Способ мелиорации сельскохозяйственных земель

(51) 09 17/00 (2010.01) 09 1/08 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение повышение эффективности очистки засоленных,деградированных почв, например почв рисовых полей, путем использования доломита при внесении после осенней или под ранневесеннюю обработку почвы, применения шунгита или биошунгита,приготовленного из Коксуйского шунгита, в предпосевную обработку почвы, для улучшения условий формирования качественного урожая сельскохозяйственных культур,повышения плодородия почвы и охраны окружающей среды. Доломит, в виде порошка, применяется в дозе 12 т/га в зависимости от степени засоления почвы,после зяблевой вспашки, или под ранневесеннее дискование-боронование. Биошунгит или шунгит применяется в дозе 2-4 т/га под предпосевную обработку почвы.(72) Джамантиков Хасый Елешев Рахымжан Елешевович Джамантиков Рахымжан Хасыйевич Вильгельм Маргарита Августовна Джамантикова Майра Хасыевна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научноисследовательский институт рисоводства(54) СПОСОБ МЕЛИОРАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству,а именно к способам мелиорации загрязненных почв, в первую очередь почв с высоким содержанием токсичных солей. 23482 Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам мелиорации загрязненных почв,в первую очередь почв с высоким содержанием токсичных солей. Известен способ сорбционной очистки водопроводной и природной воды, использующий в качестве сорбента горную породу шунгит,содержащую 27-32 углерода, измельченную до размера частиц 0,5 мм - 0,5 мкм, который обеспечивает сохранение эффективной очистки воды и последующего длительного хранения при сокращении массы и стоимости сорбента ,патент Заявка 2000112439/12 Заявлено 2000.05.10 2002.10.27. Основным недостатком данного способа является то, что он предназначен только для сорбционной очистки воды, а для загрязненной или засоленной почвы, необходимо разработать другой способ применения шунгита. Известен состав для мелиорации почвы, которой способствует структурированию почв и очистке стоков, включающий органическую основу и минеральные компоненты, при этом в качестве органической основы он содержит сапропель 40 - 90 мас. , а в качестве минерального компонента цеолит или бентонитовую глину или доломит - 1060 мас , патент 2071496, МПК-6 С 09 К 17/00.Состав для мелиорации/АО Сапропель-Неро- Заявка 94038905/15 Заявлено 1994.10.31 Опубл. 1997.01.10. Основными недостатками данного способа являются-трудоемкость способа,так как его осуществление связано с проведением операций не только по измельчению компонентов, но и по их взвешиванию для соблюдения пропорций состава,перемешиванию перед внесением в почву и др.- применение не всегда доступных компонентов,например сапропеля. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ очистки и рекультивации сельскохозяйственных земель, заключающийся в добавлении сорбционного агента в почву с последующим перемешиванием,причем в качестве сорбционного агента используют доломит в виде крошки или порошка в количестве,превышающем его объем, необходимый для раскисления почвы с соответствующим значением рН, на величину, адекватную расчетной мольной концентрации ионов доломита, связывающих ионы тяжелых металлов , патент 2004110001,МПК-7 В 09 С 1/08. Способ очистки и рекультивации сельскохозяйственных земель / ООО ЭкоПолигон- Заявка 2004110001/15 Заявлено 2004.04.05 Опубл. 2005.10.10. Основными недостатками данного способа являются- технология применения разработана для кислых почв и расчет дозы доломита неприменим для нейтральных и слабощелочных почв, например средне и сильнозасоленных почв рисовых полей- трудоемкость способа,так как он предусматривает перемешивание сорбционного 2- недостаточная эффективность способа, так как применение только доломита не способно эффективно очистить засоленную почву от токсичных солей. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение -повышение эффективности очистки засоленных, деградированных почв,например почв рисовых полей, путем использования доломита при внесении после осенней или под ранневесеннюю обработку почвы, применения биошунгита, приготовленного из природного материала - шунгита, в предпосевную обработку почвы, для улучшения условий формирования качественного урожая сельскохозяйственных культур, повышения плодородия почвы и охраны окружающей среды. Техническими результатами изобретения являются- доступность, дешевизна и экологичность способа, так как доломит и биошунгит не только очищают почву от токсичных солей, но и от тяжелых металлов, пестицидов и др., а по питательной ценности при сочетании с удобрениями они сопоставимы с птичьим пометом- уменьшение содержания вредных солей в почве рисовых полей, увеличение урожайности и качества урожая сельскохозяйственных культур- снижение доз применяемых минеральных удобрений-повышение биологической активности почв,увеличение содержания валового гумуса и необходимых минеральных элементов питания. Указанные технические результаты достигаются тем, что измельченный доломит в дозе 1-2 т/га применяется при внесении после осенней или до ранневесенней обработки почвы, измельченный шунгит или биошунгит применяется под предпосевную обработку почвы, в дозе 2-4 т/га. Сведения,подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем в 2006-2007 гг. были проведены лабораторные и полевые опыты, подтверждающие высокую эффективность предложенного способа при очистке средне и сильнозасоленных,деградированных почв рисовых систем. Доломит, в виде порошка, применялся в дозе 1-2 т/га, после зяблевой вспашки, или ранней весной разбрасывался по снегу до проведения ранневесеннего дискования-боронования почвы. Одновременно с применением минеральных удобрений в почву вносился биошунгит в дозе 2-6 т/га. Затем проводился посев зерновой культуры(риса) и кормовой культуры (донника). Биошунгит разработан Научно Производственным Центром Экобиошунгит совместно с Казахским Национальным Аграрным Университетом, на основе природного минерала Коксуского шунгита. Месторождение Коксуских шунгитов расположено на территории Алматинской области, запасы месторождения оценены в 620 млн. тонн. 23482 Природный минерал - доломит Каратауский горной системы,по природе щелочная магнезиальная порода. При заблаговременном внесении на поверхность почвы посева, минерал,взаимодействуя с почвой и средой (температура,влажность и сухость воздуха и т.д.), активно вступает в обменную реакцию. В результате исследований установлено, что на средне и сильнозасоленных землях питательные элементы образуются в недостаточном количестве для формирования высокого урожая, но на фоне минерала доломита образуется больше питательных элементов, чем на без доломитовом фоне. При этом по содержанию питательных веществ в почве под рисом выделялось применение биошунгита в дозе 2 т/га в сочетании с минеральными удобрениями. На фоне доломита при применении биошунгита в среднезасоленную почву (1,71-2,03) на фоне минеральных удобрений содержание в почве -4 и Р 2 О 5 равнялось по фазам роста и развития риса 42 46 41 30 и 26 28 19 22 мг/кг почвы соответственно, тогда как на естественном фоне (без доломита) 37 38 28 23 и 23 25 18 19 мг/кг, а самое большое содержание питательных элементов наблюдалось при применении биошунгита на фоне минеральных удобрений в дозе 2 т/га и при применении 4 т/га биошунгита на фоне половинной дозы минеральных удобрений (таблица 1). Таблица 1 Динамика подвижных питательных элементов в лугово-болотной засоленной рисовой почве,2006-2007 гг Контроль без удобрений 12012090 -фон Фонгумат натрия 1 т/га Фонбиошунгит 2 т/гафонабиошунгит 2 т/гафонабиошунгит 4 т/га Контроль без удобрений 12012090 -фон Фонгумат натрия 1 т/гафонабиошунгит 2 т/гафонабиошунгит 2 т/гафонабиошунгит 4 т/га-4, мг/кг всходы куще- трубко- цветение вание ние На фоне доломита - 1 т/га 31 34 24 18 При компостировании доломита с сильнозасоленной почвой (в пределах 2,223-2,410) в условиях лабораторных опытов установлено, что, взаимодействуя с почвой и ее составными элементами, он активно вступает в обменную реакцию. Таблица 2 Взаимодействие различных агрономических пород с засоленными лугово-болотными почвами в условиях лабораторных опытов, 2006-2007 гг. Варианты опыта 10,5 13,5 12,5 13,0 При применении доломита 9,0 15,0 10,5 15,3 9,5 15,0 12,5 13,5 В результате взаимодействия с почвой агрономических пород в почвенном поглощающем комплексе (ПГЖ) уменьшается содержание катиона кальция и увеличивается магния, а в присутствие гумата натрия, обмен катионами кальция и магния в почве происходит более умеренно, т.е. Сапо количеству равномерно распределяется в составе ППК. Активация обменного процесса способствует увеличению суммы поглощенных оснований Са. При взаимодействии на без доломитовом фоне эта сумма составляет 25,23-26,84 мг-экв./ 100 г почвы, а при внесении доломита 25,43-27,71 мг-экв./100 г. Установлено повышение общего содержания гумуса в почве на фоне без до 0,59 0,63 0,18 0,42 0,60 0,50 ломита-с 1,10 до 1,15, а при внесении доломита-с 1,12-до 1,17. Биошунгит на фоне удобрений, при отсутствии доломита, способствует большему внедрению в ППК катиона , однако это происходит при уменьшении содержания катиона Са, а гумат натрия более правильно балансируют соотношение катионов Са ив ППК. Изучено влияние биошунгита и гумата натрия в сравнении с птичьим пометом на фоне минеральных удобрений на рассоление почвы,проведен лабораторный опыт с промывкой водорастворимых солей из состава засоленной почвы (таблица 3). Таблица 3 Содержание водорастворимых солей в фильтрационной воде из почвы, в условиях лабораторного опыта,2006-2007 гг. Варианты опыта Сумма ионов,мг/л 1 .Без удобрений 3299 2. 12012090 3667 Установлено, что биошунгит не уступают птичьему помету и гумату натрия по влиянию на задержание в составе ППК почвы кальциевых и магниевых солей. Следовательно, при применении биошунгита, также как и гумата натрия уменьшается процесс деградации засоленных почв. При этом вымываются токсичные соединения вредных солей из почвы, таких как НСО 3, С 1, 4 и катионов натрия. Анализ данных таблиц 2 и 3 показывает, что при взаимодействии доломита с почвой катионы кальция из состава АПК переходят в другие нерастворимые соединения, однако они доступны корневой системе растений. Об этом свидетельствуют динамичные показатели урожайности риса и донника. При сравнении средних данных урожайности риса с доломитом (35,8 ц/га) и на бездоломитовом фоне (28,7 ц/га), установлено, что разница составляет 7,1 ц/га или 24,7(таблица 4) При внесении биошунгита в дозе 2 т/га на фоне минеральных удобрений прибавка урожая составляет 9 ц/га, по сравнению с гуматом натрия,который дает прибавку только 3-4 ц/га. Таблица 4 Влияние природного минерала биошунгита и гумата натрия на фоне доломита на урожайность риса на сильнозасоленной почве, 2006-2007 гг Варианты опыта 4 Урожайность риса, ц/га Без доломита На фоне доломита 23482 Контроль без удобрений 12012090 -фон Фонгумат натрия 1 т/га Фонбиошунгит 2 т/га фонабиошунгит 2 т/гафонабиошунгит 4 т/га Средняя урожайность, ц/га НСР 05, ц/га При этом применение биошунгита в дозе 4 т/га на фоне половинной дозы минеральных удобрений не уступает по урожайности применению 2 т/га на фоне полной дозы минеральных удобрений. При изучении влияния биошунгита на урожайность донника получены аналогичные данные (таблица 5). Таблица 5 Влияние биошунгита в сравнении с птичьим пометом и гуматом натрия на фоне доломита, на урожайность сена донника на сильнозасоленной почве рисовых систем, 2006-2007 гг. Варианты опыта Контроль без удобрений 9012090 - фон Фонбиошунгит 2 т/га Фонбиошунгит 4 т/га Фонбиошунгит 6 т/га Фонгумат натрия 1 т/га Фонптичий помет 2 т/га Средняя урожайность, г/м 2 НСР 05, ц/га Урожайность донника, г/м 2 Без доломита На фоне доломита 38 67 95 161 117 189 154 245 97 169 120 201 131 221 107,4 179,0 12 16 При сравнении средних данных урожайности донника с доломитом (179 г/м 2) и на бездоломитовом фоне (107,4 г/м 2), установлено, что разница составляет 71,6 г/м 2 или 66,7. Доза биошунгита 4 т/га не уступает по влиянию на урожайность донника оптимальным дозам гумата натрия и птичьего помета. Таким образом, применение доломита в дозе 1-2 т/га в зависимости от степени засоления почвы при осенней или ранневесенней обработке почвы, а также биошунгита в дозе 2-4 т/га перед посевом приводит к снижению засоления почвы, увеличению содержания гумуса и подвижных питательных элементов,повышению урожая сельскохозяйственных культур. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1.Способ мелиорации сельскохозяйственных земель, включающий добавление сорбционного агента-доломита в виде порошка в почву с последующим перемешиванием, отличающийся тем, что доломит вносят в дозе 1-2 т/га в зависимости от степени засоления почвы после осенней или под ранневесеннюю обработку почвы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют также биошунгит или шунгит в дозе 2-4 т/га под предпосевную обработку почвы. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что применяют также биошунгит или шунгит в указанных дозах под предпосевную обработку почвы. 4. Способ по п. 1-3, отличающийся тем, что доломит и шунгит или биошунгит применяют в сочетании с органоминеральными удобрениями.