Способ химической мелиорации почв с применением коллоидной элементарной серы – высокоэффективного мелиоранта для щелочных содово-засоленных почв

(51) 05 1/00 (2006.01) 05 1/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Техническим результатом является сокращение продолжительности мелиоративного периода (в 2-3 раза до 3 месяцев), ускоренное и более полное окисление серного мелиоранта сероокисляющими микроорганизмами,снижение количества используемого серного мелиоранта (в 10 раз в сравнении с гипсом или фосфогипсом, в 2-3 раза в сравнении с элементарной порошковой серой обычного помола 0,1-0,25 мм). Это достигается тем, что способ химической мелиорации почв,включающий почвенное агромелиоративное обследование участка и составление проекта на мелиорацию, внесение химического мелиоранта, согласно изобретению, в качестве химического мелиоранта применяют суспензию высокодисперсной серы с размерами частиц 10-50 мкм.(76) Кубенкулов Канайбек Кубенкулов Сабит Канайбекович(54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОЛЛОИДНОЙ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОГО МЕЛИОРАНТА ДЛЯ ЩЕЛОЧНЫХ СОДОВО-ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ(57) Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в земледелии и растениеводстве при химической мелиорации щелочных содово-засоленных почв. Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в земледелии и растениеводстве при химической мелиорации щелочных содово-засоленных почв. Сера - необходимый элемент питания растений и является составной частью белков, входит в состав двух аминокислот - цистина и метионина,принимает участие в азотном обмене. При недостатке серы подавляется синтез белка, растения приостанавливают рост, листья становятся светлозелеными, а при резком недостатке - почти белыми. При недостатке серы увеличивается содержание небелковой формы азота и нитратов, уменьшается устойчивость растений к болезням, засухе и низким температурам. В последние годы наблюдается тенденция снижения содержания серы в пахотных почвах многих регионов. Положительное влияние серы на урожай часто остается незамеченным, поскольку она воздействует не на величину, а на качество продукции. Кроме того, внешнее проявление серного голодания растений почти полностью совпадает с признаками недостаточного азотного питания. В условиях недостатка в почве серы,снижается синтез белков, жиров, витаминов, а азот накапливается в виде нитратов. Помимо всего ухудшается хранение продукции. Содержание серы в зависимости от типа почвы колеблется от 2 до 350 мг в 100 г. Сера находится в почве преимущественно в органической форме и только 10-15 - в форме 42-. Количество доступных растениям соединений серы в почвах связано с разложением и минерализацией органических соединений серы, поступлением с некоторыми видами удобрений и осадками. Известен способ химической мелиорации солонцовых почв, основанный на химической реакции замещения в почвенном поглощающем комплексе избыточного количества катионов натрия на ионы кальция, в результате чего щелочная реакция среды изменяется на нейтральную,улучшаются физические и химические свойства почвы, причем в качестве химических мелиорантов в солонцовую почву вносят природные (гипс,глиногипс, мел) или получаемые в промышленности в виде отходов (фосфогипс, хлористый кальций,железный купорос, дефекат, серная кислота и др.),преимущественно кальцийсодержащие вещества,доза которых рассчитывается по содержанию в солонцах поглощенных оснований и натрия,мощности мелиорируемого слоя, содержанию кальция в мелиоранте и т.д. Этот способ включает проведение комплекса мелиоративных работ и мероприятий, а именно почвенного обследования участка и составления проекта на мелиорацию, в котором отражают исходные показатели плодородия почвы, намечают вид химического мелиоранта, срок, способ и дозу его внесения, вид и глубину основной обработки почвы, меры по промывке почвы, тип севооборота,набор сельскохозяйственных культурфитомелиорантов, агротехнику их посева и возделывания /Пак К.П. Солонцы СССР и пути 2 повышения их продуктивности. М. Колос, 1975,с.114-173/. Недостатком данного аналога является частичное разрушение солонцевого горизонта из-за перемешивания пахотного слоя почвы с химическим мелиорантом при мелиорации черноземных почв с наличием средних и глубоких солонцов обычной(немелиоративной) вспашкой. Известен химический способ мелиорации черноземных почв с высоким содержанием солонцов мелких, средних и глубоких средне- и многонатриевых, при котором проводят почвенное обследование участка и в соответствии с проектом на мелиорацию вносят на поле сразу всю дозу химического мелиоранта, лущением заделывают его в поверхностный слой почвы, одновременно разделывая дернину или стерню /Технологии мелиорации и возделывания сельскохозяйственных культур на солонцовых землях Поволжья. М. Росагропромиздат, 1989, с.18-24, 98 - 104/. Недостатком данного аналога является частичное разрушение солонцевого горизонта при обработке почвы. Известен также способ химической мелиорации черноземных почв с высоким содержанием солонцов мелких, средних и глубоких средне- и многонатриевых, при котором проводят почвенное обследование участка, в соответствии с проектом на мелиорацию вносят сразу всю дозу химического мелиоранта - гипса или фосфогипса, заделывают их лущильником в поверхностный слой почвы,одновременно разделывая дернину или стерню,проводят мелиоративную обработку на глубину (на 40-45 см и глубже), т.е. плантажную вспашку, затем,поскольку поверхность поля получается гребнистой,ее выравнивают дисковыми орудиями и после одногодичного парования сеют и возделывают солонце-и солеустойчивые культурыфитомелиоранты /Технологии мелиорации и возделывания сельскохозяйственных культур на солонцовых землях Поволжья. М. Росагропромиздат, 1989, с.16-24, 98-104/. Недостатком данного аналога является невозможность мелиорации щелочных содовозасоленных почв, поскольку он применим в основном для мелиорации мелких и корковых солонцов, у которых надсолонцовый горизонт практически отсутствует. Известен способ химической мелиорации почв,включающий почвенное агромелиоративное обследование участка и составление проекта па мелиорацию, внесение химического мелиоранта, в котором в качестве химического мелиоранта применяют элементарную серу с расчтной дозой в 5-10 раз меньшей от обычно применяемых мелиорантов, таких как гипс или фосфогипс / 21857 А 4, 16.11.2009 г./. Недостатками данного аналога являются большая продолжительность мелиоративного периода,недостаточные возможности для ускоренного и более полного окисления серного мелиоранта сероокисляющими микроорганизмами, 28816 применение значительного количества серного мелиоранта. Задачей изобретения является разработка способа химической мелиорации почв с улучшенными техническими характеристиками. Техническим результатом является сокращение продолжительности мелиоративного периода(в 2-3 раза до 3 месяцев), ускоренное и более полное окисление серного мелиоранта сероокисляющими микроорганизмами,снижение количества используемого серного мелиоранта (в 10 раз в сравнении с гипсом или фосфогипсом, в 2-3 раза в сравнении с элементарной порошковой серой обычного помола 0,1-0,25 мм). Это достигается тем, что способ химической мелиорации почв,включающий почвенное агромелиоративное обследование участка и составление проекта па мелиорацию, внесение химического мелиоранта, согласно изобретению, в качестве химического мелиоранта применяют суспензию высокодисперсной серы с размерами частиц 10-50 мкм. В заявленном изобретении химическим мелиорантом является суспензия высокодисперсной серы (серное молоко), получаемая на коллоидной мельнице в виде суспензии с соотношением воды к твердой частице 11 с диаметром частиц серы 10-50 мкм. Такая высокая дисперсность частиц элементарной серы по сравнению с частицами серы обычного помола (0,1-0,25 мм) обеспечивает многократное ускорение окисления серы сероокисляющими микроорганизмами, в результате чего при оптимальной влажности (20-25 ) и температуре 20 С 50 внесенной расчетной дозы серы за 15 дней переходит в ее оксидные формы, а более низкой температуре почвы (5 С) это происходит за 40 дней, тогда как для окисление 25 внесенной дозы порошковой серы обычного помола(0,1-0,25 мм) требуется целый вегетационный период (апрель-октябрь месяцы, таблица 1). Таблица 1 Влияние порошковой элементарной серы обычного помола на состав и рН водной вытяжки пахотного слоя содово-засоленной луговой почвы при окислении 25 внесенной элементарной серы (20 т/га, мг-экв на 100 г почвы) Сроки определения Щелочность От нормальных Общая НС 3 карбонатов СО 326,84 1,36 0,79 0,07 0,64 0,03 Образовавшиеся оксидные формы серы, легко соединяясь с водой, образует серную кислоту(3224) - идеальный мелиорант для щелочных засоленных почв. Серная кислота,согласно концептуальной схеме взаимодействуя с жидкой и твердой фазой почвы, улучшает химический состав, физико-химические и воднофизические свойства почвы. На фиг.1 изображена гипотетическая концептуальная схема трансформации элементарной серы и ее продуктов в содово-засоленной почве. Изобретение осуществляется следующим образом. Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата, однако не является единственно возможным. Пример. В начале проводят почвенное агромелиоративное обследование мелиорируемого участка, составляют проект на мелиорацию, вносят расчетную дозу мелиоранта - серу в виде суспензии (с соотношением воды к сере 11) с высокодисперсными частицами серы (10-50 мкм),заделывают его лущением или фрезерованием в поверхностный слой почвы,одновременно разделывая дернину или стерню, а затем проводят основную обработку почвы плугом, при этом глубину обработки устанавливают в соответствии с проектом на мелиорацию дифференцировано в зависимости от глубины залегания и мощности содово-засоленного (солонцового) горизонта, затем,после мелиоративной обработки, поверхность пашни выравнивают дисковыми орудиями. В условиях орошаемого земледелия через 30-40 дней проводят промывку вторичных солей,образовавшиеся при взаимодействии серной кислоты с почвой и в том же году возделывают солонцеи солеустойчивые культуры фитомелиоранты, такие как донник, люцерна,сорго, ячмень, суданская трава и другие, а в условиях богары посев проводят после одногодичного парования почвы с снегозадержанием. Таким образом, оценка технико-экономической эффективности предлагаемого способа химической мелиорации целинных и старопахотных щелочных содово-засоленных автоморфных, гидроморфных и полугидроморфных почв, основанного на сочетании химической мелиорации с расчетной дозой мелиоранта - суспензии высокодисперсной серы(серного молока) в 10 раз меньшей от обычного применяемых мелиорантов, таких как гипс или фосфогипс и в 2-3 раза меньшей порошковой серы 3 обычного помола (0,1-0,25 мм) позволяет сократить продолжительность мелиоративного периода до 2-3 раза (до 3 месяцев) за счет ускоренного и более полного окисления коллоидной серы, что позволяет приступить к возделыванию фитомелиорантов в год начала мелиорации почв. Преимуществами заявленного изобретения являются- значительное ускорение восстановления плодородия щелочных содово-засоленных почв ранее непригодных для возделывания сельскохозяйственных культур многократное сокращение времени,необходимого для проведения мелиорации щелочных содово-засоленных почв- расширение возможности выбора срока проведения мелиоративных мероприятий- значительное снижение затрат на проведение мелиоративных способствование ускоренному улучшению экологической обстановки как районов нефтепереработки, так и районов ее применения,поскольку элементарная сера является побочным продуктом нефтехимии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ химической мелиорации почв,включающий почвенное агромелиоративное обследование участка и составление проекта на мелиорацию, внесение химического мелиоранта,отличающийся тем, что в качестве химического мелиоранта применяют суспензию высокодисперсной серы с размерами частиц 10-50 мкм.