Противоэрозионный состав
Владельцы патента RU 2620438:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к мелиорации почв, в частности к составам и способам для борьбы с ирригационной эрозией почв. Противоэрозионный состав содержит керамзитовый отсев фракции 0,3-1,0 мм, перегнившую листву и агроперлит фракции 1,25-5,0 мм. Доза внесения состава равна 5 т/га. Изобретение обеспечивает улучшение структуры почвы, ее водно-физических свойств, повышение плодородия. 3 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к мелиорации почв, в частности к составам и способам для борьбы с ирригационной эрозией почв.
Известен состав для мелиорации пустынно-степных солонцовых почв (SU 1253983, 30.08.86), содержащий золошлаковые отходы ГРЭС, отличается тем, что с целью повышения мелиорирующей эффективности он дополнительно содержит солому (20÷30 мас.%) и вермикулит (5÷10 мас.%).
Недостатком является то, что золошлаковые отходы ГРЭС содержат большое количество тяжелых металлов, что негативно влияет на почву.
Известен состав для мелиорации (RU 2071496, 01.10.97), включающий органическую основу и минеральные компоненты, при этом в качестве органической основы он содержит сапропель 40÷90 мас.%, а в качестве минерального компонента - цеолит или бентонитовую глину, или доломит 10÷60 мас.%.
Недостатком является то, что этот состав недостаточно эффективен для улучшения структуры, влагопоглотительной и влагоудерживающей способности почв, к тому же используемый компонент сапропель на территории Ростовской области находится в незначительном количестве.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является композиция из структурообразующих материалов для защиты почв от водной эрозии (RU 2537178, 27.12.14), состоящая из терриконовой породы, бентонитовой глины, известняка-ракушечника, керамзитового отсева, характеризующаяся тем, что содержит оптимальный состав структурообразующих материалов: терриконовая порода фракции 15÷20 мм - 10%, бентонитовая глина 1÷10 мм - 30%, известняк-ракушечник 5÷10 мм - 55%, керамзитовый отсев 0,315÷1 мм - 5%.
Недостатком является то, что терриконовая парода является весьма неэффективным и даже вредным для плодородного слоя почвы компонентом в связи с содержанием в ней тяжелых металлов в количестве, превышающем ПДК.
Сущность данного изобретения - в создании состава для мелиорации почв и защиты от водной эрозии, состоящего из трех компонентов, способствующих улучшению водно-физических свойств почвы.
Технический результат - улучшение структуры почвы, ее водно-физических свойств, повышение плодородия.
Технический результат достигается тем, что в противоэрозионном составе предлагается использовать керамзитовый отсев фракции 0,3÷1,0 мм; перегнившую листву, опавшую с деревьев; агроперлит фракции 1,25÷5,0 мм, что способствует в определенном соотношении увеличению пористости, влагоемкости и повышению плодородия почвы.
Компоненты, используемые в противоэрозионном составе, были доставлены с предприятий Ростовской области; агроперлит поставляла фирма ООО «Барьер»; керамзитовый отсев закупался в компании ООО «Дон-Керамзит», г. Ростов-на-Дону; опавшая листва - с территории города Новочеркасска.
Опавшие листья после перегнивания представляют собой очень ценное органическое удобрение, содержащее калий, фосфор, кальций, азотистые вещества и полезные микроэлементы. Все эти ценные свойства создают благоприятные условия для развития растений. Достоинство листового перегноя заключается в его кондиционирующих почву свойствах. Почва, щедро сдобренная перегноем, дольше задерживает влагу.
Агроперлит является инертной высокоэффективной разрыхляющей добавкой в почву, улучшает ее структуру, воздухо- и влагообмен. За счет установления водно-воздушного баланса в земляной смеси с применением агроперлита предотвращается слеживание и уплотнение земляного кома. При поливе агроперлит интенсивно впитывает в себя воду, набирая ее до 400% по массе, и способен постепенно «отдавать» эту влагу корням растений и другим агроперлитовым частицам, таким образом, даже если верхний слой почвы немного подсохнет на солнце, то корочки не образуется, агроперлит будет подтягивать влагу из нижних слоев, обеспечивая влагой верхние слои почвы.
Керамзитовый отсев имеет пористую структуру, легко впитывает воду и отдает влагу, если в почве ощущается ее недостаток.
Для изучения процесса водопроницаемости и получения оптимального противоэрозионного состава были проведены лабораторные анализы в эколого-аналитической лаборатории ФГБНУ «РосНИИПМ». Лаборатория аккредитована в системе Саал, аттестат аккредитации №РОСС RU 0001.512.581, действует до 20.10.2015 г.
Обобщение результатов анализов представлено в таблицах 1-3.
В таблице 1 показан анализ оксидов агроперлита, процентное соотношение химических элементов компонента.
Состав оксидов агроперлита составляет диоксид кремния 70÷75%, оксид алюминия 14%, оксид калия 3÷5%, оксид железа, оксид магния и оксид кальция до 1%. Приведенное соотношение благоприятно влияет на плодородие почвы.
В таблице 2 представлен результат анализа по содержанию подвижных форм тяжелых металлов в керамзите, который показал, что превышение предельно допустимой концентрации (Методика по организации и ведению мониторинга орошаемых земель / под ред. Н.С. Скуратова. - Новочеркасск: НГМА, 2000. - 51 с. - с. 34-37) не обнаружено.
Проанализировав содержание тяжелых металлов в керамзите, выявили пригодность их к применению без ущерба для мелиорируемой почвы.
В таблице 3 приведены результаты опытов по определению оптимального противоэрозионного состава при различных вариантах процентного содержания массы трех противоэрозионных составляющих компонентов в массе всего противоэрозионного состава.
По первому варианту таблицы 3 видно, что при процентном соотношении долей массы керамзитового отсева (17%), перегнившей листвы (33%), агроперлита (50%) - впитывание воды со скоростью 0,35 мм/мин не способствовало удобрительному действию. По второму варианту процентного соотношения долей массы: керамзитового отсева (20%), перегнившей листвы (45%), агроперлита (35%) скорость впитывания 0,69 мм/мин не оказывала значительного влияния на накопление питательных элементов в почве, уменьшалась влагоемкость. По третьему варианту процентного соотношения долей массы: керамзитового отсева (35%), перегнившей листвы (10%), агроперлита (55%) скорость впитывания уменьшилась до 0,25 мм/мин, при этом не происходило оструктуривающее действие на почву. В четвертом варианте процентного соотношения долей массы: керамзитового отсева (20%), перегнившей листвы (50%), агроперлита (30%) происходило значительное впитывание воды почвой со скоростью 1,48 мм/мин, наблюдался положительный эффект, увеличивались влагоемкость и пористость. По пятому варианту процентного соотношения долей массы: керамзитового отсева (20%), перегнившей листвы (40%), агроперлита (40%) наблюдалось активное впитывание влаги со скоростью 1,25 мм/мин. При соотношении долей массы компонентов в шестом варианте: керамзитового отсева (50%), перегнившей листвы (35%), агроперлита (15%) происходило нарушение водно-воздушного режима почвы, вследствие чего наблюдалось самое незначительное впитывание воды почвой со скоростью 0,20 мм/мин.
На основе проведенного анализа таблицы 3 выбрано оптимальное процентное соотношение долей массы противоэрозионного состава, включающее: керамзитовый отсев (20%), перегнившую листву (50%), агроперлит (30%). В результате лабороторно-полевых опытов учеными ФГБНУ «РосНИИПМ» получена оптимальная доза рекомендуемого состава - 5 т/га.
Способ изготовления таков: опавшая листва измельчается фрезером, увлажняется азотным удобрением, используемым в качестве катализатора, ускоряющего процесс гниения, в результате в полученный лиственный перегной добавляется агроперлит и керамзитовый отсев, полученная масса перемешивается.
Приготовленный противоэрозионный состав в оптимальном количестве вносят в 12-15 сантиметровый слой почвы перед посевом. Внесенный состав активно действует на протяжении всего вегетационного периода и формирует коллоидную структуру, улучшает водно-физические свойства, влагоемкость и водопроницаемость, а также повышает сопротивляемость к размыву почвы.
Противоэрозионный состав для защиты почв от водной эрозии, состоящий из керамзитового отсева, перегнившей листвы и агроперлита, характеризующийся тем, что содержит керамзитовый отсев фракции 0,3÷1,0 мм, агроперлит фракции 1,25÷5,0 мм и дозой внесения состава, равной 5 т/га.
