Способ детоксикации почвы при орошении зернобобовых культур
Владельцы патента RU 2476050:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства и экологии. Способ включает внесение цеолитсодержащих глин - аланита в количестве 2-3 т/га и их запашку в смеси с сидеральными культурами. При этом в фазу ветвления в междурядья вносят аланит с последующим орошением, а после созревания семян и их уборки проводят запашку пожнивных остатков. Способ позволяет снизить токсичность почвы с одновременным повышением водородного показателя. 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к экологии, и может найти применение при снижении токсичности в биологическом земледелии.
Известен способ, при котором высевают культуры с высокими адсорбционными свойствами поглощать тяжелые металлы из почвы (патент №2190315, опубликован 10-10.2002 МПК А01В 79/02).
В известном техническом решении производят посев двух культур полосами, скашивание и запашку которых проводят поочередно в течение двух лет, что усложняет способ. При этом без внесения удобрений почва недостаточно обогащается питательными веществами, макромикроэлементами, что снижает эффективность способа.
Наиболее близким техническим решением является способ, при котором в конце вегетации скашивают надземную биомассу бобовой травы вязеля пестрого и в смеси с цеолитсодержащей глиной - аланит в количестве 2-3 т/га спустя 4-5 дней всю массу запахивают в почву (патент №2316923, опубликован 20.02.2008 г. МПК А01В 79/02).
Недостаток способа-прототипа заключается в том, что скошенная биомасса в большем объеме и в смеси с наложенным слоем аланита запахивается в почву с трудом, что усложняет способ.
Технический результат - упрощение способа, снижение токсичности почвы.
Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что в отличие от прототипа измельченный аланит вносят в фазу ветвления зернобобовых культур с последующим поливом, а после созревания и уборки культур проводят запашку пожнивных остатков.
Способ осуществляется следующим образом:
На участке посевов зернобобовых культур (соя, фасоль, горох), размещенных широкорядно в фазе ветвления в междурядье, вносят цеолитсодержащие глины - аланит в количестве 2-3 т/га, запашку их в смеси с сидеральными культурами.
Аланит (Северо-Осетинского происхождения) содержит (в %): кальций - 32,6; кремний - 52,7; железо - 6,17; марганец, серу, фосфор, калий, медь, цинк (в пределах 0,1-0,9%) и другие микроэлементы. За счет высокого содержания кальция реакция среды аланита щелочная (рН - 9,3). Такое внесение щелочных природных агроруд является особенно эффективным на кислых почвах, одновременно обеспечивая снижение токсичности за счет сорбционных способностей цеолитсодержащих глин.
Растворимость кремния, содержащегося в аланите (52,7%), повышается в водных растворах. При этом резко возрастает усвоение необходимого для растений кремния и других необходимых веществ. Подщелачивание сои, фасоли, гороха, произрастающих на кислых почвах, способствует активности азотфиксирующих клубеньковых бактерий, расположенных на корневой системе бобовых культур.
За счет низкой водоотдачи аланита (около 3%) и высокой теплоемкости (коэффициент 0,34) в междурядьях сохраняется влага и тепло, что способствует развитию растений с одновременной детоксикацией почвы в связи с высокой сорбционной способностью цеолитсодержащей глины. Тяжелые металлы (свинец, кадмий и др.) легко сорбируются аланитами.
В начальный период развития зернобобовых культур, когда накапливается в растениях большое количество тяжелых металлов, накапливаемых из почвы, и замедляется процесс образования клубеньковых бактерий, в фазу ветвления спустя 20-25 дней после появления всходов. Вносят аланит в количестве - 2-3 т/га, за счет высокой влагоудерживающей способности аланита вместо 3-х, проводят 2 полива. Второй полив осуществляют в конце фазы цветения.
Размещенные в междурядьях аланиты с высоким содержанием кремния обладают повышенной селективностью и химической устойчивостью. При поливе вегетирующих растений происходит адсорбция тяжелых металлов, содержащихся в почве, усиливается обмен веществ и обеспечение влагой зернобобовых культур. Наличие достаточной влаги, присутствие гуминовых кислот, микроорганизмов и микроэлементов, содержащихся в аланите, повышает их биологическую активность.
В период созревания зернобобовых культур в бобах содержится значительное количество кремния, кальция, золы и других веществ, являющихся сорбентами тяжелых металлов.
Оставшиеся после уборки комбайном бобы (из-за низкого их прикрепления на стеблях) содержат протеины, антиоксиданты, изофлавоны. Так, основной изофлавон генистеин является противораковым средством и одновременно принимает участие в разложении пожнивных остатков при запашке в почву, снижая ее токсичность.
В предлагаемом способе аланиты и зернобобовые культуры являются антиканцерогенными и при совместной запашке способствуют значительному снижению тяжелых металлов, как в почве, так и в поливной воде.
Пример 1: Высевали сою на площади 20 га широкорядно (междурядья 60 см). В фазу ветвления в междурядья вносили измельченный аланит сеялкой С3-3,6 в количестве 2 т/га. Орошение осуществляли дважды; после внесения аланита в фазу ветвления и в фазу полного цветения или начала созревания в количестве 300-400 м2/га. После созревания семян осуществляли уборку комбайном Дон-1500 с последующей запашкой пожнивных остатков. Орошение участков проводили дождевальной машиной Днепр или Фрегат.
Пример 2: Способ осуществляется, как и в первом примере с внесением аланита в количестве 3 т/га.
Результаты опытов сведены в таблицу. Опыты проведены на выщелоченном черноземе. Кислотность почвы (рН) 5,4.
| Варианты | Содержание тяжелых металлов в почве в мг/кг (абсолютно сухой почвы) | |||||
| Zn | Сu | Fe | Cd | Pb | pH | |
| Возделывание сои | 43,7 | 16,4 | 518 | 0,46 | 8,2 | 5,4 |
| Внесение аланита в фазу ветвления | 36,9 | 13,7 | 412 | 0,39 | 7,6 | 5,6 |
| Аланит в фазу ветвления + запашка после уборки | 34,8 | 12,5 | 286 | 0,36 | 6,4 | 5,8 |
| Орошение + запашка после уборки | 40,6 | 13,1 | 324 | 0,32 | 6,0 | 5,8 |
| Предлагаемое | 28,6 | 11,2 | 125 | 0,26 | 4,8 | 6,2 |
| Запашка после уборки | 40,2 | 12,6 | 186 | 0,41 | 7,2 | 5,6 |
| ПДК (предельно допустимые концентрации) | 42,8 | 18,8 | 154 | 0,28 | 5,0 |
Из приведенных данных следует, что в предлагаемом способе количество тяжелых металлов снижается до уровня ПДК и ниже. Следовательно, внесение аланита в фазу ветвления в количестве 2-3 т/га, орошение в период вегетации, уборка и запашка пожнивных остатков обеспечивает снижение токсичности.
Способ детоксикации почвы при орошении зернобобовых культур, включающий внесение цеолитсодержащих глин - аланита в количестве 2-3 т/га, запашку их в смеси с сидеральными культурами, отличающийся тем, что в фазу ветвления в междурядья вносят аланит с последующим орошением, а после созревания семян и их уборки проводят запашку пожнивных остатков.
