Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к мелиорации почв, в частности к составам и способам рекультивации почв, нарушенных в процессе сельскохозяйственной деятельности.

Известен способ рекультивации почв [SU 1288196, 07.02.1987], включающий внесение фосфогипса и слабоминерализованного отработанного глинистого бурового раствора для химической мелиорации в почву в количестве 2,4÷12 т/га.

Известный состав обладает выраженными токсичными свойствами и не может применяться для рекультивации нарушенных сельскохозяйственных земель, т.к. фосфогипс не обеспечивает детоксикации содержащихся в отработанных буровых растворах токсичных компонентов. Полученный состав очень дорог, и применение его экономически неоправданно.

Известен также способ рекультивации почв [RU 2020144, 30.09.1994], включающий приготовление состава (отработанный буровой раствор 27,8÷31,3%; гидролизный лигнин 40,6÷45,3%, вода - остальное) и его внесение не ранее чем через сутки в пахотный слой почвы на глубину не менее 20 см при дозе 1÷2 т/га.

Недостатком является то, что лигнин является сам по себе токсичным для почв и растений веществом, и его смешивание с токсичными отработанными буровыми растворами не только не снимает, но и даже усиливает общую токсичность приготовляемого состава для рекультивации почв. При этом финансовые затраты на перевозку и внесение в почву указанного состава несопоставимы с ожидаемым положительным эффектом - повышением содержания водопрочных агрегатов и снижением коэффициента фильтрации почв.

Известен способ рекультивации почв сельскохозяйственного назначения [RU 2205165, 27.05.2003] с использованием гуминового сорбента.

Недостатком этого способа является то, что производство гуминового порошкообразного сорбента является многостадийным, длительным, с выделением пыли, низкопроизводительным. Кроме того, гуминовый сорбент содержит в большом количестве функциональные кислородсодержащие группы и свободные гуминовые кислоты, которые снижают pH почвы до слабокислого и способствуют еще большему ухудшению как водно-физических, так и физико-химических свойств почвы.

Известен способ очистки и рекультивации сельскохозяйственных земель [RU 2210438, 20.08.2003], заключающийся в добавлении сорбционного агента в земли в количестве более 2 т на 1 га земли с последующим его перемешиванием.

Недостатком данного способа является то, что он направлен на внесение необоснованной дозы и не может быть применен в полевых условиях, например для восстановления сельскохозяйственных земель какого-либо хозяйства. Кроме того, для реализации способа используется внесение агроруд, т.е. природных мелиорантов на основе различных по составу глинистых минералов, что неприменимо для восстановления водно-физических свойств почвы вследствие того, что нарушается воздухообмен между почвой и сорбционным агентом.

Прототипом изобретения является способ получения гуминоминерального мелиоранта и способ рекультивации нарушенных почв и земель с его использованием [RU 2215769, 10.11.2003].

Недостатком изобретения, принятого за прототип, является то, что в состав гуминоминерального мелиоранта входит отработанный буровой раствор, гуминоминеральный концентрат и жидкая фаза, что создает угрозу загрязнения рекультивируемых почв устойчивыми к разложению этоксикантами. По предложенным формулам, при расчете дозы внесения указанного состава, учитывается только плотность и объем почвы, что не позволяет с наилучшим приближением установить оптимальную дозу при внесении в нарушенные сельскохозяйственные земли.

Сущностью изобретения является разработка способа рекультивации нарушенных сельскохозяйственных земель.

Техническим результатом изобретения является восстановление агрофизических и агрохимических показателей свойств почвы, ее функций и плодородия.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ включает сначала равномерное внесение по поверхности почвы оптимальной дозы композиции из влагосорбентов в оптимальном составе влагосорбентов (RU 2430952, 10.10.2011), затем проводится обработка почвы способом плантажной вспашки. При этом оптимальную дозу композиции из влагосорбентов рассчитывают для слабой, средней и сильной степени нарушенного участка.

Способ позволяет снизить экономические затраты на покупку, перевозку и технологию внесения композиции из влагосорбентов в нарушенные сельскохозяйственные земли, а также в дальнейшем получать экологически чистую продукцию.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Проводится почвенно-мелиоративное обследование нарушенного участка и разрабатывается проектно-сметная документация на выполнение работ. Выделяются нарушенные участки со слабой, средней и сильной степенью. Оптимальная доза композиции из влагосорбентов для внесения в почву рассчитывается по формулам:

- для слабой степени нарушенного участка:

где Q_сл - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;

0,5 - эмпирический коэффициент;

S - площадь нарушенного участка, м²;

H - мощность нарушенного слоя почвы, м.

- для средней степени нарушенного участка:

где Q_cp - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;

1,75 - эмпирический коэффициент;

- для сильной степени нарушенного участка:

где Q_сил - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;

4,25 - эмпирический коэффициент.

На используемых в пашне угодьях после уборки равномерно вносят по поверхности почвы композицию из влагосорбентов. Для равномерного внесения применяют обычные разбрасыватели типа РУМ-5; 1-РМГ-4; РУМ-8; РУМ-16, РПН-4, КСА-3; КСА-5 и др. Конструкция разбрасывателя РПН-4 с опускающейся вместе с кузовом рамой позволяет загружать его непосредственно в поле из автомобилей-самосвалов типа ГА3-53Б, ЗИЛ-ММ3-585, ЗИЛ-ММ3-565, ГА3-93Б и другими с опрокидывающимися назад кузовом. Агрегатируется этот разбрасыватель с тракторами класс 14-30 кН. Рекомендуется предусматривать разбрасыватели, которые за один проход вносят расчетную дозу. После равномерного разбрасывания композиции по поверхности почвы, почву обрабатывают способом плантажной вспашки на глубину нарушенного слоя почвы. Затем возможен посев любых сельскохозяйственных культур.

Ниже приводится пример реализации изобретения.

Пример. В ОАО «Малоорловское» Мартыновского района Ростовской области на площади 36 га было проведено почвенно-мелиоративное обследование. Установлено, что нарушенный орошаемый участок представлен черноземом южным и составляет 36 га, т.е. 4 га характерно для слабой, 21 га для средней и 11 га для сильной степени нарушенного орошаемого участка. Мощность нарушенного слоя почвы составила 0,2 м.

Рассчитываем дозу для внесения в почву композиции из влагосорбентов для уровня слабой степени нарушенного участка по формуле (1): Q_сл=0,5⋅S⋅H=0,5⋅40000⋅0,2=4 т/га. Для средней степени нарушенного участка по формуле (2): Q_cp=1,75⋅S⋅H=1,75⋅210000⋅0,2=73,5 т/га. Для сильной степени нарушенного участка по формуле (3): Q_сил=4,25⋅S×H=4,25⋅110000⋅0,2=93,5 т/га. То есть для слабой степени нарушенного участка требуется внести в 3,5 раза меньше, а для сильной степени нарушенного участка в 2,4 раза больше композиции из влагосорбентов по отношению к оптимальной дозе внесения в почву со средней степенью нарушенного участка.

После расчета оптимальных доз внесения в почву композицию из влагосорбентов вносили разбрасывателем КСА-3, а почву обрабатывали способом плантажной вспашки на глубину 0,2 м.

Результаты восстановления агрофизических и агрохимических показателей свойств почвы, ее функций и плодородия, полученные путем их рекультивации предлагаемым в изобретении способом, представлены в таблице 1.

Как видно из данных таблицы 1, внесение оптимальных доз композиции для слабой, средней и сильной степени нарушенного участка способствует восстановлению основных агрофизических и агрохимических показателей свойств почвы. После внесения оптимальных доз композиции снижается уплотненность почвы (плотность почвы <1,2 т/м³), происходит восстановление почвенной структуры, т.е. увеличивается количество водопрочных агрегатов (>40%), повышается влагоемкость и увеличивается устойчивость почвы к ирригационной эрозии (водопроницаемость >0,8 мм/мин). Также происходит восстановление агрохимических показателей свойств почвы: увеличение содержания гумуса (>3,4%), увеличение количества подвижного фосфора (>4,5 мг/100 г почвы) и обменного калия (>45 мг/100 г почвы).

Таким образом, чернозем южный после применения рассмотренного в изобретении способа обладает благоприятными агрофизическими и агрохимическими свойствами: рыхлым сложением, агрономически ценной водопрочной структурой, хорошими водными и воздушными свойствами, высоким количеством доступной влаги, хорошей водопроницаемостью, противоэрозионной устойчивостью, достаточным содержанием количества основных питательных элементов. Все это является следствием получения рекультивационного слоя почвы, а именно восстановление агрофизических и агрохимических показателей свойств почвы, ее функций и плодородия.

Таким образом, почва может быть использована для выращивания любых сельскохозяйственных культур.