Способ повышения плодородия почвы

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия почвы. Способ включает внесение на глубину пахотного слоя органических и/или минеральных удобрений, цеолита и дополнительно порошка кварца. Размеры частиц цеолита и кварца находятся в пределах 0,001-0,1 мм, причем их вносят в количествах соответственно 2-5 т/га и 5-50 т/га. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственной продукции, снизить затраты более чем вдвое. 1 табл.

 

Изобретение относится к способам повышения плодородия почвы.

Известны способы повышения плодородия почвы внесением в нее органических и/или минеральных удобрений. [Рекомендации по производству и применению органических и минеральных удобрений. ГИС/ХЛ БССР. Минск, 1963, 36 с.].

Недостатком известных способов является относительно высокая стоимость применяемых удобрений и их экологическая опасность: в продуктах земледелия оказываются вредные для здоровья человека и животных вещества: нитраты, нитриты, пестициды.

Эти недостатки в определенной мере устраняются внесением в почву наряду с органическими и/или минеральными удобрениями еще и природного цеолита в виде гранул фракцией 1-5 мм, дозой 7,5-10 т/га [Борошенко В.П., Зинкевич Е.П. и др. Эффективность применения цеолитового туфа (пегасина) на различных типах почв в условиях Кемеровской области. Сборник тезисов Всероссийского совещания по применению цеолитов в народном хозяйстве. Новосибирск: СНИГГМ, 1997. - С.78-79], способом, который по совокупности совпадающих с предлагаемым техническим решением существенных признаков является прототипом. Гранулы цеолита, являясь пролонгаторами удобрений и ядохимикатов вплоть до 5-ти лет, приводят к экономии удобрений (до ˜ 80%), не допускают вымывания их из почвы ливневыми, поливочными водами, блокируют поступление в продукты сельского хозяйства нитратов, нитритов, пестицидов, а также всех других вредных веществ, повышают урожайность, сокращают вегетативные сроки созревания, продляют сроки плодоношения, увеличивают содержание в продуктах питательных веществ, витаминов, повышают влагоемкость почвы, укрепляют морозостойкость, засухоустойчивость растений, стойкость к поражению гнилью, плесенью, грибками и другим видам патологической флоры.

Недостатком известного способа является все еще остающаяся не достаточно высокая плодородность почвы, не дающая получать высокую урожайность, относительно высокая стоимость всех затрат по способу-прототипу.

Технический результат представляемого изобретения - повышение плодородия почвы, урожайности выращиваемой на ней сельскохозяйственной продукции на 20-50%, снижение стоимости затрат более чем вдвое на повышение плодородия почвы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в почву вносят на глубину пахотного слоя органические и/или минеральные удобрения, цеолит в виде порошка, дополнительно вносят порошок кварца, с размером частиц порошков цеолита и кварца от 0,001 до 0,1 мм в количестве соответственно 2-5 т/га и 5-50 т/га.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, дозволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности заявленным изобретением не предусматривается следующие преобразования:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности и пр.);

- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов:

- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака, представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию ″изобретательский уровень″.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Известно, что интенсивность взаимодействия нерастворимых частиц минерала (в данном случае цеолита и кварца) с окружающей средой (водой в почве) обратно пропорционально квадрату размера этих частиц, т.к. в такой пропорции увеличивается их суммарная удельная свободная поверхность. Промышленным способом выпускают природный цеолит для применения в полеводстве в виде гранул размером 1-5 мм. Принятые нормы введения такого цеолита в почву 7,5-10 т/га. Если использовать цеолит не такого гранулометрического состава, а в виде порошка, производимого промышленностью для применения, например, в животноводстве, то из-за увеличения интенсивности взаимодействия с водной средой в почве его можно вносить в количествах вдвое - втрое меньших, чем это принято, хотя увеличение стоимости цеолитовой продукции не столь значительно - всего на 5-15%. Снижения стоимости повышения плодородия почвы добиваются в данном способе не только снижением весовых норм количества вносимого цеолита за счет уменьшения его фракционного состава, но еще и заменой части цеолита на дешевый порошок кварца, который можно получать известными методами (например, сепарацией речного песка на сите с диаметром ячеек 0,1 мм или предварительным помолом речного песка на мельнице с последующей сепарацией). Частицы порошка кварца на поверхности несут разорванные межмолекулярные связи Si-О отрицательной полярности, т.к. на свободную поверхность выходят ионы кислорода, поэтому чем меньше размер частиц, тем в большей степени возрастает электронная плотность субстанции - почвы, в большей степени увеличивается сорбционная способность кварца, который, как и цеолит, сорбирует ионы металлов, сдвигает рН в сторону больших величин, раскисляет почву, увеличивает ее биологическую активность, замена же части дефицитного природного цеолита на дешевый порошок кварца приводит к удешевлению способа повышения плодородия почвы. Порошком кварца полностью нельзя заменить цеолит, т.к. цеолит выполняет в почве и другие полезные для выращивания растений функции, которые не свойственны кварцу, в частности функции регулятора количеств и соотношений макро- и микроэлементов, поступающих из почвы в растения, предохранения от возникновения в почве плесени, гниения, грибков, других видов патологической флоры. Нижняя граница диапазона весового количества порошка цеолита выбрана, исходя из того, что при внесении двух тонн на гектар в пахотном слое создается минимальное объемное содержание порошка порядка 0,1%, достаточное для взаимодействия цеолита с корневой системой растений, верхняя граница - 5 т/га установлена экспериментальным путем (см. таблицу, приведенную в примере).

Пример. В почву на глубину 20 см из расчета на гектар вводят: перепревший навоз 4 т, суперфосфат 0,5 ц, фосфорную муку 1,5 ц, порошок цеолита природного и порошок кварца размером частиц от 0.001 до 0,1 мм соответственно по 3 и 25 т/га, высаживают семена петрушки сахарной (корневой), ГОСТ 28676.1-90. Совместное внесение порошков цеолита и кварца указанного гранулометрического состава и в количествах, входящих в указанные в формуле пределы, приводит к увеличению мощности всходов и повышению урожайности по сравнению с аналогичным способом-прототипом в пять раз, выход же за пределы весового количества кварцевого и цеолитового порошков в сторону их увеличения не приводит к увеличению ни мощности всходов, ни урожайности (см. таблицу).

Таблица Относительные изменения мощности всходов (произведение среднего количества всходов на рост растений на аналогичных делянках), урожайности петрушки сахарной (корневой) в зависимости от количества минеральных добавок
№ п/п	Минеральные добавки кварца и цеолита	Через месяц после посадки	Урожайность по отношению к контролю-свидетелю, %
		n	h	М.в.
1	Крупный кварц размером частиц порошка 0,5-1 мм (10 т/га), природный цеолит, гранулы размером 1-5 мм (8 т/га)	15	0,4	6,0	100
2	Мелкий кварц размером частиц порошка 0,001-0,1 мм (25 т/га), природный цеолит (3 т/га), размер частиц как у кварца	30	1,0	30	≈500
3	Те же добавки, что и в п.2, но кварца ввели 60 т/га, цеолита - 6 т/га	27	1,0	27	≈450

Обозначения: количество всходов из 30 посаженных семян - n шт., рост растений в мм - h, мощность всходов n×h - м.в., урожайность на контрольной делянке (общий вес корнеплодов) принята за 100%.

Стоимость затрат по предлагаемому способу на внесение цеолита уменьшилась примерно в 2,5 раза по сравнению со сравниваемым способом-прототипом, с учетом незначительного увеличения стоимости на дополнительную операцию внесения мелкого кварцевого порошка общие затраты на введение минеральных добавок понижаются не менее чем в два раза.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличивать урожайность всех сельскохозяйственных культур не менее чем на 20-50%, удешевить по крайней мере в два раза расходы на повышение плодородия почвы.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в сельском хозяйстве, а именно для повышения плодородия почв, увеличения урожайности сельскохозяйственных культур;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Способ повышения плодородия почвы, включающий внесение на глубину пахотного слоя органических и/или минеральных удобрений, цеолита, отличающийся тем, что в почву вносят цеолит в виде порошка, дополнительно вносят порошок кварца, причем размеры частиц цеолита и кварца находятся в пределах 0,001-0,1 мм, их вносят в количествах соответственно 2-5 т/га и 5-50 т/га.