Способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур и декоративных растений
Владельцы патента RU 2294076:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ) (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам обогащения почвы. Способ заключается в том, что в почву вносят солевые отсевы алюминиевого шлака, полученные из металлургического шлака, которые вносят в почву весной под культивацию, в количестве 1-5 т/га в зависимости от типа почвы и возделываемых культур. Способ позволяет повысить урожай сельскохозяйственных культур, устойчивость растений к болезням, способствует улучшению питательного режима растений и агрофизических свойств почвы. 5 табл.
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; Р2O5 - 7,0; К2O - 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 (Al2O3), 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 |
| Al2O3 | 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 м2.
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 м2 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.
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.
