Способ оценки эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв посредством внесения местного торфа и гумата калия



Способ оценки эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв посредством внесения местного торфа и гумата калия
Способ оценки эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв посредством внесения местного торфа и гумата калия
Способ оценки эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв посредством внесения местного торфа и гумата калия

 


Владельцы патента RU 2611165:

Государственное автономное учреждение Ямало-Ненецкого автономного округа "Окружной технологический парк "Ямал" (ГАУ ЯНАО "Окружной технопарк "Ямал") (RU)
Общество с ограниченной ответственностью ООО "Газпром добыча Ямбург" (RU)

Изобретение относится к области экологии и почвоведения. Способ включает последовательное внесение местного торфа и водного раствора полученного из него гумата калия в количествах, зависящих от гранулометрического состава почв, а также посев и выращивание смеси травяно-злаковых растений. При этом на первом этапе определяют активность фермента дегидрогеназы ненарушенной почвы (контроль) - проба №1 и местных месторождений торфов - пробы №2, №3 и №4 для выбора пробы торфа с максимальной активностью дегидрогеназы. На втором этапе выбирают, используя методы планирования эксперимента, например метод насыщенного факторного плана, ряд доз торфа и водного раствора 0,125%-ного гумата калия, полученного из торфа, который выбран из проб №2, №3 и №4, и затем на третьем этапе готовят пробы нарушенной тундровой почвы с внесением торфа - серия проб №5, а также нарушенной тундровой почвы с последовательным внесением торфа и водного раствора гумата калия - серия проб №6. Подготовленные серии проб засевают смесью семян травяно-злаковых растений и инкубируют для выращивания растений в обоих сериях в течение 30 дней при дневном освещении в контролируемых гидротермических условиях (влажность 70% от полной влагоемкости и среднемесячной температуре, характерной для региона исследования). После этого на четвертом этапе определяют надземную биомассу смеси травяно-злаковых растений в каждой пробе обеих серий №5 и №6. При этом об эффективности предстоящей рекультивации нарушенных тундровых почв судят по превышению надземной биомассы смеси травяно-злаковых растений серии проб №6 относительно надземной биомассы смеси травяно-злаковых растений серии проб №5. Оптимальное соотношение грунта, торфа и гумата калия для рекультивации конкретного участка тундры назначают по результатам математической обработки, соответствующей выбранному методу планирования эксперимента, полученных данных испытаний по четвертому этапу - серии проб №5 и №6. Способ позволяет ускоренно восстановить плодородие почвы и нормализовать физиологические процессы в растениях. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано при рекультивации нарушенных тундровых почв легкого гранулометрического состава (от рыхлого песка до легкого суглинка) с отсутствием верхнего плодородного слоя, вследствие проезда техники, связанного с проведением геологоразведки, бурением скважин и обустройством промыслов.

Известно средство рекультивации почвы, включающее использование так называемого почвомодификатора пролонгированного действия в виде многокомпонентной композиции, состоящей из торфа, гумата калия и компоста, включающего подстилочный навоз крупного рогатого скота, подстилочный птичий помет и торф (Патент РФ №2345976. Почвомодификатор пролонгированного действия и способ его получения. Суханов В.М., Мощенская Н.В., Должич А.Р., Ретуев А.В.).

Недостатками известного способа является использование для рекультивации почв многокомпонентного состава без сравнительной оценки биологической (ферментативной) активности отдельных его составных частей, а также оценки эффективности рекультивации нарушенных почв путем выращивания растений. Кроме того, включенный в состав данного почвомодификатора компост необходимо предварительно получить путем инкубирования при 2-х температурных режимах (25-30°С и 65-80°C) с периодической аэрацией. Не указана также дозировка внесения модификатора в почву. Использование данного почвомодификатора для рекультивации нарушенных тундровых почв на Крайнем Севере нецелесообразно, так как здесь рекультивацию почв экономически выгодно проводить с использованием местного торфа и получаемого из него гумата калия.

Наиболее близким к заявленному способу является способ оценки эффективности рекультивации нарушенных почв методом визуализации в полевых условиях, включающим создание плодородного слоя на почве путем ее покрытия компостом, состоящим из торфа, навоза крупного рогатого скота и минеральных, органических и органо-минеральных удобрений, и наблюдение за произрастанием травяного покрова (Семенцов А.Ю. Применение суперкомпоста ПИКСА для реабилитации городских почв. - М.: ВНИИА, 2006. - 32 с.).

Существенным недостатком данного способа являются использование компоста многокомпонентного состава и длительные наблюдения (в течение 12-24 месяцев) за созданием плодородного слоя на нарушенных почвах методом визуализации.

Целью предлагаемого изобретения является решение технической задачи по оценке эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв легкого гранулометрического состава, как преобладающих разновидностей почв в районах сосредоточения объектов нефтегазовой отрасли на Крайнем Севере, посредством последовательного внесения местного торфа и водного раствора полученного из него гумата калия в количествах, зависящих от гранулометрического состава почв, а также посева и выращивания смеси травяно-злаковых растений.

Использование местного торфа и водного раствора полученного из него гумата калия в суровых климатических условиях Крайнего Севера, во-первых, позволяет провести тепловую мелиорацию нарушенной почвы, путем стабильного повышения температуры почвы за счет выделяемого в процессе разложения торфа диоксида углерода и тем самым способствовать ускоренному восстановлению ее плодородия, во-вторых, калий, входящий в состав препарата гумата калия, позволяет нормализовать физиологические процессы в растениях, выращиваемых на нарушенных тундровых почвах, которые связаны с образованием углеводов и витаминов, активацией ферментов и др., и тем самым повысить морозоустойчивость растений. Что касается травяно-злаковых растений, используемых для оценки эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв, то известно, что начальный период восстановления плодородия почв в естественных условиях характеризуется заселением именно указанного сообщества растений.

Данная техническая задача решена благодаря тому, что на первом этапе определяют активность дегидрогеназы ненарушенной почвы (контроль) - проба №1 и местных месторождений торфов - пробы №2, №3 и №4 для выбора пробы торфа с максимальной активностью дегидрогеназы. Для рекультивации используют торф из торфяной разработки, измельченный и подсушенный путем периодического рыхления до состоянии рассыпчатости, а также полученный из данного торфа гумат калия в виде его водного раствора.

При этом на первом этапе в качестве метода анализа используют определение активности фермента дегидрогеназы отобранных проб с применением реактивов - карбоната кальция, водных растворов глюкозы и 2,3,5-трифенилтетразолийхлорида, насыщенного щелочного раствора пирогаллола и этилового спирта. Вышеуказанные пробы различных вариантов (почвы и торфов) для анализа активности дегидрогеназы отбирают в 6-кратной повторности и анализируют с помощью модифицированной колбы Эрленмейера (1) с коленчатым отростком (2), изображенной на фиг. 1.

С целью анализа активности дегидрогеназы по 1 г пробы из каждого вышеназванного варианта помещают отдельно в модифицированные колбы Эрленмейера (1), в которые затем последовательно добавляют 0,1 г тонко измельченного карбоната кальция, по 1 мл 1%-х водных растворов глюкозы и 2,3,5-трифенилтетразолийхлорида (бесцветное вещество, а), и все это перемешивают. Далее в коленчатый отросток (2) с помощью шприца вводят насыщенный щелочной раствор пирогаллола (б). Колбы герметизируют и ставят на инкубирование в термостат при 30°С на одни сутки.

После завершения инкубирования проб производят экстракцию образующегося в них 2,3,5-трифенилформазана (вещество красного цвета) с помощью этилового спирта (5 раз по 4 мл). Экстракты каждой пробы объединяют до объема 25 мл и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре (при длине волны λ=490 нм). Затем по заранее подготовленному калибровочному графику для концентраций 2,3,5-трифенилформазана (1-30 мкг/л) рассчитывают количество образованного 2,3,5-трифенилформазана, выражаемое в единицах мкг или мг 2,3,5-трифенилформазана/(г⋅сут), различающееся в различных вариантах.

По результатам этого эксперимента выявляют активность торфов относительно ненарушенной почвы. Она соответствует повышению активности дегидрогеназы проб №2, №3 и №4 относительно активности дегидрогеназы пробы №1. Так, активность дегидрогеназы проб местных месторождений торфов №2, №3 и №4 составила, соответственно, 82, 167 и 104 мкг 2,3,5-трифенилформазана/(г⋅сут), т.е. их активность была больше активности пробы №1-20 мкг 2,3,5-трифенилформазана/(г⋅сут), соответственно в 4, 8 и 5 раза, см. фиг. 2.

На втором этапе выбирают дозы торфа и 0,125%-ного водного раствора гумата калия, полученного из выбранного на предыдущем этапе торфа для рекультивации конкретной нарушенной почвы по таблице.

На третьем этапе, в специальных пластиковых сосудах емкостью 0,25 л готовят серии проб в 6-кратной повторности. Для каждой пробы берут 100 г образец нарушенной тундровой почвы. В часть проб вносят торф - серия проб №5. В другую часть проб последовательно вносят торф и 0,125%-ный водный раствор гумата калия - серия проб №6. При этом количество используемого торфа и гумата калия назначается используя методы планирования эксперимента (например, метод насыщенного факторного плана). После подготовки серий осуществляют посев и выращивание в каждой пробе смеси семян травяно-злаковых растений и инкубируют их в течение 30 дней при дневном освещении в контролируемых гидротермических условиях (влажность 70% от полной влагоемкости и среднемесячной температуре, характерной для региона исследования). В числе смеси семян растений могут быть гребенник обыкновенный (Cynosurus cristatus), мятлик луговой (Роа pratensis), овсяница красная (Festuca rubra), полевица белая (Agrostis alba), райграс пастбищный (Lolium perenne) и др. с целью получения густого травостоя и плотного дерна; при изреживании травостоя травы подсевают. Доза семян берется из расчета 30 г/м2.

На четвертом этапе после скашивания определяют надземную биомассу смеси травяно-злаковых растений в различных вариантах опыта. Об эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв судят по превышению надземной биомассы смеси травяно-злаковых растений серии проб №6 относительно надземной биомассы смеси травяно-злаковых растений серии проб №5.

Так, надземная биомасса смеси травяно-злаковых растений в почве, представляющей собой по гранулометрическому составу песок связный с добавлением торфа (из расчета 1,8 кг/м2) и 0,125%-ного водного раствора гумата калия (из расчета 2,0 л/м2) - проба №6 была на 21% больше, чем почвы с добавлением только торфа из расчета 1,8 кг/м2 - проба №5, фиг. 3.

Оптимальное соотношение грунта, торфа и гумата калия для рекультивации конкретного участка тундры назначают по результатам математической обработки, соответствующей выбранному методу планирования эксперимента, полученных данных испытаний по четвертому этапу - серии проб №5 и №6.

Заявляемое техническое решение позволяет сократить время, повысить точность и качество оценки эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв, проводить оценку в лабораторных условиях зимой для максимально эффективного использования времени короткого полярного лета на проведение мероприятий по рекультивации, рационально использовать местный торф и получаемый из него гумат калия в виде водного раствора.

Способ оценки эффективности рекультивации (восстановления плодородия) нарушенных тундровых почв, включающий последовательное внесение местного торфа и водного раствора полученного из него гумата калия в количествах, зависящих от гранулометрического состава почв, а также посева и выращивания смеси травяно-злаковых растений, отличающийся тем, что на первом этапе определяют активность фермента дегидрогеназы ненарушенной почвы (контроль) - проба №1 и местных месторождений торфов - пробы №2, №3 и №4 для выбора пробы торфа с максимальной активностью дегидрогеназы, на втором этапе выбирают, используя методы планирования эксперимента, например метод насыщенного факторного плана, ряд доз торфа и водного раствора 0,125%-ного гумата калия, полученного из торфа, который выбран из проб №2, №3 и №4, и затем на третьем этапе готовят пробы нарушенной тундровой почвы с внесением торфа - серия проб №5, а также нарушенной тундровой почвы с последовательным внесением торфа и водного раствора гумата калия - серия проб №6, подготовленные серии проб засевают смесью семян травяно-злаковых растений и инкубируют для выращивания растений в обеих сериях в течение 30 дней при дневном освещении в контролируемых гидротермических условиях (влажность 70% от полной влагоемкости и среднемесячной температуре, характерной для региона исследования), после этого на четвертом этапе определяют надземную биомассу смеси травяно-злаковых растений в каждой пробе обеих серий №5 и №6, при этом об эффективности предстоящей рекультивации нарушенных тундровых почв судят по превышению надземной биомассы смеси травяно-злаковых растений серии проб №6 относительно надземной биомассы смеси травяно-злаковых растений серии проб №5, а оптимальное соотношение грунта, торфа и гумата калия для рекультивации конкретного участка тундры назначают по результатам математической обработки, соответствующей выбранному методу планирования эксперимента, полученных данных испытаний по четвертому этапу - серии проб №5 и №6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экологии и почвоведения. Технический результат - получение химически чистых гуминовых кислот, достижение максимального соответствия природной среде при рекультивации нарушенных тундровых почв.

Изобретения относятся к медицине и ветеринарии. Способ получения гуминовых кислот, повышающих продукцию оксида азота макрофагами in vitro, из торфа болот Томской области включает измельчение исходного сырья, обработку экстрагентом при механическом перемешивании в течение 8 часов, осаждение из раствора неорганической кислотой, разделение жидкой и твердой фаз и сушку последней, причем торф предварительно высушивают при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния, измельчают, просеивают через сито с диаметром отверстий 3 мм, далее экстрагируют при помощи пирофосфата натрия концентрации 2,0-4,0 мас.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ гранулирования формовочной массы активированных торфогуматов путем проведения механохимических реакций при сжатии, температуре, давлении и обработке исходного материала с помощью шнека, при этом предварительно смешивают сухой торф с влажностью 30-40% с гуминовой пастой 75-80% влажности при соотношении 1:10-1:20, уплотняют и экструдируют массу в пресс-шнеке с давлением 1,5-5 атмосферы и температурой 30-90°C, получают гранулы с помощью полуцилиндрической решетки с ячейками с использованием растительного вяжущего, при этом формование гранул по длине осуществляют вращающимися ножами, сушат гранулы сухим, с влажностью 4-6%, воздухом, при температуре 30-60°C с возможностью образования пленки, препятствующей дальнейшему испарению влаги из внутренней части гранул, и сохранением общей влажности гранул 18-22%.
Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для улучшения структуры и состава почвы, повышения урожайности овощных, зерновых культур и многолетних трав и относится к технологии переработки торфа с целью получения микродисперсного органического удобрения из торфа.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение включает органическую составляющую бурый уголь, или торф, или гумат калия/натрия, минеральную составляющую, причем дополнительно содержит хелатирующий агент, при этом в качестве минеральной составляющей содержит соли щелочных и щелочноземельных элементов, а добавка содержит металлургический шлак.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение содержит торф, остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства стимулятора роста растений, мочевину, суперфосфат, калий сернокислый, причем оно дополнительно содержит природный цеолит.

Предложен способ получения удобрения, содержащего матрицу из активированного угля, импрегнированного солью неорганической кислоты. Способ предусматривает смешивание минеральной кислоты с углеродсодержащим веществом без дополнительного нагревания с получением высокопористой матрицы из активированного угля, импрегнированного неорганической кислотой.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам получения гуминовых препаратов из угля для применения их в качестве органо-минеральных удобрений.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ гумификации растительного сырья заключается в том, что навеску исходного растительного сырья - кору сосны обыкновенной - подвергают механохимической обработке в водном растворе гидроксида калия концентрацией 0,5 моль/л в роторном кавитационном аппарате с частотой вращения ротора 3000 об/мин, где производят гидродинамическое воздействие на смесь в течение 25 минут при температуре 60°С и гидромодуле 1:50, затем отделяют жидкую фазу центрифугированием и выделяют гуминовые кислоты из жидкой фазы при подкислении минеральной кислотой до рН 2.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения комплексного биопрепарата из гумусосодержащих веществ путем щелочной экстракции, отделением щелочного экстракта и его нейтрализацией, причем их подвергают щелочной экстракции 0,1 М раствором пирофосфата калия в 0,1 н.

Способ включает внесение торфа в почвы с учетом их полной влагоемкости и оценку эффективности их рекультивации. На первом этапе определяют полную влагоемкость нарушенной почвы, например, весовым методом после достижения полного насыщения водой всех ее пор.
Изобретение относится к области экологической безопасности горно-рудной промышленности и охраны горных ландшафтов от химического загрязнения, поступающего с поверхностными и подземными водными потоками со стороны хвостохранилища.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к освоению бесплодных солончаковых почв под продуктивные кормовые угодья. Способ включает создание на поверхности почвы искусственных препятствий для задержания постоянно перемещающихся по поверхности почвы илисто-песчаных фракций с содержащимися в них семенами пастбищных фитоценозов, которые, прорастая при выпадении осадков, закрепляют своими корнями эти фракции и в течение 1-2 лет образуют на поверхности солончака заросшие первоначально эфемерами, а в последующем разнотравьем и солянками пастбищные фитоценозы.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Материал для рекультивации нарушенных земель содержит природный грунт и промышленные отходы.
Изобретение относится к области рекультивации земель и лесному хозяйству. Защиту корневой системы древесных растений при лесной рекультивации обеспечивают тем, что корни древесных культур, предназначенных для биологической рекультивации, обмакивают в глиняную «болтушку» с добавлением биоудобрения.

Изобретения относятся к защите окружающей среды, а именно к рекультивации загрязненных углеводородами (нефтепродуктами) земель, обезвреживанию почвы от пестицидов с использованием явления электроосмоса.
Изобретение относится к способам минерализации токсичных органических соединений непосредственно на месте загрязнения. Способ обезвреживания грунта от гептила включает одновременное воздействие на грунт электронным пучком дозой 20 кГр и механическими акустическими колебаниями 10 Вт.

Изобретение относится к области мелиорации почв и может быть использовано при рекультивации земель, загрязненных тяжелыми металлами. Способ включает внесение на поверхность почвы мелиоранта, перемешивание его с мелиорируемым слоем почвы и выращивание сельскохозяйственных культур с соблюдением зональной агротехники.
Группа изобретений относится к области органической химии и может быть использована для очистки почвы от масел, в том числе от нефти, мазута, топлив, углеводородов, жидкого топлива, а также для обработки и сбора нефти, масел, мазута, топлив, углеводородов и других нефтепродуктов с твердых поверхностей, например с внутренних поверхностей цистерн для хранения нефти или нефтепродуктов, оборудования, применяемого при добыче, переработке, транспортировке нефти, оборудования, применяемого для получения нефтепродуктов, бурового шлама, гравия, песка в хранилищах или с других твердых поверхностей.

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способу очистки почвы от нефти и нефтепродуктов. Целью изобретения является эффективная очистка почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами в количестве до 80 г/кг почвы.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органо-минерального полимера из сапропеля включает измельчение сапропеля естественной влажности до гомогенного состояния, определение его влажности и показателя pH, механохимическую активацию полученной смеси при помощи добавления к полученной смеси щелочи и интенсивного механического воздействия, причем сапропель природной влажности загружают в приемную емкость, предварительно отделяя крупные твердые включения, где измельчают до однородного состояния, порционно подают в устройство для механического обезвоживания, контролируя остаточное количество несвязанной влаги, после чего перегружают в механический дезинтегратор, где смешивают со щелочным раствором и доводят полученную смесь до гомогенного состояния, после чего полученную смесь посредством шнекового питателя непрерывно направляют в промежуточную емкость, где удаляют излишки влаги и пылеватые частицы, продувая ее сжатым воздухом, при этом выгрузка готового органо-минерального полимера в накопительную емкость происходит под действием сил гравитации. Изобретение позволяет получить органо-минеральный полимер, который мало слеживается при хранении и транспортировке, не боится перепадов температур и не теряет своих свойств при замораживании. 1 ил., 2 табл., 2 пр.
Наверх