Способ мелиорации сельскохозяйственных земель

Классификация по МПК: A01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2516468
Дата публикации: 
Пятница, Декабрь 27, 2013
Начало действия патента: 
Пятница, Июнь 22, 2012

Изобретение относится к области сельского хозяйства, экологии и мелиорации. Способ включает внесение в почву почвоудобрительного материала, в качестве которого используют органоминеральный компост, содержащий свиной навоз и навоз крупного рогатого скота, осадки сточных вод и фосфогипс при следующем компонентном соотношении (мас.%): фосфогипс с pH 5,0-5,5 - 10-13, свиной навоз - 11-13, осадки сточных вод - 6-8, навоз крупного рогатого скота - остальное, которые компостируют в летний период в течение 3 месяцев в условиях высоких среднесуточных температур компоста от 35 до 45˚ C, ежемесячно перемешивая до созревания. Затем полученный компост вносят в почву однократно на 5 лет в дозе 60 т/га, заделывая его в конце лета - начале осени на глубину 14-18 см. Способ позволяет улучшить свойства почвы, повысить плодородие земель и урожайность сельскохозяйственных культур. 1 пр.

Изобретение относится к экологии и сельскому хозяйству и может быть использовано для мелиорации сельскохозяйственных земель и повышения их плодородия.

Известен способ мелиорации земель (патент РФ № 2229780, кл. A01B 79/02, дата публикации 10.06.2004), включающий разуплотнение почвы на глубину 0,5-1,2 м без оборота пласта V-образными подрезами. Одновременно с разуплотнением почвы производят внутрипочвенное внесение неосветленных животноводческих стоков. Далее осуществляют посев культур мелиорантов. Возделывание последующих за культурой-мелиорантом культур в севообороте осуществляют по дифференцированно углубляемому обработкой пахотному слою почвы. Изобретение относится к области производства растениеводческой продукции и касается восстановления плодородия почв.

Недостатком указанного способа является отсутствие минеральной составляющей, способной снизить механическую нагрузку на почву через воздействие на ее физические свойства и тем самым повысить эффективность используемого органического удобрения (животноводческих стоков) и культур-мелиорантов.

Известен также способ очистки и рекультивации сельскохозяйственных земель (заявка на патент № 2004110001, кл. B09C 1/08, дата публикации 10.10.2005), заключающийся в добавлении сорбционного агента в земли с последующим перемешиванием. В качестве сорбционного агента используют доломит в виде крошки или порошка в количестве, превышающем его объем, необходимый для раскисления почвы с соответствующим значением pH, на величину, адекватную расчетной мольной концентрации ионов доломита, связывающих ионы тяжелых металлов. В качестве сорбционного агента используют известковые удобрения, применяемые в целях устранения избыточной кислотности, - известняк молотый, мергель, негашеная известь, гашеная известь (пушонка), отходы целлюлозно-бумажных комбинатов и др.

Недостаток способа - отсутствие в предлагаемом сорбенте для рекультивации сельскохозяйственных земель органической составляющей, что не позволяет рассматривать его в качестве комплексного мелиоранта, способствующего повышению плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.

Известен способ повышения плодородия сельскохозяйственных земель (патент РФ № 2257044, кл. A01C 21/00, дата публикации 27.07.2005), включающий внесение в почву почвоудобрительного материала, в качестве которого используют смесь монтмориллонита и палыгорскита в соотношении 1:1 по весу, а внесение смеси в почву осуществляют в количестве 3-6 т на 1 га.

Недостатком указанного способа является применение в качестве почвоудобрительного материала смеси исключительно минеральных компонентов, что усложняет его эффективность как мелиоранта сельскохозяйственных земель.

В данной области выявлен также способ мелиорации сельскохозяйственных земель (патент РФ № 2156228, кл. C05F 11/02, дата публикации 20.09.2000, прототип), включающий внесение в почву почвоудобрительного материала, в качестве которого используют органоминеральное удобрение, содержащее навоз, в том числе крупного рогатого скота, фосфогипс и отходы производства.

Отличие заявленного способа от известного решения заключается в оставшейся совокупности признаков формулы изобретения, которая позволяет сократить количество операций при одновременном повышении его эффективности.

Техническим результатом является повышение эффективности мелиорации сельскохозяйственных земель за счет комбинации в удобрительном материале органических и минеральных компонентов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе мелиорации сельскохозяйственных земель, включающем внесение в почву почвоудобрительного материала, согласно изобретению в качестве почвоудобрительного материала используют органоминеральный компост, содержащий свиной навоз и навоз крупного рогатого скота, осадки сточных вод и фосфогипс при следующем компонентном соотношении (мас.%):

фосфогипс с pH 5,0-5,5 - 10-13,

свиной навоз - 11-13,

осадки сточных вод - 6-8,

навоз крупного рогатого скота - остальное,

которые компостируют в летний период в течение 3 месяцев в условиях высоких среднесуточных температур компоста от 35 до 45°C, ежемесячно перемешивая до созревания, затем полученный компост вносят в почву однократно на 5 лет в дозе 60 т/га, заделывая его в конце лета - начале осени на глубину 14-18 см.

Новизна заявленного способа обусловлена тем, что предлагается использовать различные отходы сельскохозяйственных и промышленных производств с целью получения органоминерального компоста, свойства которого улучшаются при взаимодействии предлагаемых компонентов на основе сочетания минеральных и органических коллоидов. Заявленный способ весьма прост, позволяет улучшить свойства почвы, повысить плодородие земель, а следовательно, и урожайность сельскохозяйственных культур.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Способ осуществляется следующим образом.

Для мелиорации сельскохозяйственных земель используют сложный компост, который получают путем смешивания фосфогипса, свиного навоза, осадков сточных вод, навоза крупного рогатого скота при следующем их соотношении (мас.%): фосфогипс с pH 5,0-5,5 - 10-13, свиной навоз - 11-13, осадки сточных вод - 6-8, навоз крупного рогатого скота - остальное, при ежемесячном перемешивании в течение 3 месяцев до созревания, и вносят в почву однократно на 5 лет в дозе 60 т/га, заделывая его в конце лета - начале осени на глубину 14-18 см.

Вариация процентного соотношения отдельных компонентов обусловлена различиями показателей pH мелиорируемых почв, что позволяет регулировать реакцию почвенной среды в пределах от слабокислой (pH 6,5) до слабощелочной (pH 7,5).

Пример конкретного осуществления способа мелиорации сельскохозяйственных земель

Оценку эффективности органоминерального компоста в качестве мелиоранта сельскохозяйственных земель проводили на территории ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района.

Свойства сложного компоста, предлагаемого в качестве основного удобрения, были сравнены с используемым в хозяйстве органическим удобрением (навозом крупного рогатого скота). При компостировании навоза крупного рогатого скота совместно со свиным навозом, осадками сточных вод (органическая составляющая) и фосфогипсом (минеральная составляющая) удобрение приобрело ряд положительных качеств. Использование в компосте фосфогипса с pH 5,0-5,5 способствовало нейтрализации щелочной реакции среды органических отходов (pH 7,5-8,0). На момент созревания сложного компоста реакция среды составила от 6,5 до 7,5.

При хранении чистого навоза крупного рогатого скота отмечены большие потери в нем азота (до двух третей и больше от первоначального его содержания) и органического вещества. Сохранение азота в навозе является важной практической и экологической задачей, и поэтому его компостирование с другими органическими удобрениями совместно с фосфогипсом является предупреждающим мероприятием от бесполезных потерь азота. При совместном компостировании навоза крупного рогатого скота, свиного навоза, осадков сточных вод с фосфогипсом происходит поглощение аммиака в связи с обменом катионов фосфогипса на ионы аммония. Вместе с азотной частью в сложном компосте сохраняются органические вещества (потери сокращаются до 40%) в силу агрегирования фосфогипса с органической составляющей (навоз крупного рогатого скота, свиной навоз, осадки сточных вод). Кроме этого при совместном использовании органической и минеральной составляющих компост обогащается за счет фосфогипса кальцием, серой, фосфором, кремнием и другими микроэлементами, необходимыми для роста и развития сельскохозяйственных культур.

Использование в компосте фосфогипса способствует обеззараживанию органической составляющей (главным образом, свиного навоза и осадков сточных вод). Это связано с влиянием серной, фосфорной и других кислот фосфогипса на гельминты, которые в кислой среде погибают в связи с мацерацией их оболочки.

Формируемый таким образом компост через 3 месяца становится безопасным, обладает положительными свойствами и может быть использован в качестве мелиоранта сельскохозяйственных земель, способствующего улучшению физики почвы, обогащению ее органическим веществом, кальцием, серой, микро- и мезоэлементами, оказывающего благоприятное воздействие на развитие сельскохозяйственных культур и их урожайность, функционирование сообществ микроорганизмов и мезофауны.

Эффективное воздействие органоминерального компоста было определено на опытном участке ОАО «Заветы Ильича» по следующим почвенным параметрам: повышается влагоемкость и снижается плотность почвы, реакция почвенной среды, увеличивается содержание органического вещества и основных элементов питания, сокращается содержание подвижных форм тяжелых металлов.

Использование сложного компоста на опытных полях хозяйства повлияло на агрофизические характеристики почвы: увеличилось по сравнению с контрольным вариантом (без внесения компоста) на 12% содержание мелкодисперсных фракций (<0,005 мм); плотность почвы снизилась на 20%; пористость почвы увеличилась на 15-19, а влагоемкость - на 40-45%. Это приводит к улучшению структуры корнеобитаемого слоя почвы, что в свою очередь создает благоприятные условия для интенсивного роста и развития сельскохозяйственных культур. Процесс агрегирования почвы при внесении органоминерального компоста усиливает стабильность органического вещества в почве, поскольку основным центром аккумуляции органического азота и углерода являются микроагрегаты, представляющие комплексы коллоидных частиц фосфогипса с органическими коллоидами почвы и органических отходов (навоза крупного рогатого скота, свиного навоза, осадков сточных вод). Совмещение органической и минеральной составляющих сложного компоста благоприятствует улучшению аэрации почвы, обогащению ее кислородом, повышению порозности и снижению плотности, активному поглощению и более экономному расходованию влаги.

Внесение в почву под сельскохозяйственные культуры предлагаемого компоста повышает (на 3%) и пролонгирует действие органического вещества. Увеличение в почве содержания фосфора и кальция обусловливается, главным образом, поступлением этих элементов с минеральной частью компоста (фосфогипсом), а повышение содержания азота связано со снижением трансформации органического вещества органических компонентов компоста. Это создает условия для сохранения органического вещества почвы и постепенного его пополнения.

На опытном участке, где вносился компост, повысилось содержание дождевых червей и энхитреид - важнейших производителей гумуса, что связано с повышением в почве органического вещества, продуктивной влаги. Увеличение численности популяции дождевых червей говорит о благоприятных условиях питания и развития при совместном внесении в почву сложного компоста. Так, численность дождевых червей на контроле составила 23, на опытном участке - 65 экз./м2, а энхитреид, соответственно, - 115 и 227 экз./м2.

Через год после внесения сложного компоста в дозе 60 т/га наблюдалось также снижение содержания подвижных форм тяжелых металлов. Это вероятно обусловлено усилением сорбционного потенциала состава испытываемого органоминерального компоста и, следовательно, связыванием подвижных форм тяжелых металлов в труднодоступные для растений соединения.

Заявленный способ весьма прост, позволяет улучшить свойства почвы, повысить плодородие земель, а следовательно, и урожайность сельскохозяйственных культур.

Формула изобретения

Способ мелиорации сельскохозяйственных земель, включающий внесение в почву почвоудобрительного материала, отличающийся тем, что в качестве почвоудобрительного материала используют органоминеральный компост, содержащий свиной навоз и навоз крупного рогатого скота, осадки сточных вод и фосфогипс при следующем компонентном соотношении (мас.%):
фосфогипс с pH 5,0-5,5 - 10-13,
свиной навоз - 11-13,
осадки сточных вод - 6-8,
навоз крупного рогатого скота - остальное,
которые компостируют в летний период в течение 3 месяцев в условиях высоких среднесуточных температур компоста от 35 до 45°C, ежемесячно перемешивая до созревания, затем полученный компост вносят в почву однократно на 5 лет в дозе 60 т/га, заделывая его в конце лета - начале осени на глубину 14-18 см.