Мелиорант для песчаных и супесчаных почв Советский патент 1992 года по МПК C09K17/00 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства и может быть использовано в качестве вещества, улучшающего песчаные и супесчаные почвы.

Известны способы мелиорирования дерново-подзолистых почв с использованием глинистых материалов с добавками органо- минеральны х смесей, например, по авт. св. № 1161531 СССР, С 09 К 17/00, согласно которому в качестве органо-минеральной смеси к глинисто-солевому шламу добавляют сульфатно-дрожжевую бражку. Однако в этом случае для сохранения плодородия почвы приходится вводить повышенное количество азотсодержащих удобрений, так как сульфатно-дрожжевая бражка содержит вещества, образующие в почве токсины, подавляющие рост и развитие клубеньковых азотусваивающих бактерий, что, в свою очередь, ведет к увеличению содержания нитратов в растительном фоне на обработанных указанным способом почвах.

Известен способ химической мелиорации каштановых и песчаных почв по авт. св. № 1330145, С 09 К 17/00. Способ включает

внесение водной дисперсии мелиоранта и отличается тем, что, с целью повышения мелиорирующей эффективности за счет увеличения содержания водопрочных агрегатов, в качестве водной дисперсии мелиоранта используют не содержащий соединения хрома отработанный буровой раствор, предварительно нейтрализованный фосфорной кислотой, азотной или их смесью до р Н водной дисперсии 6-8, который вносят в дозе 5-20 т сухого вещества мелиоранта на 1 га.

Однако наличие в составе компонентов соды каустической (едкий натр), соды кальцинированной (МааСОз) и хлоридов для де- рново-подзолистых почв крайне нежелательно, так как натрий провоцирует в условиях этих почв диспергирование структуры почвенного поглощающего комплекса.

Известно техническое решение (авт. св. СССР Мг 1420019), согласно которому в глинистую основу добавляют торф.

Однако торф, хотя и не нарушает почвенного биоценоза, но за счет деятельности пектиноразлагающ их и особенно целлюлозоразлагающихся бактерий сущесл

с

VI о сл

сл ю

ственно сдвигает рН в сторону повышения кислотности и, чтобы этого избежать, к указанному мелиоранту добавляют жидкий навоз, который несколько раскисляет торф, но в то же время значительно усложняет про- 5 цесс внесения мелиоранта в почву. Во всяком случае, практически невозможно осуществлять равномерное рассеивание его по поверхности почвы и последующее перемешивание из-за образования липкой 10 комковатой структуры. Поэтому, в первые 2-3 года после введения мелиоранта на улучшенных таким образом песчаных и супесчаных почвах приходится выращивать сидераты, например, люпин алкалоидный, 15 вследствие чего существенно задерживается нормальный севооборот и удорожается процесс мелиорирования, а содержание нитратов неконтролируемо растет.

Наиболее близким по сущности решае- 20 мой задачи техническим решением для улучшения свойств песчаных и супесчаных почв является применение сапропелей. Известно техническое решение Способ получения сапропелевой крошки 25 (а.с. № 1155576), позволяющее получать сапропелевую крошку путем намыва сапропелевой пульпы в отстойник, ее обезвоживания, послойного рыхления сапропелевого пласта, отличающееся тем, что, с целью по- 30 вышения производительности способа путем интенсификации процесса обезвоживания, намыв сапропелевой пульпы в отстойник осуществляют одним пластом, а обезвоживание осуществляют до 35 влажности, соответствующей текуче-пластичному состоянию пласта.

Однако данный способ решает вопрос подготовки сапропелей для использования их в качестве мелиоранта песчаных и супес- 40 чаных почв.

При современных способах и объемах добычи сапропелей применение их для улучшения свойств песчаных и супесчаных почв экономически оправдано при транс- «портировке на расстояние 15-20 км (Спра- вочник агрохимика, Мн., Урожай, 1985, 5 с. 61).

Свойства сапропелей подробно изложены в ряде изданий: Справочник агрохимика Нечерноземной полосы, Колос, Л., 1981; Сапропелевые удобрения, Наука и 10 техника, Мн., 1983; Применение сапропелевых удобрений, Мн., 1980; (прототип), Применение сапропелей на удобрения, Мн., 1986; Методические указания по разведке озерных месторождений сапропе- 15 лей, Мн., 1976. Анализ этой литературы дает достаточно полную информацию и многообразии и вариабельности свойств

сапропелей и их эффективности в качестве мелиоранта почв, вносимых в различных дозах, но чаще всего 40-80 т на га.

Целью изобретения является применение черной гумусосо держа щей глины с содержанием органики в количестве не менее 1/8 от количества кремнезема в качестве мелиоранта для песчаных и супесчаных почв.

Цель достигается тем, что для мелиорирования дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв путем внесения в почву глинистого, гумусосодержаицего мелиоранта в качестве последнего используют черную глину с содержанием органического вещества не менее 1 /8 от количества кремнезема, причем перед внесением в почву глину высушивают до влажности 15-20%, измельчают до размера частиц не более 3 мм и наносят на поверхность почвы в количестве 40-80 т/га с последующим перемешиванием, например, путем перепахивания и боронования.

Черная глина, предлагаемая в качестве мелиоранта, представляет собой природное тело, идущее в отход при производстве кирпича и другой керамики. Залежи черной глины встречаются довольно часто в виде линзовых месторождений, образованных, как правило, синклиналями неглубокого залегания. Наличие органического вещества в составе глины делает непригодной ее для керамического производства из-за черных пятен, образуемых при прокаливании и в случае появления в промышленных глинищах ее чаще всего направляют в отвал. Поэтому предлагаемое средство может быть широко использовано в производстве в качестве мелиоранта супесчаных и песчаных почв. Утилитарные свойства и химический состав черной глины описаны в книге Строительная керамика (справочник). М., Стройиздат, 1976, с. 14-15.

Из данных табл. 1 видно, что потери при прокаливании достигали свыше 9%, что соответствует содержанию органического вещества.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что черная глина как мелиорант существенно отличается от сапропелей, что обусловлено различиями в их составе и свойствах (см. табл. 2).

Свойства глины, в отличие от сапропелей, всегда определяются обязательным присутствием в их составе алюмосиликатов или феррисиликатов, обладающих сплошной кристаллической структурой (Курс общей геологии, Л., Недра, 1976). Например, содержание в сапропелях леблется от 0,9 до 3,9% (Справочник агрохимика Нечерноземной полосы, Л,, Колос, 1981, с. 134-135), в черной глине-17,2%. Молекулярное соотношение 5Ю2:Р20з составляет для черной глины 1,8-1,9.

Емкость обменного комплекса гумусо- содержащих глин составляет 40-120 м- экв./ЮО г. Катионы элементов, которые удерживаются в комплексе от вымывания, в то время свободно могут быть использованы в качестве элементов питания растения- ми. Чем выше содержание этих глин в почве, тем больше поглотительная способность мочв и их устойчивать к вымыванию питательных веществ.

Гумусосодержащие глины, особенно щелочные их разновидности, обладают высокой водопоглощаемостью или влагоемко- стью. Обогащение почв такого типа глинами увеличивает их поглощающую способность воды, ее прочную удерживаемость в почве и, следовательно, регулирует водный режим, повышает засухоустойчивость почв. Кроме того, внесение гумусосодержащих глин в рыхлые почвы облегчает образование агрономически ценной комковатой структу- ры. Тем самым повышается эрозионная устойчивость почв, создаются наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов и функционирования корневой системы растений.

Важное место в ряду элементов питания растений занимает калий. Однако на почвах легкого гранулометрического состава в условиях промывного водного режима происходит постоянный вынос из почвы растворимых веществ, в том числе и вносимых калийных удобрений. В опытах Юшкевича И.А. с сотр. на дерново-подзолистых песчаных почвах потери калия составили от 16,5 до 36,4 кг/га (Почвоведение и агрохи- мия, Мн., Урожай, 1987, вып. 23, с. 78). Рациональное, экологически безопасное применение калийных удобрений невозможно без коренного улучшения физико-химических свойств песчаных и супесчаных почв.

Для подтверждения преимуществ черной глины как мелиоранта экспериментально определена емкость поглощения калия черной глиной по методу С.Н.Иванова и В.В.Лапа (Способ определения емкости поглощения фосфора и калия дерново-подзолистыми и торфяно-болотными почвами Мн., 1982). Поглотительная способность по калию устанавливалась в ряду слабых кон- центраций (0,001-0,1 н), затем рассчитывалась по уравнению Фарвея. Емкость поглощения калия черной глины равна 55,5 м-экв./100 г. Емкость поглощения калия дерново-подзолистых почв колеблется в

интервале 1,1-3,3 м-экв./100 г, дерново-гле- еватых почв - 8,7-9,0 м-экв./100 г почвы. Кроме этого признака предлагается второй отличительный признак - величина потенциальной буферной способности по отношению к калию - РВСК. РВСК черной глины равна 125 м-экв./100 г/. (М/л)+1/2. ARo (отношение ак +/а(Са2+ + Мег) в равновесном растворе) равно 1,2 -10 (М/л) . Понимание сути этих показателей дает основание говорить о важных отличительных свойствах черной глины, обуславливающих коренной и долговременный характер улучшения с ее участием физико-химических характеристик почвенно-поглощающего комплекса песчаных и супесчаных почв. Гумус, содержащийся в черной глине, как результат жизнедеятельностидревнейшихмикроорганизмов, в отличие от торфа и подобных ему органических веществ, целлюлозных остатков не содержит, следовательно, внесение его в почву не нарушает сложившегося ранее бактериального равновесия, хотя несомненно способствует динамизму микрофлоры за счет содержания веществ, которые могут быть отнесены к группе биостимуляторов. Это же качество в совокупности с минеральными компонентами способствует созданию более благоприятного для культурных растений агрохимического фона, вследствие чего на мелиорированных предлагаемым способом почвах урожайность их существенно возрастает,

Вегетативные опыты, проведенные на супесчаных и песчаных почвах (табл. 3 и 4), показали, что урожайность овса сорта Буг возрастала от применения мелиоранта на 36-41 % по отношению к вариантам, где мелиорант в почву не вносился. Сравнение результатов опытов по выявлению влияния мелиорантов в виде сапропеля (прототип) и черной глины (предлагаемое средство) показало, что при одинаковых условиях их применения эффективность черной глины как мелиоранта была выше, чем сапропелей (см. табл. 5).

Следовательно, положительный эффект предлагаемого средства для мелиорирования почв на песках и супесях проявляется как в отношении контроля, т ак и по отношению к прототипу, и возникает он в результате совокупности действий, не известных ранее из источников информации, и ляется результатом осуществления каких- либо рекомендаций, а напротив, является следствием использования неизвестных ранее свойств черной глины, следовательно, применение черной глины в качестве мелиоранта песчаных и супесчаных почв соответствует критериям новизна существенные отличия.

Пример 1. На месторождении в Любанском районе Минской области черную глину добывали открытым способом с помощью одинакового экскаватора Э02621 (3-2515), перевозку ее осуществляли самосвалами и тракторами, самосвальными прицепами общего пользования. На месте складывания глину подсушивали на открытых площадках до воздушно-сухого состояния. Затем глину размалывали на шаровой мельнице МСЦ-3,2х4,5. Гранулометрический состав: остаток на сите размером 3 мм - 0,5%, остальная часть - менее 3 мм.

Размолотый материал хранят под навесом или сразу используют для внесения в дерново-подзолистую песчаную или супесчаную почву в качестве мелиоранта. Норма внесения составляет 80 т/га. Внесение в почву выполняют серийно выпускаемыми машинами РУМ-8, агрегируемыми соответственно тракторами МТЗ-80 и Т-150К, а также МВУ-30.

Внесение мелиоранта проводят осенью или весной (под вспашку или культивацию), сочетая, таким образом, технологию внесения глины с общей технологией обработки почвы после уборки культур (осень) или перед посевом (весна).

Пример 2. Вегетационные опыты на

дерново-подзолистой связнопесчаной почве проводили в сосудах (масса почвы 6 кг) с двумя дозами глины: Д-i - 14,29 и Да - 28,58 г на 1 кг почвы, что соответствует 40 и 80 т/га. Глину вносили по двум фонам: I - без удобрений и II-№РК (№-0,1; Р-0,13; К - 0,20 г. действующего вещества на 1 кг почвы). Размолотую глину перемешивали вручную с почвой перед набивкой сосудов.

В результате использования черной

глины в качестве мелиоранта в дозе 80 т/га урожай зерна овса (сорт Буг) в вегетационном опыте повысился на 41,5% (фон I) и 8,1% (фон II), а сбор побочной продукции (солома) - на 46,1% (фон I) и на 14,6% (фон

II) (табл. 3,4).

Формула изобретения Применение черной гумусосодержащей глины с содержанием органики в количестве не менее 1/8 от количества кремнезема в качестве мелиоранта для песчаных и супесчаных почв.

Сущность изобретения заключается в применении черной гумусосо держа щей глины с содержанием органики в количестве не менее 1/8 от количества кремнезема в качестве мелиоранта для песчаных и супесчаных почв. 5 табл.

Химический состав глин и каолинов, % Месторождение j02I CaO I MnO I

Глины

Веселовское51,42-53,8 27-351,1-1,50,73-0,70,73-0,61,15-0,662,03-2,329-9,2

Николаевское 65-6719,4-5-70,721,350,22,37,7

Никифоровское 57-6520-219,5-110,451,120,32,336,71

Артемовское60-7815-220,8-3,60,8-1,70,6-2,00,4-1,3 1,7-2,3 4,7-9

Таблица 2 Агрохимическая характеристика мелиорантов

Т а б л и ц а 1

ГЕН

Влияние черной глины на урожай зерна овса сорта Буг

Вегетационный опыт - 1988 г. Почва дерново-подзолистая, развивающаяся на

связном песке, подстилаемом с гл.40 см песком

РН (КС1)- 4,85; Р40 - 21,7 мг/1 00 г, К20 - 8,1 мг/100 г (по Кирсанову)

Примечание: Масса зерна дана в граммах на сосуд (абс.сух.вещество)

Д и Д2- дозы глинистого мелиоранта; NPK - нитрофоска (по норме).

Влияние черной глины на урожай овса - сорт Буг (солома) Вегетационный опыт - 1988 год. Почва дерново-подзолистая, развивающаяся на связном песке, подстилаемом с гл.40 см песком

рН(КС1 4,85; Р205 - 21,7 мг/1 00 г и К20 - 8,1 (по Кирсанову)

Д и Д дозы глинистого мелиоранта

NPK - нитрофоска (минеральное удобрение по норме)

Масса соломы дана в граммах на сосуд (абс. сух. вещество)

Таблица 3

Таблица4

Влияние мелиорантов на повышение урожайности овса(зерно), %

Сведения взяты из книги Применение сапропелевых удобрений , Мн., 1980 , с.9.

Таблица 5