Способ подготовки парового поля


 


Владельцы патента RU 2532056:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации почв. Способ включает внесение органических и/или минеральных удобрений и гербицидов, зяблевую и поверхностную обработки почвы. Дополнительно применяют удобрения-мелиоранты, которые вносят в виде мульчирующего слоя после зяблевой обработки почвы. При этом в качестве удобрений-мелиорантов используют иловый осадок после его обработки ферментно-кавитационным методом в процессе очистки канализационных сточных вод с добавлением сыпучих природных минералов-ионитов. Зяблевую обработку почвы выполняют посредством чизельно-отвального орудия с глубиной чизелевания 30-45 см и оборотом верхнего слоя почвы на глубину 10-20 см. Иловый осадок вносят при его влажности 30-45% и соотношении компонентов, мас.%: иловый осадок 75-85, сыпучие природные минералы-иониты 15-25. Способ позволяет улучшить микробиологическую активность пахотных горизонтов парового поля, восстановить плодородие деградированных и нарушенных земель, в том числе и бедных гумусом суглинистых почв, повысить урожайность, в том числе в засушливых условиях. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к комплексной мелиорации почв, и может быть использовано для возрождения плодородия земель преимущественно в засушливых условиях.

Известен способ подготовки пара (парового поля) как средства повышения плодородия почвы, накопления в ней влаги, увеличения урожайности всех культур севооборота и как основной элемент системы земледелия (см., например: Большая Советская энциклопедия. - Том 19. - М.: Издательство «Советская энциклопедия», 1975. - С.165, статья «Пар, паровое поле»). Чистый черный пар обычно поднимают осенью по системе зяблевой (основной) обработки почвы, внося перед вспашкой навоз и минеральные удобрения.

Недостаток таких способов подготовки парового поля в современных условиях: не реализуются средства и методы рекультивации деградированных и нарушенных земель, в том числе загрязненных тяжелыми металлами, пестицидами и т.п.

Известен сорбент-мелиорант для очистки загрязненных почв при их рекультивации, содержащий минеральные компоненты - бентонитовые глины и др. (Патент №2303623 РФ, МПК С09К 17/00 (2006.01), 2005).

Технический недостаток таких сорбентов-мелиорантов: ограниченная область применения и отсутствие «привязки» к подготовке парового поля.

Известен способ обработки парового поля, включающий механические обработки поля, внесение гербицидов (Патент №2445758 РФ, МПК А01В 79/02 (2006.01), A01G 1/00 (2006.01), 2010).

Технический недостаток подобных способов: отсутствие комплексного подхода к подготовке парового поля, в частности не предусматриваются приемы для дополнительного накопления в почве влаги, улучшения структуры и водно-воздушного режима почвы, повышения ее микробиологической активности.

Известен также способ увеличения эффективного плодородия почвы, включающий основную (зяблевую) обработку почвы дисковыми рабочими органами, внесение минеральных удобрений на поверхность почвы с разуплотнением более глубоких горизонтов орудиями типа Параплау (Патент №2387120 РФ, МПК А01В 79/00 (2006.01), 2008).

Технический недостаток данного способа: необоснованное расположение минеральных удобрений на поверхности почвы, что может привести к их частичному смыву в периоды интенсивных дождей и таяния снегов, а также к химической эрозии почвы. К недостаткам способа относятся также отсутствие средств и методов дополнительного накопления влаги, улучшения водно-воздушного режима почвы, повышения ее микробиологической активности.

Техническая задача: дополнительное существенное накопление влаги в почве, улучшение ее водно-воздушного режима, насыщение поверхностного слоя почвы нетрадиционными элементами питания и биогенными микроэлементами.

Технический результат: возрождение плодородия деградированных и нарушенных земель, кардинальное улучшение микробиологической активности пахотных горизонтов парового поля, получение на нем высоких урожаев, в том числе в засушливых условиях.

Согласно изобретению при реализации способа подготовки парового поля, включающего внесение органических и/или минеральных удобрений и гербицидов, зяблевую и поверхностную обработки почвы, дополнительно применяют удобрения-мелиоранты, которые вносят в виде мульчирующего слоя после зяблевой обработки почвы, при этом в качестве удобрений-мелиорантов используют иловый осадок после его обработки ферментно-кавитационным методом в процессе очистки канализационных сточных вод с добавлением сыпучих природных минералов-ионитов.

Наряду с этим зяблевую обработку почвы выполняют посредством чизельно-отвального орудия с глубиной чизелевания 35-45 см и оборотом верхнего слоя почвы на глубину 10-20 см; иловый осадок вносят при его влажности 30-45% и при соотношении компонентов, масс.%:

иловый осадок 75-85,

сыпучие природные минералы-иониты 15-25.

Способ реализуют следующим образом.

Зяблевую обработку выполняют, как правило, после предварительной поверхностной обработки поля посредством, например дисковых лущильников и внесения на поверхность поля органических удобрений (в качестве которых могут использоваться стерня и корневые остатки убранной культуры) и/или минеральных удобрений, а также, при необходимости, гербицидов. Зяблевую (основную) обработку почвы выполняют преимущественно посредством чизельно-отвального орудия (современная версия орудия типа Параплау), которое состоит из рамы и рабочих органов - наклонные стойки с долотом на конце и смонтированные на верхней части стоек отвалы (отнюдь не лемеха!) с возможностью дискретной переустановки по высоте стойки. Глубина чизелевания (внедрения в почву долота) 30-45 см; оборот верхнего (уже взрыхленного) слоя почвы с помощью отвалов проводят в процессе чизелевания на глубину 10-20 см. Названная зяблевая обработка сопровождается заделкой в почву - на глубину действия отвалов - органических и/или минеральных удобрений, а также гербицидов. После зяблевой обработки почвы на поверхность поля - в виде мульчирующего слоя - дополнительно вносят удобрения-мелиоранты. В качестве таковых используют иловой осадок (активный ил) после его обработки ферментно-кавитационным методом в процессе очистки канализационных (бытовых) сточных вод с добавлением сыпучих природных минералов-ионитов.

Целесообразность использования илового осадка после его обработки ферментно-кавитационным методом обусловлена тем, что осадок, «получаемый» после очистки канализационных сточных вод традиционными методами, - это гелеобразная масса влажностью 98-99% с высоким - до 60% и более - содержанием непереработанной органики. Такой осадок высыхает на протяжении ряда лет, в случае его внесения в почву происходит органическое загрязнение полей. Наиболее опасно внесение непереработанного илового осадка при подготовке парового поля, предназначенного, как известно, для повышения плодородия почвы. Кроме этого осадок после традиционной очистки канализационных сточных вод может содержать патогенную микрофлору; в таком осадке незначительное количество общих форм азота и фосфора и практически отсутствуют общий калий и подвижная сера. После обработки ферментно-кавитационным методом качество илового осадка и содержание в нем элементов питания, а также микроэлементов существенно повышается - высвобождается из некондиционной органики. Это достигается в основном за счет глубокой переработки органической массы посредством воздействия на нее (в процессе обработки осадка) кавитации низкой интенсивности, ферментов (для которых такая кавитация является благоприятной), интенсивного окисления перерабатываемого субстрата кислородом. В результате этого глубоко переработанный иловый осадок содержит всего 15-18% органического вещества, но эта органика легкодоступна почвенной микрофлоре и корням растений. Содержание общих форм, также легкодоступных, минеральных элементов питания существенно возрастает: при влажности осадка 35% в нем фосфора до 4,2%, азота до 2,6%, калия до 1,3%. В осадке «появляется» подвижная сера - до 2-х г/кг, это важнейший источник питания (в микродозах); глубоко переработанный осадок содержит также «набор» биогенных микроэлементов. В процессе переработки осадка происходит нейтрализация («обволакивание») ионов тяжелых металлов.

Главная особенность глубоко переработанного осадка - его сорбционные свойства. Активный ил (иловый осадок) - это скопление микроорганизмов, их суммарная поверхность достигает 100 м2 на 1 грамм сухого вещества ила (!). Этим и обусловлены огромные сорбционные свойства илового осадка. После его внесения в почву происходит аккумулирование (из атмосферы) воздуха и влаги. Благодаря этому кардинально улучшается водно-воздушный режим верхнего слоя почвы, даже в условиях острой засухи почва содержит влагу, происходит разуплотнение пахотного горизонта. Этому способствуют: расположение осадка на поле в виде мульчирующего слоя; глубокая чизельная (безотвальная) обработка почвы; оборот (с дополнительным рыхлением) верхнего слоя почвы.

В качестве добавляемых в иловый осадок сыпучих природных минералов-ионитов могут применяться: глауконитовые пески (глаукониты); цеолитсодержащие породы (цеолиты); бентонитовые глины (бентониты).

Состав и физико-химические показатели названных минералов видоизменяются в зависимости от месторождения, но в обобщенном виде (как усредненные показатели) представлены в таблице.

Таблица
Усредненные показатели природных минералов-ионитов
Количество, %
Минералы-иониты SiO2 А12O3 Fe2O3+FeO CaO K2O MgO P2O5
Глаукониты 53 16 18 14 7 3,5 0,4
Цеолиты 60 5 4 13 0,8 0,8 од
Бентониты 55 19 8 1,5 2,2 2,5 0,2

Наряду с этим минералы-иониты в разной степени обладают следующими свойствами:

1) высокая катионо- ионообменная активность;

2) повышенные сорбционные свойства;

3) способность к разуплотнению почв;

4) способность уменьшать жесткость воды;

5) повышенное количество калия и магния (свойственно в основном глауконитам);

6) наличие комплекса биогенных микроэлементов;

7) стимулирование действия традиционных минеральных удобрений;

8) улучшение структуры и водно-воздушного баланса почвы;

9) длительное действие - до трех лет.

Удобрения-мелиоранты - иловый осадок при его влажности 30-45% и сыпучие природные минералы-иониты (при их естественной влажности) - вносят в виде мульчирующего слоя одновременно; предварительное их смешивание необязательно, но желательно сначала внести осадок затем минералы. Целесообразно внесение двух из трех названных минералов-ионитов; если в почве недостает природного калия, то внесение калий- и магнийсодержащих глауконитов обязательно, плюс к этому в такой же дозе вносят цеолиты или бентониты. Рекомендуемое соотношение компонентов удобрений-мелиорантов: иловый осадок 75-85% (в среднем 80%); сыпучие природные минералы-иониты 15-25% (в среднем 20%). В процессе «вызревания» парового поля (черного пара), как правило, на следующий год, вплоть до посева озимых культур в сентябре, поле подвергается традиционной поверхностной обработке (культивации) для улучшения водно-воздушного режима почвы и уничтожения сорняков. После культивации поля удобрения-мелиоранты несколько перемешиваются с верхним слоем почвы, но в целом мульчирующий слой сохраняется и мало отличается по цвету от каштановых и светло-каштановых почв. Этот слой в основном сохраняется и после посева и всходов озимой культуры, их перезимовки и вегетации в следующем году. Удобрения-мелиоранты существенно улучшают структуру и водно-воздушный баланс верхнего слоя почвы. Поэтому культивация парового поля проводится по признакам произрастания сорняков, но для их подавления предназначаются гербициды, внесенные при зяблевой обработке почвы.

После внесения удобрений-мелиорантов на паровом поле - в основном в верхнем горизонте почвы - протекают необычные агромелиоративные, физико-химические и микробиологические процессы:

1) аккумулирование воздуха и влаги из атмосферы за счет огромных сорбционных свойств глубоко переработанного илового осадка и повышенных сорбционных свойств минералов-ионитов, сохранение этого нетрадиционного водно-воздушного режима почвы даже в условиях острой засухи;

2) следствием этого является разуплотнение почвы, чему способствует также рыхлый верхний слой после чизелевания и оборота пласта (с дополнительным крошением) на глубину действия отвалов 10-20 см;

3) из-за аккумулирования воздуха из атмосферы и сохранения в почве углекислого газа (чему способствует отсутствие традиционной отвально-лемешной пахоты) повышается содержание в почве углерода и, как следствие, оптимизируется соотношение углерода и азота C/N;

4) ионообменные свойства минералов-ионитов и частично илового осадка стимулирует развитие и жизнедеятельность полезной почвенной микрофлоры и усвояемость ими и корнями растений биогенных микрочастиц, в частности ионов сульфата серы S O 4 2 - важнейшего источника минерального питания (на микроуровне);

5) после посева, произрастания и вегетации озимых культур возрастает концентрация микроорганизмов вокруг корней растений (развивается почвенная ризосфера), происходит усвоение легкодоступных форм органики, азота, фосфора и калия, а также магния, имеющегося в глауконитах (предотвращается, в частности, хлороз растений);

6) минералы-иониты усиливают и пролонгируют действие друг друга и всех видов питательных веществ, благоприятное воздействие на почву и на растения оказывает уменьшение жесткости воды (почвенной влаги);

7) минералы-иониты являются экологическим природным средством для улучшения качества нарушенных земель - очистки почвы от загрязнений, пестицидов и т.п.

В итоге формируются условия для возрождения плодородия деградированных и нарушенных земель (это относится и к бедным гумусом суглинистым почвам), происходит кардинальное улучшение микробиологической активности пахотных горизонтов парового поля. Благодаря этому создаются предпосылки для получения на черном пару гарантированно высоких урожаев, в том числе в засушливых условиях.

1. Способ подготовки парового поля, включающий внесение органических и/или минеральных удобрений и гербицидов, зяблевую и поверхностную обработки почвы, отличающийся тем, что дополнительно применяют удобрения-мелиоранты, которые вносят в виде мульчирующего слоя после зяблевой обработки почвы, при этом в качестве удобрений-мелиорантов используют иловый осадок после его обработки ферментно-кавитационным методом в процессе очистки канализационных сточных вод с добавлением сыпучих природных минералов-ионитов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зяблевую обработку почвы выполняют посредством чизельно-отвального орудия с глубиной чизелевания 30-45 см и оборотом верхнего слоя почвы на глубину 10-20 см.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что иловый осадок вносят при его влажности 30-45% и при соотношении компонентов, мас.%:

иловый осадок 75-85
сыпучие природные минералы-иониты 15-25



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к сорбенту для обеззараживания проливов ракетного топлива, содержащему карбоксильные группы в составе органического катионита. При этом в качестве носителя карбоксильных групп применен гидролизный лигнин степенью влажности 0-30% с размерами частиц 1-2 мм.

Изобретение относится к очистке окружающей среды. Для детоксикации загрязненного нефтепродуктами грунта в него вносят природный сорбент с биопрепаратом до достижения заданной концентрации загрязняющего вещества в грунте.

Изобретение относится к способам обезвреживания беспламенным сжиганием жидких органических отходов и нефти, содержащей серу, в кипящем слое катализатора и может быть использовано в химической, нефтехимической, лесохимической, атомной промышленности и теплоэнергетике.

Изобретение относится к средствам оперативного обнаружения отравляющих веществ и токсинов и моментальной их нейтрализации. Устройство содержит микропроцессорные комплекты первого 16 и второго 22 порядка, блок памяти эталонов 17, блоки для обнаружения отравляющих веществ и токсинов, аудио-видео-систему, при этом блоки обнаружения отравляющих веществ и токсинов выполнены в виде всасывающих устройств 3-7, имеющих на выходе датчики, определяющие уровень заражения воздушной среды, выходы которых подключены к усилителям-преобразователям 11-15, выходами-входами соединенными с микропроцессорным комплектом первого порядка 16, который выходами-входами подсоединен к блоку памяти эталонов 17, блоку ввода вопросов 18 и микропроцессорному комплекту второго порядка 22, блок памяти эталонов 17 входами-выходами подключен к матричному полю 21 в виде диодной кристаллической решетки на базе жидких кристаллов, блок ввода вопросов 18 соединен входами-выходами с блоком анализа ответов 19 и блоком анализа неизвестных химических соединений и комбинаций отравляющих веществ 20, который входами-выходами подключен к блоку анализа ответов и к матричному полю 21, соединенному с входами-выходами блока ввода вопросов 18 и к микропроцессорному комплекту второго порядка 22, соединенному входами-выходами с блоком предупреждения об опасности 23, блоком анализа неизвестных химических соединений и комбинаций отравляющих веществ 20, матричным полем 21 и блоком исполнительного устройства 24 по нейтрализации отравляющих веществ и токсинов, соединенным выходами с исполнительными механизмами 25-27.

Изобретение относится к оборудованию для защиты населения от пролива жидких опасных химических веществ, перевозимых железнодорожным (ж/д) транспортом, и может быть использовано для дегазации участков пролива на тормозном пути железнодорожного состава при разгерметизации емкости (резервуара).

Изобретение относится к области исследований или анализа защитных свойств сорбентов, поглощающих пары органических веществ по принципу физической адсорбции, весовым способом.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано в химической, металлургической и оборонной отраслях промышленности при очистке от компонентов ракетного топлива.
Изобретение относится к области очистки промышленных сточных или оборотных вод со слабощелочной реакцией от ионов тяжелых металлов путем перевода их в труднорастворимые в воде соединения, подвижность которых в природных средах сильно ограничена, а именно к получению реагентов для очистки данных вод на основе торфа.

Изобретение относится к способам уничтожения отравляющих веществ, а именно к утилизации отравляющего хлорсодержащего вещества 2-(2-хлорбензилиден)малонодинитрила (CS) с получением 2-хлорбензойной кислоты, являющейся товарным продуктом для синтеза различных органических соединений: пестицидов, красителе, лекарственных препаратов.

Изобретение относится к утилизации отравляющих веществ раздражающего действия (ирритантов) до нетоксичных продуктов, способных найти практическое применение в тонком органическом синтезе, химии физиологически активных веществ и лекарственных препаратов.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к виноградарству. Способ включает исходно-однократный высев через ряд кустов винограда по 3-годичным агротехнологическим циклам в незасеянное в предыдущем цикле междурядье озимого тритикале чередующихся в циклах сортов.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к интродукции, и может найти применение при внедрении новых сортов зернобобовых культур. В способе местные районированные сорта высевают широкорядно, на 2-3 недели раньше интродуцентов.

Изобретение относится к производству смесей однолетних злаковых и бобовых кормовых культур при использовании их на сено. Способ заключается в том, что используют многокомпонентные смеси горох + овес + ячмень в оптимальных соотношениях кормовых культур соответственно (20:50:30) или вика + овес + ячмень (20:50:30).

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает раскладку поливного трубопровода, высадку рассады сельскохозяйственной культуры в точках размещения водовыпусков и вегетационные поливы.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к огородничеству. В способе проводят посадку семенных клубней картофеля в почву, выращивают их до образования бутонов.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к виноградарству. Способ включает исходно-однократный высев через ряд кустов винограда по 3-годичным агротехнологическим циклам в незасеянное в предыдущем цикле междурядье озимого тритикале чередующихся в циклах сортов селекции КНИИСХ им.

Изобретение относится к способам рекультивации земель в долинах рек, нарушенных дражными разработками. Техническим результатом является возвращение глинистого материала в поровое пространство грубообломочных дражных отложений, что приведет к насыщению отложений мелкоземом и к улучшению водно-теплового режима и повышению плодородия.

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств. Способ включает посев многолетних трав и заделку выращенной массы в почву.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает посев с минимальной обработкой почвы.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ включает предпосадочную обработку почвы, раскладку и фиксацию гибких поливных трубопроводов со встроенными в их полостях капельницами, высадку рассады овощных культур, подавление сорной растительности, внесение гербицидов и минеральных удобрений, уборку урожая и зяблевую вспашку.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к биологической рекультивации, и может использоваться в земледелии на Крайнем Севере. В способе формируют почвенный и растительный покров с использованием семян трав. При этом семена трав непосредственно после посева проливают водным раствором Сараксан-нитроаммофоска, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Сараксан (на сухое) - 0,2-0,6, нитроаммофоска - 0,4-1,0, вода - остальное. Способ позволяет повысить качество рекультивации нарушенных земель в условиях Крайнего Севера. 4 табл., 1 пр.
Наверх