Спосіб підвищення родючості піщаних ґрунтів

Реферат: Винахід належить до способу підвищення родючості піщаних ґрунтів. Спосіб включає внесення в піщаний ґрунт суміші сапропелю з попередньо модифікованими винною кислотою такими кремнійвмісними природними мінералами як трепел і анальцим, що сприяє підвищенню ефективності, спрощенню та здешевленню способу підвищення родючості та водоутримуючої здатності піщаних ґрунтів. UA 113502 C2 (12) UA 113502 C2 UA 113502 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до сільського господарства, та ґрунтової біотехнології, зокрема, до підвищення родючості легких (піщаних і супіщаних) ґрунтів та їх водо утримуючої спроможності. Відомий склад суміші, як спосіб підвищення родючості піщаних ґрунтів, який містить порошок, який складається на 50-70 % з оксиду силіцію та субстрат, який містить 10-20 % целюлози, 1-20 % мінеральної вати, 10-20 % соломи, коноплі, 20-40 % компосту, 1-10 % глини, та 10-20 % наповнювача. (WO 03050060, МПК AC05D 9/00, опубл. 2003). Використання описаного способу покращує водний баланс, сприяє росту кореневої системи, але цей спосіб дорогий та складний в приготуванні. Відомий спосіб підвищення родючості піщаних ґрунтів, в якому глину, що містить 30-31 % мулистих часток заорюють в ґрунт в кількості 25-50 т/га. Таку процедуру проводять один раз на рік, восени. (RU 2265980, МПК А01В79/02, А01С 21/00, опубл.10.12. 2005). Використання глини з муловими частинками спрощує та здешевлює спосіб підвищення родючості піщаних ґрунтів, але малоефективний для покращення ґрунтових властивостей, поживного режиму ґрунту та водного балансу. Найбільш близьким до способу, що заявляється є спосіб підвищення родючості піщаних ґрунтів, який включає внесення в ґрунт органо-мінеральної суміші з таких компонентів як лісовидний суглинок, органо-мінеральний ґрунт, торф, борофоск. (RU 2465761, С1, А01В79/02, С09K17/00, опубл.10.11.2012). Використання такої органо-мінеральної суміші є малоефективним для поповнення активними органічними та мінеральними речовинами піщаного ґрунту, а також для підвищення водоутримуючої здатності піщаних ґрунтів. Задачею винаходу є підвищення родючості піщаних ґрунтів, в якому за рахунок внесення в піщаний ґрунт нової органо-мінеральної суміші, в піщаному ґрунті відбувається поповнення запасів активної органічної речовини та мінеральних речовин, підвищуються його агрофізичні властивості, підвищується адаптивний потенціал рослин до фізичних і хімічних стресів, підвищується водоутримуюча здатність піщаних ґрунтів. Крім цього, за рахунок внесення в ґрунт меншої кількості нової органо-мінеральної суміші, досягається здешевлення способу підвищення родючості піщаних ґрунтів. Поставлена задача вирішується тим, що у способі підвищення родючості піщаних ґрунтів, що включає внесення в піщаний ґрунт органо-мінеральної суміші, в якому згідно винаходу, як органо-мінеральну суміш використовують суміш сапропелю з попередньо модифікованими органічною кислотою кремнійвмісними природними мінералами, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: сапропель 80-90 кремнійвмісні природні 10-20. мінерали Як кремнійвмісні природні мінерали використовують трепел та анальцим, в такому співвідношенні, мас. %: трепел 7-15 анальцим 3-5. Як органічну кислоту використовують 0,001 % розчин винної кислоти. В заявленому способі підвищення родючості піщаних ґрунтів досягається за рахунок внесення суміші, до складу якої входить сапропель і модифіковані органічною кислотою кремнійвмісні природні мінерали. Сапропель містить гумінові кислоти, які характеризуються високим вмістом гідролізованих речовин, які можуть бути легко мобілізовані та включені в колообіг вуглеводів у системі ґрунт - рослина - ґрунт. Доля амінових кислот у гумінових і фульвокислотах, що походять з сапропелю, у 2-3 рази вище, ніж у відповідних кислотах, що утворюються на суші. Тому саме за рахунок гумінових речовин сапропелю, в молекулах яких переважає аліфатична частина вуглеводно-ліпідно-білкової природи, відбувається поповнення запасів активної органічної речовини в піщаних ґрунтах. Крім того, гумінові речовини з такою структурою характеризуються високою фізіологічною активністю та здатністю до утворення комплексів з металами. Кремнійвмісні природні матеріали, зокрема, анальним і трепел, що входять до складу суміші забезпечують стійкість рослин до абіотичних і біотичних стресфакторів, а саме: до посухи, високих і низьких температур, хвороб. Додаткова обробка (модифікація) трепелу 0,001 % розчином винної кислоти суттєво підвищує водо утримуючу здатність мінералу, що позитивно позначається на агрофізичних властивостях піщаних ґрунтів. Обробка 0,001 % розчином винної кислоти анальциму сприяє рухливості кремнію і рідкоземельних металів, які входять до складу мінералу, за рахунок чого підвищується адаптивний потенціал рослин до фізичних і хімічних стресів, зростає врожайність сільськогосподарських культур, активізується розвиток агрономічно корисних мікроорганізмів. Винна кислота стимулює ріст і розвиток рослин, активізує фізіолого-біохімічні процеси. Суміш на 1 UA 113502 C2 5 10 15 20 основі сапропелю утримує вологу у піщаному ґрунті, підвищує його родючість, сприяє більш ефективному використанню рослинами поживних речовин, перешкоджає забрудненню ґрунтів, безпечна для довкілля. Ефективність заявленого способу підвищення родючості піщаних ґрунтів перевірялась в лабораторних і польових дослідах. Приклади конкретного виконання. Приклад 1 Досліджували три ділянки піщаного ґрунту. Восени перед оранкою, за допомогою гноєрозкидача в піщаний ґрунт дослідної ділянки № 1 вносили органо-мінеральну суміш за прототипом в кількості 10 т/га. В піщаний ґрунт дослідної ділянки № 2 вносили заявлену органо-мінеральну суміш в кількості 1 т/га, у такому співвідношенні, мас. %: сапропель 80 трепел 15 анальцим 5. В піщаний ґрунт дослідної ділянки № 3 вносили заявлену органо-мінеральну суміш в кількості 1 т/га, у такому співвідношенні, мас. %: сапропель 90 трепел 7 анальцим 3. Внесену суміш розкидали по піщаному ґрунту з наступним заорюванням і висівом насіння однорічного кормового люпину. Через рік на дослідних ділянках досліджували: - вміст гумусу та біогенних елементів у піщаному ґрунті. Отримані результати представлено в таблиці 1. - токсичність піщаного ґрунту і наявність в ньому фітотоксичних мікроорганізмів. Отримані результати представлено в таблиці 2. - продуктивність рослин люпину в піщаному ґрунті. Отримані результати представлено в таблиці 3. Таблиця 1 Вміст гумусу та біогенних елементів у піщаному ґрунті при внесенні сапропелю з модифікованими кремнійвмісними мінералами №п/п 1 2 3 4 Гумус, % Контроль (без внесення) 0,48 Органо-мінеральна 0,51 суміш, 10 т/га Заявлена суміш, 1 т/га Сапропель - 80 % 0,73 Трепел - 15 % Анальцим - 5 % Заявлена суміш, 1 т/га Сапропель - 90 % 0,74 Трепел - 7 % Анальцим - 3 % Варіанти досліду рН сол. 4,9 N 8,3 Елементи, мг/л ґрунту 1нНСl Р K Са Мg Fe 29,7 18,5 875,1 99,3 101,4 5,1 17,5 41,4 5,4 36,8 127,5 119,8 1594,3 218,7 145,4 22,1 5,4 39,1 125,7 115,9 1573,4 206,3 144,9 22,1 Мn 25,7 35,8 1025,4 108,6 134,85 42,9 25 Отримані результати свідчать про підвищення вмісту гумусу і біогенних елементів у піщаному фунті після внесення заявленої суміші, а також зменшення кількісних показників марганцю, що свідчить про зменшення токсичності ґрунту. 2 UA 113502 C2 Таблиця 2 Токсичність піщаного ґрунту і наявність в ньому фітотоксичних мікроорганізмів при внесенні сапропелю з модифікованими кремнійвмісними мінералами №п/п 1 2 3 4 5 Варіанти досліду Контроль (без внесення) Органо-мінеральна суміш, 10 т/га Заявлена суміш, 1 т/га Сапропель - 80 % Трепел - 15 % Анальцим - 5 % Заявлена суміш, 1 т/га Сапропель - 90 % Трепел - 7 % Анальцим - 3 % Токсичність, УКО 33,9 Кількість фітотоксичних мікроорганізмів, % бактерії гриби актиноміцети 12,7 9,8 2,6 27,5 10,4 8,7 2,3 7,3 1,9 2,8 0,8 7,8 2,1 3,0 1,1 Аналіз накопичення токсиноутворюючих речовин у піщаному ґрунті у варіантах із сапропелем та модифікованими кремнійвмісними мінералами вказує на високу специфічність дії компонентів суміші та швидку інактивацію мікробних фітотоксинів. Таблиця 3 Вплив сапропелю з модифікованими кремнійвмісними мінералами на продуктивність рослин люпину №п/п 1 2 3 4 10 15 20 Варіанти досліду Контроль (без внесення) Органо-мінеральна суміш, 10 т/га Заявлена суміш, 1 т/га Сапропель - 80 % Трепел - 15 % Анальцим - 5 % Заявлена суміш, 1 т/га Сапропель - 90 % Трепел - 7 % Анальцим - 3 % Кормові одиниці, ц/га 79,3 Вміст фотосинтетичних пігментів у листках мг/100 г сирої речовини Хлорофіл а Хлорофіл b кератиноїди 73,6 65,7 19,3 106,5 88,4 71,2 21,8 147,3 142,9 97,3 35,1 146,9 140,5 95,4 33,9 Присутність у заявленій суміші анальциму, до складу якого входять рідкоземельні метали, позитивно позначається на біосинтезі фотосинтетичних пігментів, що призводить до стимуляції росту рослин і сприяє підвищенню їхньої продуктивності. Приклад 2. Досліджували три ділянки сінокісних лугів з багаторічними злаковими травами, що розташовані на глибоких пісках. Восени рівномірно розкидали подрібнену органо-мінеральну суміш за прототипом в кількості 15 т/га, на ділянку № 1. На ділянку № 2 вносили заявлену органо-мінеральну суміш в кількості 1,5 т/га, у такому співвідношенні, мас. %: сапропель 80 %, трепел - 15 %, анальцим -5 %. На ділянку № 3 вносили заявлену органо-мінеральну суміш в кількості 1,5 т/га, у такому співвідношенні, мас. %: сапропель 90 %, трепел - 7 %, анальцим -3 %. Через рік досліджували вміст гумусу та біогенних елементів у фунті, а також визначали врожай сіна на дослідних ділянках. Отримані результати представлено в таблиці 4. 3 UA 113502 C2 Таблиця 4 Врожайність сіна злакових багаторічних трав та вміст гумусу і біогенних елементів у піску при внесенні сапропелю з модифікованими кремнійвмісними мінералами №п/п 1 2 3 4 5 ВрожайГумус, ність, % N ц/га Контроль (без внесення) 14,5 0,27 5,1 Органо-мінеральна 23,7 0,31 7,4 суміш, 10 т/га Заявлена суміш, 1 т/га Сапропель - 80 % 35,9 0,55 23,6 Трепел - 15 % Анальцим - 5 % Заявлена суміш, 1 т/га Сапропель - 90 % 35,6 0,56 24,1 Трепел - 7 % Анальцим - 3 % Варіанти досліду Елементи, мг/л піску Р K Cа Мg Fe Мn 17,5 14,2 432,5 68,9 55,4 12,3 29,4 26,7 615,3 85,0 69,3 16,2 75,8 69,3 976,9 165,7 87,1 9,3 75,2 68,6 965,4 163,2 85,4 9,7 Таким чином, використання запропонованого винаходу сприяє насиченню ґрунту активними органічними та мінеральними речовинами, підвищенню його агрофізичних властивостей, підвищенню адаптивного потенціалу рослин до фізичних і хімічних стресів, підвищенню водоутримуючої здатності піщаних ґрунтів та здешевленню способу підвищення родючості піщаних ґрунтів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 Спосіб підвищення родючості піщаних ґрунтів, що включає внесення в піщаний ґрунт органомінеральної суміші, який відрізняється тим, що як органо-мінеральну суміш використовують суміш сапропелю з попередньо модифікованими 0,001 % винною кислотою кремнійвмісними природними мінералами трепелом і анальцимом, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: cапропель 80-90 трепел 7-15 анальцим 3-5. 15 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4