Способ защиты почв от ксенобиотиков

 

Изобретение относится к способам защиты сельскохозяйственных культур от остатков пестицидов и может быть использовано также при решении проблем очистки литосферы. Способ включает внесение в почву активного угля с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,26-0,70, при этом его внесение в почву осуществляют до высева семян с заделкой на глубину 1-3 глубин высева. Способ позволяет повысить эффективность защиты почвы в зоне прорастания семян и приводит к значительному повышению урожайности на загрязненных ксенобиотиками почвах. 2 табл.

Изобретение относится к способам защиты сельскохозяйственных культур от остатков пестицидов и может быть использовано в области сельского и лесного хозяйства, а также при решении проблем очистки литосферы.

Известен способ защиты почв и дерна, загрязненных пестицидами, путем разбрызгивания водной суспензии порошкообразного активного угля (АУ) с поверхностно-активными веществами, пеноудаляющими и суспендирующими агентами на поверхность почвы из расчета 4 л суспензии на 100 м² обрабатываемой площади (см. Патент США N 4585753, кл. B 01 J 20/20, B 01 J 10/26, опубл. 29.04.86 г.).

Недостатком известного способа является довольно низкая эффективность очистки почв, т.е. пористая структура АУ в значительной мере заблокирована органическими наполнителями, а, с другой стороны, исключение операции заделки АУ в почву приводит к его выдуванию с обработанной площади.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ защиты сельскохозяйственных культур от остатков пестицидов, включающий внесение в почву полидисперсного (0,2 - 1,0 мм) АУ в посевную борозду одновременно с высевом семян, при этом используют уголь типа АГ-3 с соотношением объема микропор к суммарному объему пор, равному 0,20 - 0,22 (см. А.С. СССР N 1771638 A1, кл. A 01 N 25/32, C 09 K 17/00, A 01 B 79/02, опубл. 30.10.92 г.).

Недостатком прототипа является сложность осуществления способа, требующего специальной пневмовысевающей техники, а также пониженная эффективность защиты почвы в зоне прорастания семян, вследствие нерационального распределения частиц АУ в районе корневой системы ростков семян сельскохозяйственных культур.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты почвы в зоне прорастания семян сельскохозяйственных культур от ксенобиотиков. Поставленная цель достигается предлагаемым способом, включающим внесение в почву активного угля с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,26 - 0,70, при этом его внесение в почву осуществляют до высева семян с заделкой на глубину 1 - 3 глубин высева.

Отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что используют активный уголь с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,26 - 0,70, а его внесение в почву осуществляют до высева семян с заделкой на глубину 1 - 3 глубин высева.

Использование в качестве протектанта (детоксиканта) АУ с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,26 - 0,70, авторам неизвестно. В патентной и научно-технической литературе также отсутствуют сведения о внесении АУ до высева семян с последующей заделкой на глубину 1 - 3 глубин высева.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Предварительно определяют остаточную концентрацию пестицида в почве, после чего по известной величине адсорбционной способности АУ определяют его дозу, необходимую для внесения в почву. Берут специально приготовленный АУ (зернистый, порошкообразный или его водную суспензию) с отношением объема микропор (V_ми, см³/г) к суммарному объему пор ( V_Σ, см³/г) 0,26 - 0,70 и вносят его в загрязненную почву в соответствующей дозе (кг АУ на 1 га почвы). Затем осуществляют заделку АУ на глубину 1 - 3 глубин высева семян соответствующей сельскохозяйственной культуры. Посев семян в обработанную АУ почву можно производить сразу или через 2 - 5 суток. В результате проведенных авторами исследований установлено, что: 1. Использование АУ с отношением V_ми/V_Σ = 0,26 - 0,70 позволяет обеспечить хорошую кинетику детоксикации почв и уровень адсорбционных свойств АУ по отношению к пестицидам. При снижении указанного отношения менее 0,26 уменьшается величина адсорбции пестицида из почвенного раствора, а при увеличении этого отношения более 0,70 резко снизится скорость извлечения ксенобиотика из почвы, что в обоих случаях отрицательно сказывается на эффективности защиты почвы в зоне прорастания семян.

2. Параметр глубины заделки АУ, равный 1 - 3 глубин высева, позволяет ей сосредоточить адсорбент в наиболее чувствительной для молодого растения зоне зарождающейся корневой системы, что предотвращает ее угнетение и позволяет ей хорошо разветвиться и удлиниться.

В процессе тепличных экспериментов эффективность защиты почвы в зоне прорастания семян оценивали количественным методом: измерением уровня снижения концентрации ксенобиотика в районе корневой системы семян путем анализа почвенного раствора в жидкостном хроматографе высокого давления и одновременно оценивали привес зеленой массы тест-культуры.

Пример 1. Берут загрязненную пестицидом хлорсульфуроном (доза, эквивалентная 0,2 г/га) почву и вносят АУ с отношением V_ми/V_Σ = 0,26, имеющий размер зерен 0,5 - 1,0 мм, в количестве 100 кг/га путем равномерного распыливания по поверхности почвы. Затем заделывают АУ на глубину 1 глубины высева. Через 2 часа производят посев тест-культуры редиса и производят ее выращивание до завершения вегетационного периода. В процессе вегетационных опытов отбирают пробы почвенного раствора на 10 и 20 сутки после высева и определяют в них содержание хлорсульфурона. По завершению вегетационного опыта проводят взвешивание зеленой массы.

Пример 2. Осуществление способа, как в примере 1, за исключением того, что берут водную суспензию порошкообразного АУ, имеющего размер частиц 20 - 90 мкм при соотношении твердые частицы : жидкость = 1 : 5, а соотношение V_ми/V_Σ = 0,70, при этом заделку ведут на глубину 3 глубины высева.

Пример 3. Осуществление способа, как в примере 2, за исключением того, берут порошкообразный АУ, имеющий соотношение V_ми/V_Σ = 0,40, а заделку осуществляют на глубину 2 глубин высева.

Во всех случаях проводят сравнение результатов опытов на загрязненной ксенобиотиком почве с контрольным опытом, в котором АУ в почву не вносили. Опыты проводили в стандартных вазонах (сосудах).

В таблице 1 приведены результаты опытов 1 - 3, а также опытов 4 - 12, аналогичных вышеприведенным по эффективности защиты почвы в зоне прорастания семян сельскохозяйственных культур от угнетающего действия ксенобиотика - хлорсульфурона.

2. Снижение концентрации ксенобиотика (%) определяли по формуле путем отбора и анализа почвенных проб через 20 суток после высева.

2. Привес зеленой массы (%) определяли по формуле где m_з.о. - вес зеленой массы в опыте; m_з.к. - вес зеленой массы в контроле после завершения вегетационного опыта.

В таблице 2 учитывали результаты опытов при использовании иных ксенобиотиков на других тест-культурах. В этих опытах применяли порошкообразный АУ с отношением V_ми/V_Σ = 0,40, а заделку осуществляли на глубину, равную 2 глубинам высева семян.

Из вышеизложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение цели изобретения, а именно, повышение эффективности защиты почвы в зоне прорастания семян сельскохозяйственных культур, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Предложенное изобретение позволит решить ряд актуальных проблем экологии почв и даст большой экономический эффект, оцениваемый только на почвах Московской области в размере 1200 млн. руб. в год.

Формула изобретения

Способ защиты почв от ксенобиотиков, включающий внесение в почву активного угля, отличающийся тем, что используют активный уголь с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,26 - 0,70, а его внесение в почву осуществляют до высева семян с заделкой на глубину 1 - 3 глубин высева.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2