Мелиорант для почв легкого гранулометрического состава

05 9/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МЕЛИОРАНТ ДЛЯ ПОЧВ ЛЕГКОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА(71) Заявитель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ(72) Авторы Пироговская Галина Владимировна Богдевич Иосиф Михайлович Русалович Алексей Михайлович Богомаз Иван Александрович(73) Патентообладатель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ(57) Применение гранитного отсева следующего гранулометрического состава 2-3 мм 13 , 1-2 мм - 23 , 0,5-1 мм - 17 , 0,25-0,5 мм - 28 , 0,1-0,25 мм - 11 , менее 0,1 мм 8- в качестве мелиоранта для почв легкого гранулометрического состава.(56)3640785 1, 1988.04046990 , 1992.2049107 1, 1995.2071496 1, 1997. Предложены природные неорганические отходы гранитного производства Микашевичского ПО Гранит - гранитный отсев в качестве мелиоранта для почв легкого гранулометрического состава. Гранитный отсев применяется для улучшения агрофизических показателей песчаной почвы и, за счет этого, повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Применение мелиорантов или структурообразователей на дерново-подзолистой супесчаной или песчаной почвах является одним из мероприятий, обеспечивающих повышение плодородия этих почв. Известно, что для повышения плодородия почв легкого гранулометрического состава и улучшения их водно-физических и физико-химических свойств широко используются природные добавки, например внесение глин, суглинков, отходов сланцевых, известьсодержащих и угольных производств, дробленного керамзита, отсева щебня, базальтовой пыли, золы бурых углей, известкового песчаника и др. Например известно, что использование дробленного керамзита (заявка ФРГ 2531333) как в чистом виде (на гидрокультурах),так и в смеси с другими веществами (песком, торфом, гумусом) способствует улучшению 6687 1 водно-физических свойств песчаных почв, при этом обеспечивается и повышение плодородия этих почв. Недостатком известного решения является то, что применение почвоулучшателя дробленного керамзита влечет за собой относительно большие затраты на их применение, что не всегда экономически оправдано. Это связано с тем, что керамзит получают путем введения (вдувания) в суглинок или глину пенистых средств, а затем в печи под воздействием высоких температур подвергают процессу вдувания, и результате чего из деформированного суглинка или глины получают твердую образовавшуюся массу со сравнительно легким весом. Однако керамзит в таком виде, как средство улучшающее плодородие легких почв, непригоден, так как на его поверхности образуется плотная оболочка. Для применения в сельском хозяйстве необходима дополнительная операция дробление керамзита от 0 до 5 мм (для сельскохозяйственных культур) и до 10-12 мм (для древесных культур и кустарников, т.е. для садоводства). Внесение дробленного керамзита на почвах легкого гранулометрического состава значительно увеличивает водопоглотительную способность почв и длительно сохраняет влагу даже в периоды засухи 1. Известно также использование карбонатного щебня (отход добычи горючих сланцев) в качестве мелиоранта для известкования кислых почв, который содержит СаСО 3 - 74-76 ,2 - 13,0,- 2,7, 2 - около 28,0, 3 - 3,2, 25 - 0,13, 2 - 0,18 . Применение известняковой муки из отходов обогащения горючих сланцев по своему действию на кислотность почвы и качество растений не уступает стандартной известняковой муке, при этом повышает общее плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур 2. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является использование природного неорганического удобрения - базальтовой пыли, взятой в отдельности, или в комбинации с другими удобрениями (заявка ФРГ 3226226 - прототип, 3). Базальтовая пыль - это отход, который имеет место при получении базальта и используется в основном как добавка к бетону или битуму, а чаще всего лежит без пользы на свалках. Содержит она в малых количествах калий и фосфор, в незначительных количествах микроэлементы (В, , ), а также серу, при этом классические компоненты удобрений, такие как азот и фосфор, отсутствуют. Агрохимические испытания базальтовой пыли в качестве удобрения в чистом виде и в комбинации с минеральными удобрениями на двух почвах (хорошо- и слабоокультуренной), используемых под сельскохозяйственными культурами и в садоводстве, показали положительные результаты, а именно базальтовая пыль способствует восстановлению загрязненных почв (маслами, бытовыми отходами),предотвращает вредное действие кислых дождей и окисление почв, обладает теплозащитным и водоаккумулирующим действием. Недостатком этого решения является применение высоких доз базальтовой пыли в качестве удобрения, что влечет за собой большие затраты на их применение и не всегда окупается прибавкой урожая. Сущность заявляемого изобретения достигается тем, что предложено применение гранитного отсева в отдельности или в комбинации с органическими удобрениями (навоз,торфонавозные компосты, лигнин) в качестве мелиорантов для почвы легкого гранулометрического состава. Установлены оптимальные дозы мелиоранта в зависимости от систем и уровней применяемых органических удобрений, срок их действия и периодичность внесения, а также оценка их действия на урожай сельскохозяйственных культур и качество продукции. Гранитный отсев, предлагаемый в качестве мелиоранта для почв легкого гранулометрического состава, использовался следующего гранулометрического состава 2-3 мм 13 , 1-2 мм - 23 , 0,5-1,0 мм - 17 , 0,25-0,5 мм - 28 , 0,1-0,25 мм - 11 , менее 0,1 мм- 8 . При этом на долю фракций меньше 1,0 мм, т.е. микроагрегатов полезных для песчаных почв, приходится 64 . Заявляемый мелиорант отличается от прототипа своим природным химическим составом (табл. 1). 2 6687 1 Таблица 1 Химический состав гранитного отсева Микашевического ПО Гранит и прототипа Состав Кремневая кислота 2 Глинозем (окись алюминия) Окись железа (2 О 3) Окись кальцияОкись магнияОкись натрия (2) Окись калия (К 2 О) Окись титана (Т 2) Фосфаты (Р 2 О 5) Сульфаты (3) Остальные примеси ПримечаниеБазальтовая пыль в незначительных количествах содержит , В, , , угольную кислоту, воду и другие примеси (0,5 ).Гранитный отсев содержит в незначительных количествах примеси в количестве 0,6 . Оценка агрохимической эффективности мелиоранта проводилась в вегетационных и полевых опытах на дерново-подзолистых песчаных почвах в период с 1991 по 1996 гг. В опытах с мелиорантом проводили наблюдения за влажностью, плотностью и водоудерживающей способностью почвы. Например, в вегетационных опытах с ячменем (1991-1992 гг.),после обильных дождей (1991 г. - 17 июня выпало 15,2 мм осадков, 21 июня - 36,6 мм,8 октября - 12,2 мм 1992 г. - 12 мая - 21,2 мм, 14 июня -23,7 мм) через сутки, после прекращения дождя, по мере накопления элюата в поддонах, замеряли его количество и определяли в нем содержание элементов, входящих в состав мелиоранта, а также процент( ) просочившихся инфильтрационных вод от количества выпавших осадков. Установлено, что впитывание и просачивание (фильтрация) воды и атмосферных осадков сильно изменяется в зависимости от дозы, внесенного мелиоранта, что в свою очередь сказывается на урожайности ячменя (табл. 2). Таблица 2 Влияние мелиорантов на фильтрацию атмосферных осадков и урожай ячменя Контроль без удобрений и мелиорантов(фон) Гранитный отсев(за 3 отбора),фону, раз осадков мм 1991 год 40,1 38,1 Контроль без удобрений и мелиорантов(фон) Гранитный отсев В полевых стационарных опытах гранитный отсев в качестве мелиоранта вносился (в 1991 г. после уборки горохо-овсяной смеси перед посевом озимой ржи - второй культуры севооборота) в дозах 30 и 40 т/га. Влияние мелиоранта в действии и последействии (на фоне других приемов повышения плодородия легких почв - внесения минеральных, органических удобрений и известкования) на изменение некоторых водно-физических свойств песчаной почвы приведено в табл. 3. Таблица 3 Влияние гранитного отсева на некоторые водно-физические свойства дерново-подзолистой песчаной почвы (1991-1995 гг.) Плотность,г/см 3 1. Контроль без удобрений и мелиорантов 2. 3 (фон) 3. Фонгранитный отсев, 40 т/га 4. Фон 7 т/га ОУгранитный отсев, 40 т/га 5. Фон 7 т/га ОУгранитный отсев, 30 т/га 6. Фон 14 т/га ОУгранитный отсев, 40 т/га 7. Фон 14 т/га ОУгранитный отсев, 30 т/га 8. Фон 21 т/га ОУгранитный отсев, 40 т/га 9. Фон 21 т/га ОУгранитный отсев, 30 т/га 0,05 6687 1 Установлено, что использование мелиоранта на дерново-подзолистой песчаной почве при минеральной системе удобрения (вар. 3) и органоминеральной с различными уровнями применения органических удобрений (вар. 4-9) способствует увеличению полевой влагоемкости и максимальной гигроскопичности по сравнению с контролем (исходной почвой,вар. 1) и базовым (фоновым) вариантом (вар. 2), что весьма ценно для дерново-подзолистых песчаных почв. Важным показателем структурного состояния дерново-подзолистых песчаных почв является оценка агрегатного состава почвы. Выявлено, что через 4-5 лет после внесения гранитного отсева как на безнавозном фоне, так и на трех уровнях применения органических удобрений увеличивается количество микроагрегатов (меньше 0,25 мм) и макроагрегатов (сумма 10,0-0,25 мм) полезных для песчаных почв. Коэффициент структурности варьирует в пахотном слое от 0,98 на контроле и фоновом варианте до 1,20-1,74 в вариантах с внесением мелиоранта, табл. 4. Таблица 4 Содержание воздушно-сухих агрегатов в пахотном слое дерново-подзолистой песчаной почвы в конце первой ротации севооборота (1995 г.) Вариант Полевой опыт 1 1. Контроль без удобрений и мелиоранта 2. 3 ПримечаниеВнесение гранитного отсева в дозе 40 т/га. Выявлено, что в конце первой ротации севооборота (через 5 лет, 1995 г.) в вариантах с внесением гранитного отсева в пахотном горизонте дерново-подзолистой песчаной почвы наблюдается увеличение подвижного фосфора, при этом содержание подвижного калия,кальция и магния находится примерно на уровне исходного (1991 г.). Определение содержания гумуса в пахотном горизонте в начале и в конце первой ротации севооборота показывает, что на контроле (вар. 1) и при минеральной системе удобрения (вар. 2) отмечается разрушение органического вещества, а при органоминеральной системе удобрения в сочетании с внесением мелиоранта сохраняется нулевой или слабоположительный баланс гумуса (табл. 5). 6687 1 Таблица 5 Изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой песчаной почвы за ротацию севооборота (1991-1995 гг.) Вариант ПримечаниеРасшифровка вариантов, аналогичная как в табл. 3. Эффективность гранитного отсева на дерново-подзолистой песчаной почве (совхоз Подолесье Речицкого района Гомельской области) в звене севооборота озимая рожь промежуточная культура (редька масличная), (1992-1993 гг.) - картофель(1993-1994 гг.) ячменьпромежуточная культура (редька масличная), (1994-1995 гг.) - овеспромежуточная культура (горчица белая), (1995-1996 гг.) - горохоовсяная смесь на зерно (1996-1997 гг.) приведена в табл. 6. Положительное действие мелиоранта - гранитного отсева, проявляется как в действии, так и последействии. Среднегодовая продуктивность в вариантах с внесением мелиоранта увеличилась при минеральной системе удобрения на 3,8 ц/га кормовых единиц (к.е.) или на 7,8 , при органоминеральной системе с применением 7 т/га органических удобрений и мелиоранта 40 т/га - на 7,2 ц/га к.е. или на 12,6 , соответственно при внесении 30 т/га мелиоранта - 4,8 ц/га к.е. или на 8,8 по сравнению с вариантами без внесения гранитного отсева. Качество урожая сельскохозяйственных культур оценивалось по содержанию основных элементов питания в зерне и клубнях картофеля, а именно по содержанию азота общего и белкового (в зерне), фосфора, калия, кальция и магния (табл. 7). Установлено, что мелиорант на основе гранитного отсева в последействии не оказывает существенного влияния на качество зерна озимой ржи и клубней картофеля. Однако при органоминеральной системе удобрения на песчаной почве с высокими уровнями применения органических удобрений(14-21 т/га) и дозой гранитного отсева (40 т/га) наблюдается тенденция снижения общего азота (зерно, клубни) и белкового азота (зерно), при этом содержание фосфора, калия,кальция и магния находится на уровне или в пределах наименьшей существенной разности с фоновыми вариантами. 6687 1 Таблица 6 Эффективность гранитного отсева ПОГранит на дерново-подзолистой песчаной почве (с-зПодолесье, 1991-1996 гг.) Урожай, ц/га Действие ГороОзи- Редька ПриКартоРедька Горчи- хоВариант мая маслич ЯчСред бавка фель,масли- Овес,ца овсярожь, ная,мень,не- от ме 1993 чная, 1995- белая,ная 1992- 1992 1994 годо- лио 1994 гг. 1994 1996 гг. 1995 смесь,1993 1993 гг. 1995 гг. вая оран 1995 гг. 1996 гг. 1996 гг. та 1997 гг. 1. Контроль 13,5 35 146 8,7 28 10,5 19 16,3 25,6 Минеральная система удобрения 3.17,6 126 236 17,9 95 18,2 54 19,6 44,8 19,2(фон) 4. Фонгранитный отсев (ГО),40 т/га 18,7 138 250 19,4 117 20,3 53 21,3 48,6 3,8 Органоминеральная система удобрения 5. 7 т/га ОУ 15,1 36 189 11,0 31 13,2 21 17,1 30,4 4,8 6. Фон 7 т/га ОУ ГО, 40 т/га 19,1 163 304 25,1 139 25,6 50 21,9 56,8 7,2 7. Фон 7 т/га ОУ ГО, 30 т/га 21,0 174 286 22,3 128 22,2 49 21,6 54,4 4,8 8. 14 т/га ОУ 15,8 41 230 13,9 45 18,2 24 20,1 36,9 11,3 9. Фон 14 т/га ОУ ГО, 40 т/га 19,8 193 305 23,7 128 24,7 51 22,9 57,4 1,3 10. Фон 14 т/га У ГО, 30 т/га 20,2 198 302 23,0 135 26,2 40 22,4 57,4 1,3 11. 21 т/га ОУ 17,0 47 267 14,1 62 24,6 30 19,8 42,2 16,6 12. Фон 21 т/га У ГО, 40 т/га 19,9 184 327 23,8 112 22,0 57 23,0 57,4 -4,0 13. Фон 21 т/га У ГО, 30 т/га 19,5 174 339 22,3 122 23,6 61 23,4 58,3 -3,1 0,05 1,98 19,3 16,1 2,6 28,6 2,1 8,9 2,0 ПримечаниеПрибавка продуктивности севооборота от минеральной системыприбавка продуктивности севооборота от органической системы удобрения. 6687 1 Таблица 7 Влияние гранитного отсева на химический состав сельскохозяйственных культур (с-з Подолесье) Вариант опыта 1. Контроль без удобрений и мелиорантов 2.(фон) 3. Фонгранитный отсев (40 т/га) 4. Фон 7 т/га ОУгранитный отсев (30 т/га) 5. Фон 7 т/га ОУгранитный отсев (40 т/га) 6. Фон 14 т/га ОУгранитный отсев (30 т/га) 7. Фон 14 т/га ОУгранитный отсев (40 т/га) 8. Фон 21 т/га ОУгранитный отсев (30 т/га) 9. Фон 21 т/га ОУгранитный отсев (40 т/га) 0,05 1. Контроль без удобрений и мелиорантов 2.(фон) 3. Фонгранитный отсев (40 т/га) 4. Фон 7 т/га ОУгранитный отсев (30 т/га) 5. Фон 7 т/га ОУгранитный отсев (40 т/га) 6. Фон 14 т/га ОУгранитный отсев (30 т/га) 7. Фон 14 т/га ОУгранитный отсев (40 т/га) 8. Фон 21 т/га ОУ гранитный отсев (30 т/га) 9. Фон 21 т/га ОУгранитный отсев (40 т/га) 0,05 Внесение мелиоранта не оказало существенного влияния на изменение содержания нитратов и крахмала в клубнях картофеля, количественные их значения были на уровне базового варианта. В полевых опытах, где применялись высокие дозы мелиоранта, в основной и побочной растительной продукции определялось содержание тяжелых металлов (свинец, кадмий,медь, цинк). Не установлено отрицательного действия гранитного отсева на качество изучаемых культур по содержанию вышеуказанных тяжелых металлов. 8 6687 1 Приведенные данные показывают, что применение заявляемого мелиоранта на фоне других приемов повышения плодородия легких почв способствует улучшению агрофизических (плотности, влагоемкости, водоудерживающей способности) свойств и структурного состояния песчаных почв, что способствует повышению урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур. Оптимальными дозами внесения мелиоранта являются от 30 до 40 т/га, которые вносятся один раз в 5 лет. Внедрение в сельскохозяйственное производство заявляемого мелиоранта - гранитного отсева, позволит утилизировать отходы гранитного производства и положительно повлияет на охрану окружающей среды. Источники информации 1. Заявка ФРГ 2531333. . Средство улучшающее почву применение дробленного керамзита // ИЗР. - 1981. -8. - Вып. 53, СО 5 3/04. - С. 7. 2. Бойков В.И., Аршавская В.П. Отсев карбонатного щебня - мелиоранты кислых почв. Химизация сельского хозяйства. - 1991. -2. - С. 54-56. 3. Заявка ФРГ 3226226 (прототип).. Природное неорганическое удобрение // ИЗР, 1984. -8. - Вып. 55, СО 5 Д 9/00, 5 1/00. - С. 4. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 9