способ защиты растений от загрязнения радионуклидами

Формула изобретения

Способ защиты растений от загрязнения радионуклидами, включающий внесение в почву извести и солей калия и кальция, отличающийся тем, что внесение в почву извести и солей калия и кальция осуществляют в виде растворов в процессе их периодического нанесения на протяжении всей вегетации на листовую поверхность растений разбрызгивающим устройством, не допуская полного высыхания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства продуктов растениеводства в условиях радионуклидного загрязнения почвы.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предлагаемого способа, является использование агрохимических мероприятий, предусматривающих известкование и внесение калийных удобрений, являющихся антагонистами радиоактивных элементов ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs [1].

Недостатком этого традиционного способа применения агрохимикатов является низкий коэффициент усвоения калия и кальция (0,3...0,5), высокая их сорбция почвой и переход соответствующих действующих веществ в недоступное для растений состояние к концу вегетации, а также отсутствие возможностей активного управления вегетативным процессом за счет блокировки поступления радионуклидов в листовой аппарат растений из почвы через корневую систему.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности блокировки поступления радионуклидов в растения за счет дискретной и малоинтенсивной подачи агрохимических составов рабочих растворов как антагонистов на листовой покров в течение всего вегетационного периода.

Установлено, что за счет реализации рассматриваемого способа внесения известково-калийных удобрений, надземная часть растений активно участвует в блокировке поступления в них радионуклидов, коэффициент использования действующих веществ агросмесей повышается, что позволяет получать сельскохозяйственную продукцию с содержанием ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs на уровне допустимого ПДК.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что внесение в почву извести и солей калия, и кальция осуществляют в виде растворов в процессе их периодического нанесения на протяжении всей вегетации на листовую поверхность растений разбрызгивающим устройством, не допуская полного высыхания.

Дискретное малоинтенсивное внесение антагонистов радионуклидов ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs предполагается осуществлять с поливной водой системами импульсного дождевания. Эти системы позволяют выполнять оптимальный режим увлажнения листового покрова, не допуская его полного высыхания, регулировать влажность приземного слоя воздуха и поддерживать влажность почвы в оптимальных параметрах в автоматическом регулируемом режиме.

На чертеже представлена схема системы импульсного дождевания с гидроподкормщиком для проведения защиты растений от загрязнения радионуклидами.

Система включает головной узел 1 в виде аккумулятора поливной воды, гидравлически связанного с ним гидроподкормщика 2, обеспечивающего накопление и дозирование маточных составов агросмесей в поливной поток, комплект магистрально-распределительных трубопроводов 3, 4 и микродождевальные аппараты 5 со стойками 6. Гидроподкормщик 2 содержит горловину 7, рукава подвода воды 8 и отвода растворов агросмесей 9, а также сливной и запорно-регулирующие краны 10, 11.

Способ защиты растений от загрязнения радионуклидами реализуется следующим образом.

К предварительно отрегулированному на штатный режим работы головному узлу 1 системы импульсного дождевания подводят исходные реагенты в виде калийных и кальций содержащих удобрений. Реагенты могут быть в виде сухих туков или агросмесей в виде маточных составов. Штатный режим работы головного узла определяется расходом подводимой воды и ее давлением в подводящем трубопроводе. Эти показатели предопределяют время заполнения аккумулирующего бочка головного узла и частоту его срабатывания.

За время срабатывания головного узла 1 вода по магистральным 3 и распределительным 4 трубопроводам поступает к микродождевальным аппаратам 5, расположенным на стояках 6. В режиме работы аппарат 5 от реактивных сил дождевальной струи поворачивается на расчетный угол альфа и увлажняет листовой покров на части площади (секторе, обслуживаемом микродождевальным аппаратом). После опорожнения аккумулятора процесс заполнения его водой возобновляется до следующего срабатывания, когда микродождевальные аппараты возобновляют свою штатную работу и вновь поворачиваются на угол альфа. Этот процесс работы системы импульсного дождевания повторяется в автоматизированном режиме. Основу успеха рассматриваемого технологического процесса составляет число циклов срабатывания микродождевального аппарата (угол альфа или факел дождевого облака за цикл), чтобы он (микродождевальный аппарат) возвращался на исходную позицию тогда, когда ранее увлажненная поверхность растений окончательно (полностью) не высохнет. В таком режиме работы импульсной системы листовой покров постоянно находится увлажненным. Повышенная влажность сохраняется и в приземном слое воздуха.

Одновременно отмечается, что рассмотренный технологический процесс на увлажнении только листового покрова не заканчивается. Не успевшая удержаться на листьях часть дождевых осадков попадает на почву, впитывается в нее и обеспечивает соответствующую влажность обрабатываемой площади.

При включенной в работу дождевальной системе перекрывают краны 11 и 12 на трубопроводных линиях 8 и 9, то есть готовят к работе гидроподкормщик 2. Далее открывают горловину 7 и сливной кран 10. По мере проведения этих работ: слива воды и удаления шлама из емкости гидроподкормщика, проводят заполнение его сухими туками или маточными составами агросмеси в виде калия и кальция. После загрузки туков и герметизации горловины 7 гидроподкормщик 2 к работе готов.

На трубопроводных линиях 8 и 9 открывают краны 11 и 12. Вода из аккумулирующей емкости головного узла 1 по трубке 8 поступает в гидроподкормщик 2, обогащается агрохимикатами и по трубке 9 вытесняется в аккумулятор. В аккумуляторе головного узла 1 удобрительно-мелиорирующие вещества смешиваются с накапливаемой водой и при срабатывании дождевальной системы в виде соответствующих рабочих растворов поступают к микродождевальным аппаратам 5.

Непосредственное нанесение рабочего раствора агрохимикатов на листовой покров и их попадание в почву осуществляется так же, как ранее был описан процесс для поливной воды.

По мере израсходования удобрительно-мелиоративных смесей гидроподкормщик перезаряжается и технологический процесс продолжается.

При дискретном поступлении легкодоступных растворов калия и кальция с поливной водой на вегетирующие культуры и в почву происходит двойная блокировка поступления в них радионуклидов за счет гарантированного постоянного усвоения антагонистов листовым аппаратом и корневой системой.

Ионы К⁺ и Са⁺⁺ при попадании с поливной водой на листья в легкодоступной форме сразу же вступают в биологические реакции без затраты растениями большой энергии на их поглощение только из почвы, как это происходит при традиционной технологии. За счет этого поступление ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs из почвы снижается в 8...10 раз по сравнению с контролем (традиционный способ), а следовательно, во столько же раз уменьшается вероятность попадания радионуклидов в растения. Легкодоступные растворы солей антагонистов, попавшие в почву, за счет высокого коэффициента усвоения (0,7...0,9) дополнительно блокируют поступление радионуклидов в растения через корневую систему.

В совокупности двойная блокировка радионуклидов позволяет получать на зараженных ими площадях сельскохозяйственную продукцию с содержанием ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в пределах допустимой концентрации.

Источники информации

1. Радиоактивные вещества и химические токсиканты в почвах сельскохозяйственных угодий. Информационный обзор, Минсельхозпрод РФ, ЦНТИ "Мелиоводинформ", М., 1998, с. 20-23.