Способ химической мелиорации почвы Советский патент 1989 года по МПК C09K17/12 C05B11/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу улучшения состояния почвы при ее подготовке к возделыванию сельскохозяйственных культур.

Фосфорные удобрения, вносимые в почву, используются растениями не полностью (в среднем 30-40%). Большая их часть закрепляется в почве в виде нерастворимых соединений и становится недоступной для растений. Это требует постоянного внесения таких удобрений в избыточных количествах, что приводит к зафосфачиванию почв.

В связи с высокой потребностью фосфорных удобрений не менее важной стала проблема использования фосфориг

тов с низким содержанием фосфора без их химической обработки, что приводит к экономии сырьевых ресурсов и снижению энергетических затрат при производстве удобрений.

Целью изобретения является увеличение подвижности в почве , повышение усвоения растворимого растениями, предотвращение возможности перехода фосфатов в труднорастворимую форму при внесении фосфорсодержащих удобрений в почву, уменьшение их расхода, а также возможность использования фосфоритов в качестве удобрительной добавки без их предварительной химической обработки.

NU

со

оо

Способ включает внесение в почву силикатов щелочных металлов или их смесей с различными удобрительными (питательным) добавками в виде водного раствора силикатов щелочных металлов (например, ) концентрацией в пересчете на SiO 0,2-0,3 г/л в количестве АО-80 кг/га. При использовании в качестве добавки фосфорсодержащих удобрений их предварительно смешивают с раствором силикатов при соотношении концентраций у удобрения к SiO раствора, равном 0,1. 0,2-0,3 (г/л). При внесении в почву смеси силикат-фосфат указанной концентрации расход фосфорсодержащих удоб

рений в пересчете на PjOj- составляет 20-40 кг/га.

Способ предусматривает также возможность использования без предварительной химической обработки фосфоритов с низким содержанием фосфора при их смешении с водным раствором силикатов щелочных металлов в количестве 10-20% от веса фосфорита.

Пример 1. Проведено исследование адсорбции Р2 5 корневой системой растений в присутствии силикат- иона.

Наиболее благоприятная концентра- 101Я растворимого кремнезема для поглощения растворимого фосфора растениями установлена на водных культурах.

Изучение поглощения . проводили по известной методике. Пшеница, овес, горох, вика выращивались в растворе Кнопа 1 мес. В одной серии растения выращивали в растворе Кнопа без изменений, во 2-й - в отсутствии фосфатов, в 3-й - вместо фосфатов добавлен силикат натрия, в 4-й при- сутствовйли фосфаты и силикаты. Во всех питательных средах концентрация была постоянной 0,1 г/л, а содержание SiO в водном растворе изменяли от 0,025 г/л до 0,35 г/л.

Корневую систему (неотделенную от стебля) помещают в раствор определенной концентрации фосфат-иона или содержащий фосфат- и силикат-ионы на 24 ч. Затем корни промывают 30 с дистиллированной водой, избыток ее удаляют фильтровальной бумагой и де- сорбируют Р-2.05- 0,01 н, NaOH, Концентрацию определяют колориметрически с молибденовой синью. Результаты по влиянию концентра1даи ершикатиона на адсорб1даю фосфат-иона корневой системой растений (мг Р2.05 100 г сухого корня) представлены в табл, 1 ,

Установлено, что растения четьфех видов, вьфащениые в отсутствии PjOj-, но содержащие SiOj, не адсорбируют PjOj- (2-я и 3-я серии). Растения,

выращенные в растворе Кнопа с добавкой SiO, имеют максимальную биомассу как подземной, так и надземной части растения в области концентраций SiO 0,2-0,3 г/л (для пшеницы

на 50%, для овса на 60%), Корни растений, выращенных в растворе Кнопа с концентрацией 0,2-0,3 г/л SiO, адсорбируют на порядок больше фосфора, чем по известному способу. Корни

растений из среды Кнопа, помещенные в раствор с фосфат- и силикат-ионами имеют максимум поглощения PjOj в области концентраций О, 1 г/л и 0,2-0,3 г/л SiO.,

Таким образом, внесение в почву силикатов щелочных металлов или их смесей с фосфатами в виде водного раствора. концентра1даей 0,2-0,3 г SiO;j в 1 л стимулирует усвоение растворимого фосфора растениями.

Оптимальное количество силиката, внесенного в почву, составляет 40- 80 кг/га. При больших или меньших количествах показатели ухудшаются.

Пример 2, Изучение адсорбции фосфора почвами в присутствии силиката проводят на фракциях 0,001- 0,01 мм и 0,01-0,1 мм разных типов почв, которые составляют основную наиболее активную часть почвы,

5 г образца почвы заливают 25 мл водного раствора с возрастающей концентрацией силиката и содержащего 0,1 г/л .,

По общепринятому способу образцы почвы компостируют в течение 1 мес с разными дозами изучаемых добавок, после чего получают вытяжки и определяют ,

Полученные результаты по определению подвижного почвах при компостировании (мг P.Oj/100 г почвы) приведены в табл, 2,

Сравнительный анализ показывает, что при внесении в почву силикатов щелочных металлов в виде водного раствора концентрацией SiO, 0,2-0,3 г/л приводит к возрастанию подвижности

Р.5

в почве Б 2-3 раза по сравнению с известным.

Пример 3. Проведено определе- /У из фосфорсодержащих

ние выхода .

удобрений или фосфорита при их внесении в почву вместе с водным раствором силикатов щелочного металла с концентрацией по SiO 0,2-0,3 г/л.

а именно от состояния коллоидной кремнекислоты - степени ее полимери зации. Действие в почве сводится не только к вытеснению адсорбированног фосфора, но и к образованию довольн устойчивого комплекса в растворе, ч с одной стороны препятствует адсорб ции фосфатов твердой фазой почвы, а

В первом случае используют раство- ю с другой - увеличивает доступность

а именно от состояния коллоидной кремнекислоты - степени ее полимеризации. Действие в почве сводится не только к вытеснению адсорбированного фосфора, но и к образованию довольно устойчивого комплекса в растворе, что с одной стороны препятствует адсорбции фосфатов твердой фазой почвы, а

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для подготовки почвы путем внесения в нее силикатов или их смесей с удобрительными добавками. Цель изобретения - увеличение подвижности P₂O₅ в почве и повышение усвоения растворимого P₂O₅ растениями, предотвращение возможности перехода фосфатов в труднорастворимую форму при использовании в качестве добавки фосфорсодержащих удобрений, уменьшение расхода удобрений и возможность использования фосфоритов в качестве удобрительной добавки без их химической обработки. Способ включает внесение в почву силикатов щелочных металлов в виде водного раствора концентрацией SIO₂ 0,2-0,3 г/л в количестве 40 - 80 кг/га или смеси силиката с фосфорсодержащим удобрением при соотношении концентрации P₂O₅ и SIO₂, РАВНОМ 0,1 ÷ 0,2-0,3 г/л. Фосфориты предварительно смешивают с водным раствором силикатов в количестве 10-20% от массы фосфорита. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

римый фосфат К,НРО концентрацией . 0,1 г/л, во втором случае - фосфорит или труднорастворимые фосфорсодержащие удобрения смешивают с водным раствором силиката в количестве 10-20% от веса фосфорита и через 24 ч суспензию центрифугируют. определяют колориметрическим методом.

Полученные результаты по выходу . из фосфорита в зависимости от концентрации SiO (г/л) в растворе приведены на чертеже (кривая 1). Кривая 2 соответствует данныт-i по известному способу. Данные свидетельству(от, что использование смеси фосфоритов с растворимым силикатом в интервале его концентраций 0,2-0,3 г/л приводит к максимальному выходу фосфорита и позволяет использовать его

для непосредственного внесения в поч- 30 известьсодержащих материалов. Этот

ву без химической обработки.

В работе проведены вегетационные опыты (,1-8), позволившие сравнить влияние форм и концентраций растворенного SiO на биопродуктивность растений. Полученные через месяц результаты по приросту биомассы растений в вегетационных сосудах представлены в табл. 3.

.Продуктивность по известному способу принята за контроль. По сравнению с известным (опыты 1-4) наблюдается прирост биомассы в предлагаемом способе. Использование фосфоритов с растворимыми силикатами эффективнее (опыты 4-6), чем с осажденным гелем по известному способу (опыты 2, 3). Для водного раствора щелочного сил иката существует область концентрации (0,2-0,3 г/л SiO), оказывающая наибольшее действие на урожайность в присутствии фосфоритов (опыты 5, 6) ив случае использования растворимых фосфатов (опыты 7, 8). , Таким образом, биопродуктивность, максимальное усвоение фосфора растением и образование доступного фосфора из почвы зависит не только от количества кремния, но и от его формы.

вопрос актуален и в связи с кислыми дождями для разных типов почв и недостатком карбонатньпс материалов. В зафосфаченных почвах такая форма ко

25 лоидной кремнекислоты является боле активным вытеснителем фосфатов (не только за счет вытеснения фосфата с ликатом, но и гидроксил-ионом, а та в же образованием кремний-фосфатных

40 соединений). Причем эти показатели достигаются при значительно (в 5- 10 раз) меньших концентрациях кремн зема, чем в известных способах.

45 Преимуществом предлагаемого спос ба является также упрощение техноло гии, поскольку исключается обработк силиката щелочного металла органиче кими или неорганическими кислотами,

5Q карбонатами, высушивание и помол гел кремневой кислоты.

Формула изобретения

55 1 . Способ химической мелиорации почвы, включающий внесение в нее силикатов или их смесей с различными питательными добавками, отлича ющийся тем, что, с целью увели

фосфора растениям.

Использование предлагаемого способа позволяет эг.ономить удобрения

за счет повышения выхода доступных растениям фосфатов из фосфоритов без химической обработки, снижает образование труднорастворимых соединений фосфатов и другие отрицательные последствия. В соответствии с предлагаемым способом увеличивается усвоение растворимого фосфора, что также ускоряет динамику фосфорного режима в почвенном растворе. Способ является

эффективным для всех типов почв. Так, в кислых почвах силикат натрия (калия) одновременно нейтрализует почвенную кислотность, на борьбу с которой используется большое количество

вопрос актуален и в связи с кислыми дождями для разных типов почв и недостатком карбонатньпс материалов. В зафосфаченных почвах такая форма коллоидной кремнекислоты является более активным вытеснителем фосфатов (не только за счет вытеснения фосфата силикатом, но и гидроксил-ионом, а так- же образованием кремний-фосфатных

соединений). Причем эти показатели достигаются при значительно (в 5- 10 раз) меньших концентрациях кремнезема, чем в известных способах.

Преимуществом предлагаемого способа является также упрощение технологии, поскольку исключается обработка силиката щелочного металла органическими или неорганическими кислотами,

карбонатами, высушивание и помол геля кремневой кислоты.

Формула изобретения

55 1 . Способ химической мелиорации почвы, включающий внесение в нее силикатов или их смесей с различными питательными добавками, отличающийся тем, что, с целью увеличения подвижности , в почве и повышения усвоения растворимого растениями, внесение силикатов или их смесей в почву осуществляют в виде водного раствора силикатов щелочных металлов концентрацией в пересчете на SiOi 0,2-0,3 г/л в количестве 40-80 кг/га.

Вид растения

Концентрация водного раствора силиката щелочного металла в пересчете на SiOj, г/л

- I 0,04 I 0,08 1 0,12 То,20 То,24 1 0,28 Го,32

Предлагаемый способ

Адсорбция фосфат- иона корневой системой в пере- счете на 1 мг на 100 г сухого корня

Пшеница

Овес

Горох

Вика

Концентрация Пшеница

45,2 54,0 56,0 59,0 657,3 826,4 609,8 486,7 218,8 273,2 240,2 190,5 232,9 502,5 524,9 363,6 66,7 87,6 44,2 26,7 263,2 524,2 460,9 101,0 170,0 100,0 95,4 140,3 160,8 218,5 380,3 451,1 Известный (силикат вносят в почву в виде высушенного геля) 0,10 1,00 5,00 65,0 87,0 99,0

Подвижность в почве,

мг P-tOg

100 г почвы

Дерново-подзолистая 2,5 Чернозем15,0

их расхода, фосфорсодержащие удобрения предварительно смешивают с йодным раствором силикатов щелочных металлов при соотношении концентраций SiOj, равном 0,1:0,2-0,3 (г/л).

Таблица 1

Таблица2

11,5 27,7

10,0 8,0

3,95 18,0

Контроль 5 кремнегеля

2 Фосфорит без

кремнегеля

45 Фосфорит с 5 г

кремнегеля

35 0,01 г PjOj

(0,1 г/л) с 5 г

Табли. цаЗ

591 Фосфорит с 0,02 г

, (0,2 г/л SiO)

660 Фосфорит с 0,02 г

Sic, (0,3 г/л Sic,)

0,01 г PjOy (0,1 г/л) с 0,02 г SiO (0,2 г/л SiO )

0,01 г РгО, (0,1 г/л) с 0,02 г SiO (0,3 г/л SiOj)