Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения плодородия чернозема выщелоченного

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу повышения плодородия почвы, и может быть использовано для повышения плодородия чернозема выщелоченного путем совместного внесения фосфогипса и концентрата молибденовой руды.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ повышения плодородия почвы путем внесения в нее удобрений, содержащих микро- и макропитательные вещества, при этом в качестве удобрений используют отходы фосфоритно-апатитной добывающей промышленности, которые вносят на поверхность почвы с последующей обработкой их кислотой, преимущественно серной, выдержкой в течение 15-20 дней и заделкой в почву (см. а.с. SU №1064892, МПК А01С 21/00, С05В 11/00, опубл. 07.01.1984 г.).

Недостатком данного способа является его невысокая эффективность.

Известен способ химической мелиорации солонцовых почв, содержащий фосфогипс, при этом он дополнительно содержит полифосфат аммония и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:

(см. а.с.SU №1504242, МПК C09K 17/00, опубл. 30.08.1989 г.).

Недостатком данного способа является невысокая мелиоративная эффективность, невысокая урожайность.

Известен способ повышения плодородии почвы путем внесения в нее фосфорсодержащего сырья совместно с подкисляющей добавкой, при этом в качестве фосфорсодержащего сырья используют фосфоритную муку, а подкисляющей добавки - фосфогипс при соотношении компонентов в физическом весе 1:1 (см. пат.RU №2178964, МПК А01С 21/00, опубл. 10.02.2002 г.).

Недостатком данного способа является низкое содержание макро- и микроэлементов, а, следовательно, невысокая урожайность.

Известен способ повышения плодородии почвы путем внесения фосфогипса, в чернозем обыкновенный карбонатный южно-европейской фации северной зоны Краснодарского края при дозе 20 т/га, что позволило увеличить урожайность подсолнечника до 5,73 т/га, а кукурузы на зерно до 12,44 т/га, что значительно выше, чем в контрольном варианте (соответственно 4,65, 10,72 т/га, НСР₀₅, соответственно 0,47, 0,98 т/га) (см. Мищенко Н.А. Эколого-рекреационный рециклинг фосфогипса в черноземе на примере Краснодарского края / Н.А. Мищенко. Е.В. Громыко, В.П. Калиниченко, В.В. Черненко, С.В. Ларин // Плодородие. - 2009 - №6 (51). - с. 25-26.

Недостатком данного способа является недостаточное содержание в почве цинка, кобальта, молибдена, меди и марганца, что снижает урожайность сельскохозяйственных культур.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ повышения плодородия почвы путем совместного внесения фосфогипса и концентрата цинковой руды при соотношении компонентов фосфогипс - 12 т/га + концентрат цинковой руды 0,1 т/га (см. пат. RU №2630478, МПК А01С 21/00, опубл. 01,11,2018 г.).

Недостатком данного способа является недостаточное содержание в почве кобальта, молибдена, меди и марганца, что снижает урожайность сельскохозяйственных культур.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа повышения плодородия почвы, обладающего достаточным содержанием подвижного фосфора, калия, серы, исключающего дефицит микроэлементов, таких как марганец, молибден, кобальт, цинк и медь, повышающего плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур.

Технический результат достигается с помощью способа повышения плодородия чернозема выщелоченного заключающегося во внесении в него фосфогипса, отличающийся тем, что при этом в почву дополнительно вносят известняк-ракушечник, апатит и концентрат молибденовой руды, причем внесение мелиорантов производят дробно, половину дозы горных пород и концентрата молибденовой руды вносят на стерню, боронуют на глубину 10-12 см с последующей отвальной пахотой на глубину 20-25 см, затем вносят вторую половину дозы мелиоранта и проводят повторное боронование на глубину 10-12 см, при следующем соотношении компонентов в т/га:

Краткое описание чертежей и иных материалов

На фиг. 1 таблица урожайности озимой пшеницы

На фиг. 2 - Схема заделки первой половины дозы горных пород.

На фиг. 3 - Схема заделки второй половины дозы горных пород.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Примеры конкретного выполнения способа повышения плодородия почвы.

Пример 1. Место проведения исследований - опытная станция Ставропольского государственного аграрного университета (СтГАУ). Объектом исследований являлся чернозем выщелоченный мощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке. В Ставропольском крае он занимает территорию, приуроченную к Ставропольской возвышенности и левому берегу реки Кубань, и имеет сходные параметры состава и свойств с аналогичными почвами Краснодарского края. Черноземы выщелоченные находятся на определенной ступени минеральной деградации. Многие щелочные и щелочно-земельные элементы вымыты и удалены из почвенного профиля. Реакция среды уже кислая или слабо-кислая на почвах, образованных на щелочных лессовидных суглинках. Минеральный состав материнской породы и почвы отличаются по многим параметрам (см. Куприченков М.Т. Земельные ресурсы ставропольского края и их плодородие. / М.Т. Куприченков, Т.Н. Антонова и др. - Ставрополь, 2002. - 320 с/. Основными недостатками черноземов выщелоченных являются низкое или близкое к низкому содержание подвижного фосфора 15-17 мг/кг, калия 180-210 мг/кг, серы 3,0-4,0 мг/кг и дефицит микроэлементов, таких как марганец, молибден, кобальт, цинк и медь. Кроме того, в отсутствие свободного кальция почвы обладают высокой степенью слитости (плотность в летний период составляет более 1,5 г/см³), бесструктурны, в сухой период покрываются глубокими и широкими вертикальными трещинами.

Выполнение способа повышения плодородия почвы проводилось на опытных делянках: размер делянки - 3,6×15 м, площадь опытной делянки - 54 м², учетная площадь делянки - 37,5 м², площадь опыта - 1944 м².

Осуществлялось отдельное и совместное единовременное внесение пород.

1 - контроль

2 - известняк.-ракушечник.12 т/га + апатит 3 т/га + фосфогипс.12 т/га

3 - известняк.-ракушечник.12 т/га + апатит 3 т/га + фосфогипс.12 т/га + концентрат молибденовой руды 0,08 т/га.

повторность 3-х кратная.

В чернозем выщелоченный вносят известняк-ракушечник, апатит, фосфогипс и концентрат молибденовой руды, причем внесение мелиорантов производят дробно, половину дозы горных пород и концентрата молибденовой руды вносят на стерню, боронуют, например, БДТ-7 на глубину 5 см с последующей отвальной пахотой на глубину 15 см, затем вносят вторую половину дозы мелиоранта и проводят повторное боронование БДТ-7 на глубину 5 см, при следующем соотношении компонентов в т/га:

Результат: урожайность и прибавка урожайности - невысокая.

Пример 2. Проводят аналогично примера 1, но боронование и соотношение компонентов берут следующее: в чернозем выщелоченный вносят известняк-ракушечник, апатит, фосфогипс и концентрат молибденовой руды, причем внесение мелиорантов производят дробно, половину дозы горных пород и концентрата молибденовой руды вносят на стерню, боронуют на глубину 10 см с последующей отвальной пахотой на глубину 20 см, затем вносят вторую половину дозы мелиоранта и проводят повторное боронование на глубину 10 см, при следующем соотношении компонентов в т/га:

Результат: урожайность и прибавка урожайности - высокая (см. табл., фиг. 1).

Пример 3. Проводят аналогично примера 1, но боронование и соотношение компонентов берут следующее: в чернозем выщелоченный вносят известняк-ракушечник, апатит, фосфогипс и концентрат молибденовой руды, причем внесение мелиорантов производят также дробно, половину дозы горных пород и концентрата молибденовой руды вносят на поверхность почвы, боронуют на глубину 12 см с последующей отвальной пахотой на глубину 25 см, затем вносят вторую половину дозы мелиоранта и проводят повторное боронование на глубину 12 см, при следующем соотношении компонентов в т/га:

Результат: урожайность и прибавка урожайности - высокая (см. табл., фиг. 1).

Пример 4. Проводят аналогично примера 1, но боронование и соотношение компонентов берут следующее: в чернозем выщелоченный вносят известняк-ракушечник, апатит, фосфогипс и концентрат молибденовой руды, причем внесение мелиорантов производят также дробно, половину дозы горных пород и концентрата молибденовой руды вносят на стерню, боронуют на глубину 12 см с последующей отвальной пахотой на глубину 25 см, затем вносят вторую половину дозы мелиоранта и проводят повторное боронование на глубину 12 см, при следующем соотношении компонентов в т/га:

Результат: урожайность и прибавка урожайности - высокая, но значительно повысилась себестоимость.

Таким образом, наиболее оптимальными являются примеры 2 и 3. Вносимые горные породы богаты по химическому составу и могут служить основой для реминерализации исследуемых почв.

Основными недостатками черноземов выщелоченных является низкое содержание фосфора, калия, кальция, серы и микроэлементов, таких как марганец, молибден, кобальт, цинк и медь, причем недостаток фосфора обусловлен низким содержанием минералов класса фосфатов, недостаток серы и калия обусловлен разрушением первичных минералов и их выносом при почвообразовании в низлежащие горизонты, как правило, скопление гипса находятся на глубине около 2-х метров и более. Недостаток подвижных форм микроэлементов связан и их низким валовым содержанием в породе и интенсивным выносом из почвы, поэтому в почву вносят фосфогипс для устранения дефицита серы и кальция, а концентрат цинковой руды вносят для устранения дефицита цинка, при этом фосфогипс - это продукт химической переработки апатитового концентрата. Его получают путем орошения апатита серной кислотой, полученная фосфорная кислота идет на приготовление фосфорных удобрений, а фосфогипс идет в отвал, при этом он содержит 20-22% Са; 1,4% Mg; 3,4% P₂O₅; 20,2% S; 0,17-0,20% F; 0,1% В; 1% Mn; 0,01% Cu; 0,05% Zn; 0,03% Со; 0,05% Мо.

Известняк-ракушечник является биогенной осадочной горной породой, которая содержит в основном 36-37% Са; 0,48%) Mg; 0,24% Р₂О₅, а также примеси алюминия, железа, калия, марганца, кобальта, молибдена, цинка и ряда других микроэлементов.

Апатитовый концентрат является продуктом флотации апатит-нефелиновой породы, используемой в промышленности для получения фосфорных удобрений. Он содержит до 42,3% Р₂О₅, 55,5% СаО, а также калий, кремнезем, алюминий, молибден и другие микроэлементы.

Концентрат молибденовой руды содержит около 21% молибдена и примеси кобальта, цинка, меди и марганца.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- повышению плодородия почвы;

- повышение урожайности сельскохозяйственных культур;

- экологическая чистота использования удобрения, являющегося горной породой.

Способ повышения плодородия почвы, заключающийся во внесении в нее вносят известняк-ракушечник, апатит, фосфогипс, отличающийся тем, что в почву дополнительно вносят концентрат молибденовой руды, причем внесение мелиорантов производят дробно, половину дозы горных пород и концентрата молибденовой руды вносят на стерню, боронуют на глубину 10-12 см с последующей отвальной пахотой на глубину 20-25 см, затем вносят вторую половину дозы мелиоранта и проводят повторное боронование на глубину 10-12 см, при следующем соотношении компонентов в т/га:

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

1. Внесение меньших доз концентрата молибденовой руды экономически менее затратно, чем внесение цинкового концентрата.

2. Применение концентрата молибденовой руды значительно повышает содержание подвижных форм молибдена в почве.

3. Более высокий показатель урожайности, чем при совместном внесении фосфогипса 12 т/га и концентрата цинковой руды.