Способ укрепления поверхности деградированной почвы Российский патент 2023 года по МПК E02D3/00 A01B79/00 

Изобретение относится к области геоморфологии и может быть использовано для укрепления поверхности деградированной почвы вследствие разрушения почвенно-растительного горизонта и предотвращения ветровой эрозии в условиях Арктики.

Известен Способ рекультивации разрушенных земель в условиях Арктики и Субарктики включает формирование растительного и почвенного покрова путем нанесения на голый грунт субстрат (патент РФ № 2321979, А01В 79/02, опубл. 20.04.08г.)

Недостатками вышеуказанного способа является то, что данный способ не обеспечивает укрепление поверхности деградированной почвы, например, песчаной поверхности, с предотвращением дальнейшего развития ветровой эрозии, так как закрепление колышками и шпильками фитомассу на участках с сильной ветровой эрозией без дополнительного уплотнения или использования армирующих агентов технологически не эффективно вследствие больших скоростей ветра.

Известен Способ укрепления стенок карстовой воронки с использованием спор гриба, заключающийся в том, что осуществляют подготовку субстрата посредством смешивания компонентов с заданными размерами и в заданном количестве, и нанесение слоя субстрата на поверхность (патент РФ № 2732874, E02D 3/12, опубл. 24.09. 20г., прототип).

Недостатками вышеуказанного способа является то, что известный способ не обеспечивает укрепление почв в виде рыхлых песчаных поверхностей, в том числе от ветровой эрозии.

Предлагаемое техническое решение устраняет вышеперечисленные недостатки и обеспечивает укрепление поверхности деградированной почвы,

например, песчаной поверхности, с предотвращением дальнейшего развития ветровой эрозии, а также позволяет восстановить лишайниковый покров деградированной почвы для возобновления кормового потенциала для домашнего северного оленя на нарушенных землях.

Поставленная цель достигается тем, что Способ укрепления поверхности деградированной почвы заключается в том, что осуществляют подготовку субстрата посредством смешивания компонентов с заданными размерами и в заданном количестве и нанесение слоя субстрата на поверхность, при этом субстрат содержит измельченный диатомит с размером измельчения от 1 мм до 10 мм, измельченный торф с размером измельчения от 1 мм до 20 мм и измельченный таллом лишайника с размером измельчения от 5 мм до 20 мм, при этом компоненты субстрата смешивают при следующем соотношении, масс. % (объемные проценты по сухому весу):

измельченный диатомит – от 5 до 20%,

измельченный торф – от 60 до 90%,

измельченный таллом лишайника от 5 до 20%, а

слой субстрата наносят на поверхность деградированной почвы толщиной не менее 5 см, после чего осуществляют прикатывание слоя субстрата газонными катками ручными или тракторными.

Способ укрепления поверхности деградированной почвы осуществляют следующим образом.

Осуществляют подготовку субстрата посредством смешивания компонентов с заданными размерами и в заданном количестве

В качестве компонентов субстрата используют:

измельченный диатомит с размером измельчения от 1 мм до 10 мм;

измельченный торф с размером измельчения от 1 мм до 20 мм;

измельченный таллом лишайника с размером измельчения от 5 мм до 20 мм.

Компоненты субстрата смешивают известными средствами и способами при следующем соотношении, масс. % (объемные проценты по сухому весу):

измельченный диатомит – от 5 до 20%,

измельченный торф – от 60 до 90%,

измельченный таллом лишайника от 5 до 20%.

На открытую поверхность, например, песчаную поверхность, наносят один слой субстрата толщиной не менее 5 см.

После нанесения слоя субстрата заданной толщины осуществляют прикатывание газонными катками ручными или тракторными, например, катком газонным ручным 50 л, г. Москва.

В случае использования в смеси субстрата в меньшем значении каждого компонента, а именно,

измельченного диатомита меньше 5 %,

измельченного торфа меньше 60%,

измельченного талломов лишайника меньше 5%,

заявленный технический результат не будет достигнут, так как данного количества будет недостаточно для укрепления поверхности деградированной почвы, а также не позволит восстановить оленьи пастбища путем создания исходного устойчивого лишайникового покрова.

В случае использования в смеси субстрата в большем значении каждого компонента, а именно,

измельченного диатомита больше 20 %,

измельченного торфа больше 90%,

измельченного талломов лишайника больше 20%,

заявленный технический результат не будет достигнут при вышеуказанных значениях, так как данное количество компонентов приведет либо к значительному уплотнению почвы и повышению гидрофобности, либо к разрыхлению и выдуванию в условиях значительных ветровых нагрузок.

Также при меньшем размере измельчения каждого компонента в субстрате, а именно,

измельченный диатомит с размером измельчения меньше 1 мм;

измельченный торф с размером измельчения меньше 1 мм;

измельченный таллом лишайника с размером измельчения меньше 5 мм, не будет достигаться заявленный технический результат, так как структура мульчирующего субстрата будет пылеобразна, что неблагоприятно скажется на сохранение условий влажности и плодородия вследствие выдувания компонентов смеси с поверхности.

При большем размере измельчения каждого компонента в субстрате, а именно,

измельченный диатомит (армирующих агент) с размером измельчения больше 10 мм;

измельченный торф с размером измельчения больше 20 мм;

измельченный таллом лишайника с размером измельчения больше 20 мм,

не будет достигаться заявленный технический результат, так как структуру мульчирующего субстрата будет комковатая – невозможность достижения однородной смеси, что неблагоприятно скажется на сохранение условий влажности вследствие резкого увеличения испарения влаги из смеси и пересыхания мульчирующего слоя.

Измельченный торф представляет собой измельченные частицы, гранулы, крошки верхового и/или низового торфа заданных размеров измельчения и естественной влажности.

Измельченный диатомит представляет собой измельченные частицы, гранулы, крошки диатомита заданных размеров измельчения и естественной влажности.

Измельченный таллом лишайника представляет собой измельченные частицы, гранулы, крошки заданных размеров измельчения и естественной влажности.

Способ укрепления поверхности деградированной почвы обеспечивает эффективно укреплять смесью из измельченного торфа и измельченных талломов лишайника на участках с сильной ветровой эрозией с использованием армирующего агента - измельченного диатомита, при их заданном соотношении, нанесенной на поверхность деградированной почвы заданной толщины и прикатанной газонными катками ручными или тракторными.

Кроме этого использование лишайников в виде измельченных талломов лишайника позволяет восстановить исходные растительные сообщества, состоящих преимущественно из лишайников, что повлечет увеличение площадей пастбищ для домашних северных оленей, основу питания которых составляют лишайники.

Также, измельченный торф используют в смеси в качестве мульчирующего компонента субстрата, улучшающего агрохимические свойства почвы, обеспечивающие устойчивость восстанавливаемых растительных сообществ, препятствующие ветровой и водной эрозии;

измельченный диатомит используют в смеси в качестве армирующего агента - компонента субстрата, закрепляющего торфяную мульчу, создавая структурированные почвы, обеспечивая благоприятный для растительных сообществ влажностный и воздушный режимы почв;

измельченный таллом лишайника используют в смеси в качестве основного компонента восстанавливаемых растительных сообществ, что

позволяет предотвратить деградацию почвенного покрова от ветровой и водной эрозии, обеспечивая сохранность участков от дальнейшего разрушения.

Заявляемый способ обеспечивает укрепление поверхности деградированной почвы, в том числе песчаной поверхности, с предотвращением дальнейшего развития ветровой эрозии, а также обеспечивает восстановление деградированных почв, таких как оленьих пастбищ, полностью восстанавливая лишайниковый покров и возобновляя кормовой потенциал для домашнего северного оленя на нарушенных землях, обеспечивая защиту от ветровой и водной эрозий.

Пример.

На участке тундры – Арктики с открытой поверхностью, где растительность отсутствовала, проводились работы по укреплению поверхности деградированной почвы с дальнейшим восстановлением лишайникового покрова.

Весной после схода снежного покрова и при положительной температуре воздуха на опытном участке осуществляли работы по укреплению поверхности открытого участка тундры – Арктики.

Для этого осуществляли подготовку субстрата посредством смешивания компонентов, предварительно измельченных:

диатомита до размера измельчения от 6 мм до 10 мм, торфа до размера измельчения от 10 мм до 20 мм и таллом лишайника до размера измельчения от 15 мм до 20 мм.

Компоненты субстрата смешивали в пластиковой емкости 200 л в виде пластиковой бочки посредством ручной мешалки в виде штыковой лопаты при следующем соотношении, масс. % (объемные проценты по сухому весу):

измельченный диатомит с плотностью в пределах 400 кг/м³ – 20% - 20 кг,

измельченный торф с плотностью в пределах 150 кг/м³ – 60% - 156 кг,

измельченный сухой таллом лишайника с плотностью в пределах 30 кг/м³ - 20% - 31 кг.

Подготовленный субстрат наносили на открытую поверхность песчаного участка в лесотундре слоем толщиной в пределах 10 см с учетом его прикатывания. После нанесения слоя субстрата на поверхность открытого участка тундры – Арктики осуществляли прикатывание слоя субстрата газонными ручными катками. Прикатывание слоя субстрата осуществляли до толщины слоя в 10 см.

На следующий год после закладки эксперимента на участке тундры – Арктики без растительности получили укрепление песчаной поверхности с предотвращением дальнейшего развития ветровой эрозии, отменено формирование новых микроталломов лишайников, что свидетельствует о начале процессов восстановления естественного исходного растительного сообщества, характерного для естественных оленьих пастбищ.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить укрепление поверхности деградированной почвы, в том числе, песчаной поверхности, с предотвращением дальнейшего развития ветровой эрозии,

а также восстановление деградированных оленьих пастбищ при полном восстановлении лишайникового покрова для возобновления кормового потенциала для домашнего северного оленя на нарушенных землях, обеспечивая защиту от ветровой и водной эрозий.

Способ укрепления поверхности деградированной почвы позволяет предотвратить дальнейшее развитие ветровой эрозии почвы. Способ укрепления поверхности деградированной почвы включает подготовку субстрата посредством смешивания компонентов с заданными размерами и в заданном количестве и нанесение слоя субстрата на поверхность. Субстрат содержит измельченный диатомит с размером измельчения от 1 до 10 мм, измельченный торф с размером измельчения от 1 до 20 мм и измельченный таллом лишайника с размером измельчения от 5 до 20 мм. Компоненты субстрата смешивают при следующем соотношении, масс. % (объемные проценты по сухому весу): измельченный диатомит – от 5 до 20%, измельченный торф – от 60 до 90%, измельченный таллом лишайника от 5 до 20%. Слой субстрата наносят на поверхность деградированной почвы толщиной не менее 5 см, после чего осуществляют прикатывание слоя субстрата газонными катками ручными или тракторными.

Способ укрепления поверхности деградированной почвы, включающий подготовку субстрата посредством смешивания компонентов с заданными размерами и в заданном количестве и нанесение слоя субстрата на поверхность, отличающийся тем, что субстрат содержит измельченный диатомит с размером измельчения от 1 до 10 мм, измельченный торф с размером измельчения от 1 до 20 мм и измельченный таллом лишайника с размером измельчения от 5 до 20 мм, компоненты субстрата смешивают при следующем соотношении, масс. % (объемные проценты по сухому весу):

измельченный диатомит – от 5 до 20%,

измельченный торф – от 60 до 90%,

измельченный таллом лишайника от 5 до 20%,

слой субстрата наносят на поверхность деградированной почвы толщиной не менее 5 см, после чего осуществляют прикатывание слоя субстрата газонными катками ручными или тракторными.