способ обогащения почвы
Классы МПК: | A01C21/00 Способы удобрения |
Автор(ы): | Глушко Владимир Михайлович (RU), Карманов Алексей Дмитриевич (RU), Асеева Татьяна Александровна (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2009-06-02 публикация патента:
10.01.2011 |
В почву вносят подторфный слой сапропеля с высоким содержанием органического вещества. Технический результат изобретения - повышение содержания в почве органического вещества, увеличение содержания полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве за счет повышения содержания элементов минерального питания. 6 табл.
Формула изобретения
Способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий внесение в почву органического удобрения, отличающийся тем, что в качестве органического удобрения используют подторфный слой сапропеля в количестве 80-110 т/га в виде рассыпного вещества.
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия почв, в частности тяжелосуглинистых, за счет увеличения в них содержания органического вещества.
Органические удобрения являются не только важным источником питательных элементов для растений, но и пополняют запас в почве гумуса - одного из основных показателей ее потенциального плодородия. Важная функция органики - мелиоративное влияние, улучшение всех свойств почвы, оптимизация ее гумусного состояния. Тяжелосуглинистые почвы особенно нуждаются в повышении их плодородия, так как в них изначально очень мало органического вещества. Гумуса в таких почвах содержится всего до 4%, а это очень низкий показатель. Это кислые почвы, в них мало микрофлоры, само органическое вещество слабо разлагается из-за кислой реакции среды. Тяжелосуглинистые почвы постоянно требуют внесения органического вещества.
Известны способы повышения плодородия тяжелосуглинистых и других почв путем внесения в них навоза (а.с. № 1489617, кл. A01C 21/00; а.с. № 1722282, кл. А01С 21/00, 1992 г.; пат. РФ № 2158069, кл. А01В 79/02); органоземляных компостов (а.с. № 1607720, кл. А01С 21/00, 1990 г.); соломы злаковых культур (патент РФ № 2172087, кл. A01C 21/00, 1999 г.; патент РФ № 2246196, кл. А01С 21/00, 2005 г.), гуминовых препаратов (патент РФ № 2275779, кл. А01В 79/02, 2004 г.; пат. Фр. № 2689723, кл. А01В 79/02) и др. Из упомянутых аналогов лучше всего повышает плодородие почвы навоз. Но при внесении навоза в почву часть азота накапливается в нитратной форме.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ обогащения плодородия почв сапропелем (В.И.Хохлов. Современное состояние добычи и использования сапропеля на удобрения. ВНИИТЭИагропром. М., 1991 г., 60 с).
Сапропель добывают со дна озер, рек земснарядами, грейферным черпанием. Сырье поднимают со дна и отправляют непосредственно на поля или специальные площадки для сушки (авт.св. № 1595370, кл.А01С 21/00, 1990 г.) или заливают сапропелевую пульпу в отстойники, промораживают, а затем перерабатывают в удобрение (Пат. РФ № 2040880, кл. А01С 21/00,23/00, 1995 г.). Однако все известные способы внесения сапропеля в почву и получения сапропелевых удобрений предполагают использование донных отложений сапропеля, которое содержит низкое содержание органических веществ.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение содержания в почве органического вещества, увеличение содержания полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве за счет повышения содержания элементов минерального питания.
Указанный технический результат достигается за счет внесения в почву подторфного слоя сапропеля с высоким содержанием органического вещества. Проведенные исследования показали, что в подторфном слое органики гораздо больше по сравнению с донными отложениями. Поверхностный слой сапропеля представляет собой рыхлую массу черного цвета, влажностью до 25%.
Способ осуществляют следующим образом: сапропель (подторфный слой) вносят на поле поверхностно осенью под перепашку. Оптимальная доза внесения - от 80 до 100 т/га. Сапропель всей своей массой сорбирует минеральные соли и медленно отдает их в почвенный раствор. Причем процесс этот происходит равномерно, что позволяет поддерживать постоянно оптимальный почвенный режим. А это особенно важно для тяжелосуглинистых почв, требующих внесения органики постоянно.
Примеры выполнения способа
Пример 1. В 2006 г. проводились исследования по влиянию поверхностного слоя сапропеля из озера Золотое Комсомольского района Хабаровского края на урожайность сельскохозяйственных культур. Испытания на картофеле проводились в полевом стационаре отдела земледелия ГНУ-ДВ ордена ТКЗ НИИСХ Россельхозакадемии в картофельном севообороте на подзолисто-бурой тяжелосуглинистой почве. Агрохимические свойства почвы вполне соответствовали биологическим требованиям культуры: рН сол. 4,3, гидролитическая кислотность 5,5 мг-экв. на 100 г почвы, сумма обменных оснований (Ca+Mg) составила 17,5 мг-экв. на 100 г почвы, а степень насыщенности ими почвенного поглощающего комплекса - 76,1%. Содержание минерального азота в почве перед посадкой клубней не превышало 9,1 мг/кг почвы, содержание подвижных фосфатов и обменного калия 2,1 и 12 мг/100 г почвы соответственно. Испытания проводили на картофеле сорта Невский. Опыты были заложены в 4-кратной повторности, учетная площадь делянки - 7 кв.м. Для сравнения в опыт был введен вариант совместного применения сапропеля с известью. Учет урожая клубней картофеля показал, что по сравнению с контрольным вариантом (без удобрений) дополнительно от применения сапропеля (поверхностного слоя) получено 255,1 ц/га клубней. При совместном применении сапропеля и извести прибавка составила 203,9 ц/га (табл.1).
Таблица 1 | |||||
Влияние сапропеля (поверхностного слоя) на урожайность картофеля | |||||
Вариант | Урожайность, ц/га | Прибавка | Содержание в клубнях | ||
ц/га | % | крахмала, % | нитратов, мг/100 г | ||
Контроль | 226,9 | - | - | 11,0 | 227 |
Сапропель 80 т/га (поверх. слой) | 482,0 | 255,1 | 112,4 | 11,5 | 114 |
Сапропель (поверх. слой) + Са 0,25 г.к. | 430,8 | 203,9 | 89,9 | 11,5 | 117 |
N48P 48K48 (локально) | 353,6 | 126,7 | 55,8 | 10,7 | 143 |
ПДК нитратов в картофеле 250 мг.
Даже по сравнению с локальным применением минеральных удобрений урожайность картофеля в условиях года при внесении поверхностного слоя сапропеля была на 128,4 ц/га выше.
Для сравнения приводим данные полевых опытов на картофеле в Ярославской области на легкосуглинистых дерново-подзолистых почвах при внесении донного сапропеля озера Неро. При внесении 20 т/га донного сапропеля прибавка урожая картофеля составила 24 ц/га, 40 т/га - 56 ц/га, 80 т/га - 77 ц/га.
Таблица 2 | |||
Влияние донного сапропеля на урожайность картофеля на легкосуглинистых дерново-подзолистых почвах | |||
Вариант | Урожайность, ц/га | Прибавка урожая, ц/га | % |
Контроль | 171 | - | - |
Сапропель - 20 т/га | 195 | 24 | 14 |
Сапропель - 40 т/га | 227 | 56 | 32,7 |
Сапропель - 80 т/га | 248 | 77 | 45,0 |
В Ленинградской области на дерново-подзолистой суглинистой почве урожай картофеля без удобрений составил 131 ц/га. Внесение 10 т/га сапропеля оз. Самро повышало урожай клубней до 146 ц/га, а 30 т/га - до 171 ц/га.
Таблица 3 | |||
Влияние донного сапропеля оз. Самро на урожайность картофеля на дерново-подзолистой суглинистой почве | |||
Вариант | Урожайность, ц/га | Прибавка урожая, ц/га | % |
Контроль | 131 | - | - |
Сапропель - 10 т/га | 146 | 15 | 11,4 |
Сапропель - 30 т/га | 171 | 40 | 30,5 |
На дерново-подзолистой супесчаной почве Псковской области при внесении 40 т/га донного сапропеля оз. Меленки урожайность клубней картофеля составила 134 ц/га, при 80 т/га - 178 ц/га, в контрольном варианте - 118 ц/га.
Таблица 4 | |||
Урожайность картофеля при внесении донного сапропеля на дерново-подзолистой супесчаной почве | |||
Вариант | Урожайность,ц/га | Прибавка урожая,ц/га | % |
Контроль | 118 | - | - |
Сапропель донный - 40 т/га | 134 | 16 | 13,6 |
Сапропель донный - 80 т/га | 178 | 60 | 50,8 |
Следует отметить, что клубни картофеля в варианте с внесением в почву поверхностного сапропеля фактически не были поражены фитофторой, в то время как в вариантах без сапропеля их пораженность была значительной. Улучшилось и качество клубней картофеля. Отмечено резкое снижение нитратов в клубнях и некоторое повышение содержания в них крахмала.
Исследования на кукурузе проводились в кормовом севообороте на лугово-бурой тяжелосуглинистой почве. Кукуруза оказалась в условиях года менее отзывчивой на применение сапропеля, прибавка урожая по сравнению с контрольным вариантом составила 91,4 ц/га, или 24,5% (табл.2). Совместное применение сапропеля (поверхностного слоя) с известью несколько повысило продуктивность кукурузы (табл.5).
Таблица 5 | |||
Влияние сапропеля поверхностного слоя на урожайность кукурузы, 2006 г | |||
Вариант | Урожайность, ц/га | Прибавка урожая, ц/га | % |
Контроль | 380 | - | - |
Сапропель - 80 т/га | 471 | 91,4 | 24,5 |
Сапропель + Ca 0,25 г.к. | 510,7 | 130,7 | 34,4 |
На выщелоченных тяжелосуглинистых черноземах Новосибирской области сапропель (донный) использовали при выращивании кукурузы. Урожай зеленой массы в контроле составил 177 ц/га, при внесении 40 т/га - 301 ц/га, 80 т/га - 339 ц/га.
Таблица 6 | |||
Влияние донного сапропеля на урожайность зеленой массы кукурузы на выщелоченных тяжелосуглинистых черноземах | |||
Вариант | Урожайность, ц/га | Прибавка урожая, ц/га | % |
Контроль | 177,0 | - | - |
Сапропель - 40 т/га | 301 | 124 | 70 |
Сапропель - 80 т/га | 339 | 162 | 91,5 |
Из приведенных таблиц видно, что даже с учетом более благоприятных в отношении плодородия почв внесение сапропеля поверхностного дает больший эффект по сравнению с донным.
Таким образом, применение поверхностного слоя сапропеля на тяжелосуглинистых почвах оказалось очень эффективным средством повышения урожая картофеля и его качества, что особенно важно в условиях Среднего Приамурья и аналогичных почвенно-климатических зон.
Кукуруза также отзывалась положительно на его применение.
Пример 2. Аналогичные (примеру 1) исследования на базе длительных стационарных опытов Географической сети были проведены отделом земледелия ГНУ-ДВ ордена ТКЗ НИИСХ Россельхозакадемии в 2007 г. Изучалось влияние сапропеля (поверхностного слоя) в действии и последействии на величину и качество урожая пропашных культур и изменение плодородия почвы, а именно подзолисто-бурой тяжелосуглинистой. Анализ урожайных данных картофеля сорта Невский показал, что дополнительно от прямого действия сапропеля (поверхностного слоя) получено 128,3 ц/га (41,6%) по сравнению с контрольным вариантом (307,8 ц/га). Посадка картофеля по последействию сапропеля (поверхностного слоя) способствовала росту урожайности на 92,3 ц/га (32,6%) по сравнению с вариантом без удобрений (283,0 ц/га).
Применение сапропеля оказало существенное влияние на улучшение качества клубней картофеля: повысилось содержание крахмала на 1,2%, повысилось содержание сухого вещества в клубнях на 1,9-6,2% и снизилось содержание нитратов на 11,2-23,7 мг/кг.
Урожайность кукурузы на силос (сорт Бирсу) от применения сапропеля (поверхностного слоя) возросла на 7,6 т/га (14,7%) по сравнению с контрольным вариантом (51,8 ц/га).
Урожайность капусты сорта Подарок при посадке по сапропелю поверхностного слоя составила 40,0 т/га, что на 10,7 т/га выше, чем в контрольном варианте, и на 7,8 т/га больше, чем от действия минеральных удобрений.
Применение сапропеля улучшало обеспеченность растений элементами минерального питания в период вегетации. Второй год изучения влияния сапропеля (поверхностного слоя) свидетельствует о том, что это эффективное средство повышения урожайности пропашных культур, качества их продукции. При этом повышается содержание минеральных элементов питания в пахотном горизонте почвы.
Применение предлагаемого изобретения обеспечивает значительную (до 50%) прибавку урожая, ускоряет рост и развитие растений, способствует получению экологически чистой продукции, повышает содержание гумуса в почве, обеспечивает высокое плодородие почвы на 3 последующих года.
Класс A01C21/00 Способы удобрения