Мелиорант 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4651758/15 (22) 26.12.88 (46) 30.09.92. Бюл. N- 36 (71) Белорусский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии (72) П.А.Басыро, А.Г.Корзун, А,С.Мееровский и Г.В.Слободницкая (56) 1. "Применение сапропелевых удобрений", Минск, "Наука и техника", 1980, с. 9.

2. "Строительная керамика"; Справочник. М„"Стройиздат", 1976, с. 14-15.

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 органоминеральных 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.

¹ 1330145, С 09 К 17/00. Способ включает. Ж,, 1765152 А1 (54) МЕЛИОРАНТ ДЛЯ ПЕСЧАНЫХ И СУПЕСЧАНЫХ ПОЧВ (57) Сущность изобретения заключается в применении черной гумусосодержащей глины с содержанием органики в количестве не менее 1/8 от количества кремнезема в качестве мелиоранта для песчаных и супесчаных почв. 5 табл. 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 Б 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 ra.

Однако наличие в составе компонентов Q1 соды каустической (едкий натр), соды кальцинированной (Ма2СОЗ) и хлоридов для де- (Л рново-подзолистых почв крайне нежелательно, так как натрий провоцирует в условиях этих почв диспергирование структуры почвенного поглощающего комплекса.

Известно техническое решение (авт. св. СССР № 1420019), согласно которому в глинистую основу добавляют торф.

Однако торф, хотя и не нарушает почвенного биоценоза, но за счет деятельности пектиноразлагающйх и особенно целл юлозоразлага ющихся бактерий суще1765152

15 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 процесс внесения мелиоранта в почву, Во всяком случае, практически невозможно осуществлять равномерное рассеивание его по поверхности почвы и последующее перемешивание из-за образования липкой 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, вследствие чего существенно задерживается нормальный севооборот и удорожается процесс мелиорирования, а содержание нитратов неконтролируемо растет.

Наиболее близким по сущности решаемой задачи техническим решением для улучшения свойств песчаных и супесчаных почв является применение сапропелей.

Известно техническое решение "Способ получения сапропелевой крошки" (а.с. М 1155576), позволяющее получать сапропелевую крошку путем намыва сапропелевой пульпы в отстойник, ее обезвоживания, послойного рыхления сапропелевого пласта, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности способа путем интенсификации процесса обезвоживания, намыв сапропелевой пульпы в отстойник осуществляют одним пластом, а обезвоживание осуществляют до влажности, соответствующей текуче-пластичному состоянию пласта, Однако данный способ решает вопрос подготовки сапропелей для использования их в качестве мелиоранта песчаных и супесчаных 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, с. 61).

Свойства сапропелей подробно изложены в ряде изданий: "Справочник агрохимика Нечерноземной полосы", "Колос", Л„

1981; "Сапропелевые удобрения", "Наука и техника", Мн., 1983; "Применение сапропелевых удобрений", Мн., 1980; (прототип), "Применение сапропелей на удобрения", Мн., 1986; "Методические указания по разведке озерных месторождений сапропелей", Мн., 1976. Анализ этой литературы дает достаточно полную информацию и многообразии и вариабельности свойств г

35 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 гумусосодержащей 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, гумусосодержащего 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 AbOg в сапропелях колеблется от 0,9 до 3 9 (" Справочник аг1765152 рохимика Нечерноземной полосы", Л„"Колос", 1981, с, 134 — 135), в черной глине — 17,2 .

Молекулярное соотношение ЯЮгЯгОз составляет для черной глины 1,8 — 1,9.

Емкость обменного комплекса гумусосодержащих глин составляет 40 — 120 мэкв./100 г. Катионы элементов, которые удерживаются в комплексе от вымывания, в то время свободно могут быть использованы в качестве элементов питания растениями. Чем выше содержание этих глин в почве, тем больше поглотительная способность почв и их устойчивать к вымыванию питательных веществ, Гумусосодержащие глины, особенно щелочные их разновидности, обладают высокой водопоглощаемостью или влагоемкостью. 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 структуры. 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/ra (" Почвоведение и агрохимия", 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 концентраций (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

55 интервале 1,1 — 3 3 м-экв,/100 г, дерново-глееватых 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 — PBC". PBC" черной глины равна 125 м-экв./100 г/. (M/л) . ARo (отношение а +/а(Са + Му ) 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 жизнедеятельности древнейших микроорганизмов, 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 не является результатом осуществления какихлибо рекомендаций, а напротив, является следствием использования неизвестных ранее свойств черной глины, следовательно, применение черной глины в качестве мелиоранта песчаных и супесчаных почв соответ1765152

Таблица!

1 1

Г () СаО Ипо

Месторождение Ов

Глины

51,42-53,8 27-35 1,1-1,5

65-67 19,4- 5-7

0,73-0,7

0>72

Веселовское

Николаевское

0,2

7,7

1,35

2>3

0,45

0,8-1,7

НикиФоровское 57-65

Артемовское 60-78

6,71

4,7-9

2,33

20-21 9>5-11

l5-22 0,8-3,6

1,12

0,6-2,0

0 3

0,4-1,3 1,7 2,3

Таблица 2

Агрохимическая характеристика мелиорантов ствует 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 МТ3-80 и Т-150К, а также МВУ-ЗО.

Внесение мелиоранта проводят осенью или весной (под вспашку или культивацию), сочетая, таким образом, технологию внесеХимический состав глин и каолинов, Ж ния глины с общей технологией обработки почвы после уборки культур (осень) или перед посевом (весна).

Пример 2. Вегетационные опыты на

5 дерново-подзолистой связнопесчаной почве проводили в сосудах (масса почвы 6 кг) с двумя дозами глины; Д1 — 14,29 и Д2 — 28,58 г на 1 кг почвы, что соответствует 40 и 80 т/га.

Глину вносили по двум фонам: I — без удоб10 рений и II — ЯРК(N — 0,1; P — 0,13; К вЂ” 0,20 г, действующего вещества на 1 кг почвы).

Размолотую глину перемешивали вручную с почвой перед набивкой сосудов.

В результате использования черной

15 глины в качестве мелиоранта в дозе 80 т/га урожай зерна овса (сорт "Буг") в вегетационном опыте повысился на 41,5 (фон 1) и

8,1 (фон II), а сбор побочной продукции (солома) — на 46,1 (фон I) и на 14,6 / (фон

20 11) (табл. 3, 4).

Формула изобретения

Применение черной гумусосодержащей глины с содержанием органики в количестве

25 не менее 1/8 от количества кремнезема в качестве мелиоранта для песчаных и супесчаных почв.

0,73-0,6 1,15-0,66 2,03-2,32 9-9,2

1765152

Таблица 3

Влияние черной глины на урожай зерна овса сорта пВуг"

Вегетационный опыт - 1988 г. Почва дерново-подзолистая, развивающаяся на связном песке, подстилаемом с гл.40 см. песком рН (Kcl) - 4,85; Р Об - 21,7 мг/100 г, К О - 8,1 мг/100 г (по Кирсанову) «в ° « ° в в«

По в то рения («« «««в«в «в» »L=»

II I II IV Ч Х

«

7,1 7 6,60 6,07 6,63 6,89

7,68 7,76 7,59 7,60 7,60

9,65 9,44 9,19 10,16 9,47

15,0 13,67 14,41 15 34 14,45

15,0 14,05 15,25 15,37 l4,85

14,96 15191 16»14 15,31 15,62 ш=0 31 НСРц95 = 0,65. Вес де - 6 кг вв«

Вариант

I в еЕ почвы в сосу.

° и в в в е в

П р и м е ч а н и е: Масса зерна дана в граммах на сосуд (абс.сух.вещество)

Д1 и Д " дозы глинистого мелиоранта; NPK - нитрофоска (по норме).

Та блица 4

Влияние черной глины на урожай овса - сорт иБуг" (солома)

Вегетационный опыт - 1988 год. Почва дерново-подзолистая, развивающаяся на связном песке, подстилаемом с гл. 40 см песком

pH(KC1 = 4,85; Р 05 - 21,7 мг/1 00 г и К О - 8,1 (по Кирсанову) «»»»»»»»в»»«»»«»»»»

IlOBTOpBHHB

Вариант

I II III IV V Х

6,12

7,83

8,33

12,13

12,56

13 10

1 Контроль (б/у)

2. Д< - 40 т/га

3. A - 80 т/га

4 ° NPK

5 ° NPK+ (Д< - 40т/га)

6. NPK + (Д2 - 80 т/га ) 100

127,94

146,11

1 09,84

114,58

6,20

7,77

8,52

12,81

12,66

13,59

rn- =0

Д и Д g - дозы глинистого мелиоранта

NPK - нитрофоска (минеральное удобрение по норме)

Масса соломы дана в граммах на сосуд (абс.сух. вещество) 1 Контроль (б/у) 6,69

2.Д1 - 40 т/га 7,37

З.Д - 80 т/га 8,91

4.ЯРК 13,83

5,NPK + Д, 14,59

6.NPK+ Д 15,77

m%=1 92

6,18

7,87

7,94

12,37

12,04

13,98

Ж = 1,48

t t i t I t t « I )i i t t ò

5,97 6 18 6,07

7,84 7,84 7,83

8,58 8,02 8,60

11,98 11,67 11,82

12,76 13,06 12,27

13,57 14,43 13,93

4 д95

»»

100,0

113,6

141,5

100,0

102,77

108,10

1765152

Таблица 5

Влияние мелиорантов на повышение урожайности овса (зерно), g

* Сведения взяты из книги " Применение сапропелевых удобрений ", Мн., 1980, с.9, Составитель П. Шкуринов

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3352 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5