Способ повышения плодородия почв


 


Владельцы патента RU 2583693:

Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Всероссийский Научно-исследовательский институт фитопатологии Федерального Агентства Научных Организаций (ФГБНУ ВНИИ фитопатологии ФАНО) (RU)

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств и может быть использовано при решении проблем защиты литосферы. Способ включает приготовление активного угля, внесение его в почву и выращивание культурных растений. При этом используют активный уголь, имеющий соотношение микропор, мезопор и макропор равное 1,0:(0,2-1,5):(1,5-6,0), а размер микропор составляет 1,2-1,6 нм. Активный уголь вносят в почву в дозах 50-400 кг/га. Внесение активного угля в почву осуществляют в зерненом виде с размерами частиц 0,3-0,8 мм или в виде водной суспензии активного угля с размерами частиц <100 мкм при содержании угля в суспензии 2-10 мас.%. Способ позволяет повысить плодородие почв, загрязненных остатками гербицида. 2 з.п. ф-лы, 4 пр.

 

Изобретение относится к способу повышения плодородия почв, загрязненных остатками гербицидов (ксенобиотиками), и может быть использовано в области сельского и лесного хозяйства, а также при решении проблем защиты литосферы.

Известен способ защиты почв и дерна, загрязненных пестицидами, путем разбрызгивания водной суспензии порошкового активного угля (АУ) с поверхностно-активными веществами, пеноудаляющими и суспензирующими агентами на поверхности почвы из расчета 4 л суспензии на 100 м2 обрабатываемой площади (см. патент США №4585753, кл. B01J 20/20, B01J 10/26, опубл. 29.04 86).

Недостатком известного способа является низкая эффективность очистки почвы, т.к. пористая система АУ заблокирована органическими наполнителями.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ повышения плодородия почв, загрязненных остатками гербицидов типа хлорсульфурона, включающий внесение в почву АУ с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,26-0,70, причем внесение АУ осуществляют до высева семян с последующей заделкой его на глубину 1-3 глубины высева (см. патент РФ №2129368, кл. A01N 25/32 и А01В 79/02, опубл. 27.04.99).

Недостатком известного способа является низкое повышение плодородия почв, загрязненных таким ксенобиотиком как метсульфон - метил, являющимся действующим веществом гербицида «Зингер, СП», применяемого при возделывании зерновых культур.

Техническим результатом является повышение плодородия почв, загрязненных остатками гербицида «Зингер, СП».

Указанный технический результат достигается предложенным способом, включающим приготовление АУ, внесение его в почву, загрязненную ксенобиотиками, и выращивание культурных растений, причем используют АУ, имеющий соотношение микропор, мезопор и макропор равное 1,0:(0,2-1,5):(1,5-6,0), при этом размер микропор составляет 1,2-1,6 нм, активный уголь вносят в почву в дозах 50-400 кг/га, а внесение осуществляют в зерненом виде с размерами частиц 0,3-0,8 мм или в виде водной суспензии активного угля с размерами частиц <100 мкм при содержании угля в суспензии 2-10 мас.%.

Отличие предложенного способа от известного состоит в том, что используют АУ, имеющий соотношение микропор, мезопор и макропор равное 1,0:(0,2-1,5):(1,5-6,0), при этом размер микропор составляет 1,2-1,6 нм, активный уголь вносят в почву в дозах 50-400 кг/га, а внесение осуществляют в зерненом виде с размерами частиц 0,3-0,8 мм или в виде водной суспензии активного угля с размерами частиц <100 мкм при содержании угля в суспензии 2-10 мас.%.

Из научно-технической и патентной литературы авторам не известен способ повышения плодородия почв путем использования АУ, имеющего соотношение микропор, мезопор и макропор равное 1,0:(0,2-1,5):(1,5-6,0), при этом размер микропор составляет 1,2-1,6 нм, активный уголь вносят в почву в дозах 50-400 кг/га, а внесение осуществляют в зерненом виде с размерами частиц 0,3-0,8 мм или в виде водной суспензии активного угля с размерами частиц <100 мкм при содержании угля в суспензии 2-10 мас.%.

Сущность изобретения заключается в следующем. Последействие любого гербицида на культурные растения, высеваемые в севообороте, сводится к поражающему воздействию на молодые растения как остатков самого гербицида, так и продуктов его деструкции в почвенной системе. При этом сам гербицид является высокомолекулярным соединением, которое извлекается эффективно из почвенного раствора мезопорами, а продукты деструкции - это, как правило, низкомолекулярные вещества, которые эффективно извлекаются из почвенного раствора микропорами. При этом размеры микропор имеют важное значение как с точки зрения силы адсорбционного взаимодействия (чем тоньше микропора, тем сильнее энергия адсорбции), так и с точки зрения стерического фактора (ситового эффекта).

С другой стороны, важно иметь не только высокую адсорбционную составляющую, но и хорошую кинетику поглощения ксенобиотика (в данном случае остатков гербицида и продуктов его деструкции), чтобы быстро удалить его из почвенной среды. Все оптимальные параметры пористой структуры АУ и их соотношения устанавливаются в процессе эксперимента.

Естественно, доза угля подбирается в зависимости от конкретного загрязняющего гербицида, а осуществление внесения его в почву требует подбора зерненой формы и состава суспензии.

Способ осуществляют следующим образом. Для высева тест-культуры подсолнечника использовали горшки вместимостью 600 г почвы, которую загрязняли гербицидом «Зингер, СП» в дозе, соответствующей 5 г/га, и вводили соответствующую дозу (от 50 до 400 кг/га) АУ, имеющего соотношение микропор, мезопор и макропор 1,0:(0,2-1,5):(1,5-6,0), при этом размер микропор составляет 1,2-1,6 нм. Уголь вносили как в зерненом виде (0,3-0,8 мм), так и в виде водной суспензии порошкового АУ (<100 мкм) с содержанием угля 2-10 мас.%. Почву тщательно перемешивали и высевали в нее семена подсолнечника. По истечении вегетационного периода (30 суток) срезали зеленую массу под корень и проводили ее взвешивание на электронных весах. Повышение плодородия оценивали по увеличению в процентах зеленой массы подсолнечника по сравнению с таковой в горшке, где не вводили АУ. Повышение плодородия почвы при защите растения подсолнечника по предлагаемому способу составило 220-250%. Опыты, проведенные на масличных (рапс, рыжик) и овощных (томат, огурец, свекла) культурах по повышению их плодородия на почвах, загрязненных гербицидом «Зингер, СП», дали результат 220-230%. Повышение плодородия при защите растений подсолнечника по известному способу (патент РФ №2129368) составило 110-15-%.

Пример 1.

Берут почву, загрязненную «Зингер, СП», как написано выше, и вводят в нее из расчета 50 кг/га АУ с размером зерен 0,3-0,8 мм и соотношением микропор, мезопор и макропор 1,0:0,2:1,5 при размере микропор 1,2 нм. Высаживают семена подсолнечника и ведут вегетационный опыт в течение 30 дней. Повышение плодородия почвы в этом случае составило 220%.

Пример 2.

Осуществление процесса как в примере 1 за исключением того, что в почву вводят 400 кг/га АУ с размером зерен 0,3-0,8 мм и соотношением микропор, мезопор и макропор 1,0:1,5:6,0 при размере микропор 1,6 нм. Повышение плодородия почвы в этом случае составило 230%.

Пример 3.

Осуществление процесса как в примере 1 за исключением того, что в почву вводят 150 кг/га АУ с размером зерен 0,3-0,8 мм и соотношением микропор, мезопор и макропор 1,0:1,0:3,0 и размером микропор 1,4 нм. Повышение плодородия почвы в этом случае составило 250%.

Пример 4.

Берут порошковый АУ с размером частиц <100 мкм, имеющий соотношение микропор, мезопор и макропор 1,0:1,0:3,0, и готовят его водную суспензию 2-10 мас.% угля в воде. Затем обрабатывают этой суспензией почву, загрязненную гербицидом «Зингер, СП», из расчета введения дозы 150 кг/га. Повышение плодородия почвы в этом случае составило 240%.

В результате многочисленных вегетационных опытов на подсолнечнике, ряде овощных и масличных культур были определены оптимальные интервалы параметров заявляемого технического решения.

Так, если соотношение микропор, мезопор и макропор было меньше 1,0:0,2:1,5, то за счет снижения доли транспортных микропор ухудшалась кинетика поглощения гербицида и продуктов его деструкции и высеваемые зерна успевали поражаться. Если же соотношение микропор, мезопор и макропор было выше чем 1,0:1,5:6,0, то, хотя кинетика поглощения повышалась, резко падала сама сорбционная способность угля, так как адсорбция в основном ведется в микропорах. При этом сам размер щелевидных микропор очень важен, так как при размере менее 1,2 нм имеет место стерический фактор и гербицид в пору не проникает, а при размере щелевидных микропор более 1,6 нм уменьшается энергия адсорбции и низкомолекулярные продукты деструкции гербицида слабо сорбируются.

Установление необходимой дозы АУ показало, что при дозе менее 50 кг/га нет равномерности его распределения в почве и, следовательно, эффект детоксикации ее снижается, а при дозе выше 400 кг/га ухудшается экономика технологии защиты растений.

Исследования показали также, что оптимальное зернение АУ должно быть 0,3-0,8 мм, так как при зернении менее 0,3 мм идет сильное пыление, а при зернении выше 0,8 мм АУ трудно высевать туковысевающей техникой.

При внесении водной суспензии размер частиц <100 мкм позволяет ей хорошо проходить через распыляющее сопло. В то же время масса АУ в суспензии должна быть 2-10 мас.%, так как при содержании АУ более 10% суспензия плохо продавливается через сопло, а при содержании АУ менее 2% значителен расход воды.

Таким образом, из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно повышение плодородия почв, зараженных остатками гербицида «Зингер, СП» (в 1,5-2,2 раза по сравнению с известным способом), а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

1. Способ повышения плодородия почв, загрязненных ксенобиотиками, включающий приготовление активного угля, внесение его в почву и выращивание культурных растений, отличающийся тем, что используют активный уголь, имеющий соотношение микропор, мезопор и макропор равное 1,0:(0,2-1,5):(1,5-6,0), при этом размер микропор составляет 1,2-1,6 нм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что активный уголь вносят в почву в дозах 50-400 кг/га.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внесение активного угля в почву осуществляют в зерненом виде с размерами частиц 0,3-0,8 мм или в виде водной суспензии активного угля с размерами частиц <100 мкм при содержании угля в суспензии 2-10 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам повышения почвенного плодородия солонцовых почв методом биологической мелиорации. Способ включает внесение мелиоранта с последующей заделкой его в почву и посевом многолетних бобовых трав.

Изобретение относится к области очистки грунтов от нефтепродуктов. При осуществлении способа очистки нефтезагрязненного грунта сооружают сетку нагнетательных скважин.

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйства, в частности к области рекультивации песчаных почв в зоне полупустынь, и может быть использовано для улучшения водно-воздушного и питательного режимов корнеобитаемого слоя песчаных почв.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Кондиционер почвы в форме гранул включает минеральные компоненты с использованием золошлаковой смеси и извести, причем он выполнен из гранул нерегулярной формы в интервале фракций от 1,0 до 6,0 мм водостойкого пористого конгломерата с плотностью от 300 до 400 кг/м3 и со структурой пористости, имеющей капиллярную и некапиллярную форму, при их соотношении между собой, равном 0,85:1, в свою очередь конгломерат состоит из сухой смеси, обработанной смешением с водой до однородной консистенции при соотношении вода:сухая смесь, равном 0,75:1, при этом сухая смесь содержит в качестве золошлаковой смеси золу биотоплива, а также цемент, негашеную известь и порообразователь.
Изобретение относится к композиционному влагоудерживающему материалу, который может быть использован в растениеводстве для улучшения водно-воздушного и питательного режима почвы, а также восстановления растительности на почвах разного типа.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и почвоведения, а именно, к способам улучшения водно-физических свойств почв путем внесения в почву сильнонабухающих полимерных гидрогелей.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для рекультивации техногенных сооружений и закрепления пылящих поверхностей. Техническим результатом является создание почвообразующего слоя за счет нанесения цеолитовых туфов на поверхность хвостохранилища, позволяющего исключить внесение удобрений, усилить развитие корневой системы трав, тем самым повысить эффективность биологической рекультивации хвостохранилища.
Изобретение относится к технологии получения составов для мульчирования различных видов почв, газонов, парковых территорий. Водный состав мульчирующего покрытия содержит лигносульфонат, карбамид, Na-карбоксиметилцеллюлозу, калий хлористый, а в качестве натуральных добавок мох вида Andreaeopsida и хвою лиственницы Larix kaempferi в разных количествах, отраженных в вариантах составов полимерно-природного мульчирующего покрытия.
Изобретение относится к составам для мульчирования различных видов почв, газонов, парковых территорий. Состав мульчирующего покрытия содержит лигносульфонат, карбамид, Na-карбоксиметилцеллюлозу, калий хлористый, натуральные добавки - мох вида Andreaeopsida и хвою лиственницы Larix lariciana, и воду.
Изобретение относится к химической и сельскохозяйственной промышленности и касается составов с использованием полимеров в смеси с органическими и природными веществами, например, к составам для мульчирования различных видов почв, газонов, парковых территорий.

Изобретение относится к способам биологической очистки почв, загрязненных мышьяксодержащими соединениями. Осуществляют высев семян донника желтого и белого (Melilotus Officinalis Desr и Melilotus Albus Desr) в загрязненную почву с нормой высева 15 кг/га при значении pH почвы от 6,00 до 9,15.

Изобретение относится к способам восстановления загрязненной почвы. При осуществлении способа очистки почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами вводят в загрязненную почву реагент.

Изобретение относится к области очистки грунтов от нефтепродуктов. При осуществлении способа очистки нефтезагрязненного грунта сооружают сетку нагнетательных скважин.

Изобретение относится к экологии и может найти применение при дезактивации токсических территорий. Для дезактивации почв, загрязненных радиоактивными нуклидами, сеют сорбирующую культуру вязеля пестрого, скашивают надземную биомассу и покрывают ее слоем цеолитсодержащей глины аланит.

Изобретение относится к области рекультивации техногенно нарушенных земель, в частности к экологии. Способ включает посев семян травосмеси многолетних трав и внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений.

Изобретение относится к рекультивации земель. Способ включает рыхление рекультивируемой поверхности грунтов на глубину 5-10 см, посев бобово-злаковой травосмеси, семян лиственницы и облепихи.

Изобретение относится к области рекультивации. Способ включает формирование плодородного слоя с включением измельченных растительных остатков.

Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства. Для детоксикации грунта, загрязненного нефтепродуктами, в него вносят сорбент до достижения заданной концентрации загрязняющего вещества в грунте.
Изобретение относится к охране окружающей среды. Состав для очистки и рекультивации почвы от нефтяных загрязнений содержит азотно-фосфорное удобрение и цеолит-глинистую породу в соотношении 1:3.

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства. Для рассоления тяжелых засоленных почв подводят воду к рассоляемому участку, нарезают щели 3, размещают вдоль центральной оси межщелевых полос поливные трубопроводы 6 с капельницами 7, укрывают межщелевые полосы водонепроницаемыми экранами.

Изобретение относится к способам биологической очистки почв, загрязненных мышьяксодержащими соединениями. Осуществляют высев семян донника желтого и белого (Melilotus Officinalis Desr и Melilotus Albus Desr) в загрязненную почву с нормой высева 15 кг/га при значении pH почвы от 6,00 до 9,15.
Наверх