способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур и декоративных растений

Формула изобретения

Способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур и декоративных растений, заключающийся в том, что в почву вносят металлургический шлак, отличающийся тем, что в качестве металлургического шлака используют солевые отсевы алюминиевого шлака, которые вносят в почву весной под культивацию в количестве 1-5 т/га в зависимости от типа почвы и возделываемых культур.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур и декоративных растений.

Известен способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, заключающийся в том, что в почву вносят металлургический шлак, в качестве которого используют солевые отсевы алюминиевого шлака, который вносят в почву в зависимости от типа почвы и возделываемых культур (патент RU 2070186 C1, C 05 D 1/02, опубл. 10.12.1996).

Однако известный способ не способствует значительному повышению урожайности культур.

Задача изобретения - повышение урожайности возделываемых культур.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе обогащения почвы, заключающемся в том, что в почву вносят в качестве металлургического шлака солевые отсевы алюминиевого шлака, согласно изобретению их вносят в почву весной под культивацию в количестве 1-5 т на га в зависимости от типа почвы и возделываемых культур.

Для осуществления способа были проведены опыты в полевых условиях в четырехкратной повторности на примере таких растений, как горох, кукуруза на зеленый корм, ячмень, картофель, томаты, многолетние травы, астра.

Схема опыта:

1 - контроль - без внесения в почву удобрений;

2 - внесение в почву алюминиевого шлака в дозах 1 т/га;

3 - внесение в почву алюминиевого шлака в дозах 2 т/га.

Шлак вносят в почву весной под культивацию. Почвы опытных участков чернозем оподзоленный, среднесуглинистый (гумус 5,2%, рН сол. - 5,8; Р ₂O₅ - 7,0; К₂ O - 10,0); серая лесная среднесуглинистая (гумус 3,2%, рН сол. - 4,5; Р₂O₅ - 8,9; К₂O - 8,0 мт на 100 г). Технология возделывания опытных культур общезональная.

Отсевы солевого алюминиевого шлака относятся к IV классу малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества в промышленности. Классификация и общие требования».

Отсевы солевого алюминиевого шлака Мценского металлургического завода АООТ «Цветные металлы и сплавы» характеризуются следующими показателями.

Физико-химические свойства отсевов солевого алюминиевого шлака:

1. Агрегатное состояние - сыпучий материал, фракции 3 мм.

2. Цвет - светло-серый.

3. Запах - специфический.

4. Водородный показатель водной вытяжки - рН 8.

5. Основные фазы - хлорид калия (KCl), хлорид натрия (NaCl), оксид алюминия (Al₂O ₃), оксид кремния (SiO₂).

Таблица 1 Химический состав отсевов солевого алюминиевого шлака
Элементы, соединения	Содержание, %	Элементы, соединения	Содержание, %	Элементы, соединения	Содержание, %
Al	2,82	Са	0,2	Cu	0,66
Al 2O3	16,26	Na	2,42	Со	н/о
Si	4,90	К	3,74	Cd	0,004
Mg	1,74	Cl	2,00	Sn	0,018
Fe	1,70	Ti	0,085	SO4	0,28
Zn	0,64	Mn	0,15	Ni	н/о

Пример 1.

Солевые отсевы алюминиевого шлака вносили в почву под культивацию весной в дозе 1 т/га перед посевом гороха, ячменя. Эксперимент проводили в четырехкратной повторности, площадь делянок 100 м².

Пример 2.

Солевые отсевы алюминиевого шлака вносили в почву под культивацию в дозе 2 т/га перед посевом гороха, ячменя. Эксперимент проводили в четырехкратной повторности, площадь делянок 100 м².

Таблица 2
Влияние шлака на наступление сроков фенофаз гороха
ДАТЫ НАСТУПЛЕНИЯ ФЕНОФАЗ
Варианты опыта	Прорастание семян	Всходы	Стеблевание и ветвление	Бутонизация	Цветение	Образование бобов	Созревание	Полная спелость
1. Контроль	26 апреля	10 мая	18 мая	13 июня	21 июня	27 июня	8 июля	2 августа
2. 1 т/га шлака	26 апреля	9 мая	17 мая	11 июня	19 июня	25 июня	7 июля	1 августа
3. 2 т/га шлака	26 апреля	8 мая	15 мая	9 июня	17 июня	23 июня	5 июля	30 июля

Из таблицы 2 видно, что разница на всходах на контроле в сравнении вторым вариантом с внесением - 1 т/га шлака составила один день и два дня в сравнении с третьим вариантом при внесении - 2 т/га шлака. В дальнейшем разница в один день сохраняется между контролем и вторым вариантом до фазы бутонизации, где она возрастает до двух дней, и эта разница сохраняется до созревания, где разница вновь составила один день и сохранилась до полной спелости.

Разница в два дня между контролем и третьим вариантом увеличилась в фазу стеблевания до трех дней, а в фазу бутонизации разница достигла четырех дней и сохранялась до созревания, где разница сократилась до трех дней и сохранилась вплоть до полной спелости.

Отсюда можно сделать вывод, что шлак положительно влияет на энергию прорастанию и на всхожесть семян, а в дальнейшем и на более ранние сроки наступления фенофаз.

Кроме этого, по результатам опыта можно судить о том, что более ранние сроки наступления фенофаз, более высокая урожайность и высота растений гороха во втором и особенно в третьем вариантах по сравнению с базовым вариантом связаны с развитием более мощной корневой системы растений в этих вариантах.

А развитие мощной корневой системы напрямую связано с увеличением на ней числа симбиотических азотфиксирующих бактерий. При их большом количестве растения гороха начинают более интенсивно получать нитратный азот, который идет на рост, развитие и наращивание большей вегетационной массы и урожая. О чем свидетельствуют результаты полевого опыта.

При создании более благоприятных условий для развития корневой системы гороха и симбиотических азотфиксирующих бактерий повышается интенсивность фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями и перевода его в нитратные формы в результате процесса нитрификации, что способствует обогащению почвы доступными формами азота и характеризует горох как отличный предшественник для озимых зерновых культур.

Таким образом, можно сделать вывод, что заложив хорошие основы на всходах, шлак создал более благоприятные условия для роста и развития гороха во втором и в третьем варианте. Всходы гороха во втором и особенно в третьем варианте были более дружными и равномерными по сравнению с контролем. Ранние сроки всходов и наступления других фенофаз позволили гороху быстрее пройти критические периоды (массовое развитие вредителей), нарастить хорошую вегетационную массу и сформировать высокий урожай по сравнению с базисным вариантом.

Таблица 3
Влияние шлака на высоту и урожайность гороха
Вариант опыта	Высота растений, см			Урожайность, ц/га
	средняя	к контролю		средняя	к контролю
		см	%		ц/га	%
1. Контроль	79,1	-	-	31	-	-
2. Шлак 1 т/га	82	2,9	3,6	34,5	3,5	11,2
3. Шлак 2 т/га	84,5	5,4	6,8	36,9	5,9	19,0
НСР05	-	1,36		-	1,08

Как видно из таблицы 3, усиление ростовых процессов в растениях гороха при внесении шлака обусловлено закономерным увеличением корневой системы и высокой адсорбирующей поверхностью корней. А это в свою очередь стимулирует образование клубеньков.

Наблюдения показали, что при проведении опыта с внесением под горох шлака во втором варианте дозе - 1 т/га и в третьем варианте - 2 т/га высота растений во втором варианте увеличилась в среднем по сравнению с контролем на 2,9 см и составила 82 см. В третьем варианте на 5,4 см, где высота растений достигала 84,5 см, в то время как в контроле средняя высота растений составила 79,1 см.

Как видно из таблицы 3, урожайность зерна гороха в контроле составила 31 ц/га. Внесение шлака обусловило больший выход продукции. Так, при внесении 1 т/га шлака урожайность гороха составила 34,5 ц/га, что на 3,5 ц/га или на 11,2% превысило контрольный вариант.0

При увеличении дозы шлака в 2 раза урожайность повысилась до 36,9 ц/га, что на 5,9 ц/га или на 19,0% было выше урожайности гороха в контроле и на 2,4 ц/га превышало урожайность, полученную при внесении 1 т/га шлака.

Внесение шлаковых отходов под ячмень оказало положительное действие на формирование репродуктивных органов растений и урожайность зерна. При использовании предлагаемого способа увеличивалась длина колоса, число зерен в колосе и урожайность зерна, которая составила 2,78 т/га, что на 6,5% было выше урожайности зерна контрольного варианта.

Исследование элементного состава зерна ячменя показало, что содержание меди, цинка и кобальта в зерне не превышало предельно допустимых концентраций.

Пример 3.

Солевые отсевы алюминиевого шлака вносили в почву под культивацию в дозе 4 т/га перед посевом кукурузы. Эксперимент проводили в четырехкратной повторности, площадь делянок 100 м ².

Пример 4.

Солевые отсевы алюминиевого шлака вносили в почву под культивацию в дозе 8 т/га перед посевом кукурузы. Эксперимент проводили в четырехкратной повторности, площадь делянок 100 м² (табица 4).

Таблица 4 Влияние солевых отсевов алюминиевого шлака на развитие и урожайность кукурузы
Вариант опыта	Высота растений, см			Урожайность, ц/га
	средняя	к контролю		средняя	к контролю
		см	%		ц/га	%
1. Контроль	169,2	-	-	400,0	-	-
2. Шлак 4 т/га	206,3	37,1	21,9	523,2	123,2	30,8
3. Шлак 8 т/га	203,4	34,2	20,2	488,2	88,2	22,1

Внесение 4 т/га шлака под кукурузу способствовало повышению урожайности зеленой массы на 123,2 ц/га или 30,8% в сравнении с контрольным вариантом. При увеличении дозы шлака в 2 раза до 8 т/га урожайность увеличивалась до 88,2 ц/га или 22,1% в сравнении с контролем. При этом урожайность зеленой массы снижалась на 35 ц/га в сравнении с урожайностью, полученной при внесении шлака в дозе 4 т/га.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что оптимальной дозой солевых отсевов алюминиевого шлака при возделывании кукурузы является 4 т/га.

Внесение шлака перед посадкой картофеля в дозе 5 т/га обусловило интенсивные приросты растений и клубнеобразование, фенологические наблюдения показали устойчивость растений картофеля к поражаемости фитофторозом, при этом урожайность увеличивалась от использования предлагаемого способа на 31,7%.

Таким образом, использование предлагаемого способа на горохе, кукурузе, картофеле и ячмене является эффективным как для увеличения урожайности культур, так и для регулирования плодородия почвы.

Пример 5.

Шлаковые отходы вносили в дозе 100 г на 1 м ² при выращивании рассады томатов, цветочных декоративных растений (астра) и многолетних трав.

Таблица 5
Варианты опыта	Томаты		Многолетние травы		Растения астры
	средняя масса плода, г	% к контролю	ц/га	%к контролю	средняя высота, см	%к контролю
1. Контроль	92,86	-	13,9	-	46,06	-
2. Шлак 1 т/га	118,18	27,26	15,8	13,7	50,52	9,70

Исследованиями доказано, что внесение солевых отсевов алюминиевого шлака в почву создает благоприятные условия для развития травостоя многолетних трав. В контрольном варианте прирост растений за период наблюдений достигал 24,9 см, при внесении шлаков прирост увеличился до 28,9 см, что превышало прирост в контроле на 4 см или 16,1%. Средняя урожайность от внесения шлаков на травах достигала 15,8 ц/га, что на 13,7% превышало урожайность сена многолетних трав в контрольном варианте. Корма, полученные при использовании этого способа, отвечали зоотехническим требованиям.

Предлагаемый способ оказывает положительное действие на развитие рассады томатов и их урожайность. Масса плода увеличилась на 27,3% в сравнении с контролем. Содержание нитратов в плодах томатов находилось в пределах 28,5-35,0 мг/кг, что значительно ниже предельно допустимой концентрации. При этом отмечено повышение устойчивости растений к повреждаемости фитофторозом.

Внесение 100 г шлака на 1 м² в делянки, куда высаживали рассаду астры, обеспечило усиление ростовых процессов, увеличение числа стеблей на 39,4% в сравнении с контролем и более ранние сроки зацветания растений.

Установлено, что внесение в почву солевых отсевов алюминиевых шлаков способствует снижению кислотности почвы, повышению содержания обменных оснований, улучшению питательного режима.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить урожай сельскохозяйственных культур, развитие декоративных растений и плодородие почвы. Доза солевых отсевов алюминиевого шлака зависит от почвенных условий и биологических особенностей выращиваемых культур.