месяц до предполагаемого посева или посадки сельскохозяйственных культур, отличающийся тем, что в качестве раствора применяют смесь, приготовленную из птичьего помета из расчета 3 т/га, предварительно ферментированного микробиологическим препаратом «Байкал М1», разведенного в воде объемом 10000-15000 л/га.