Спосіб меліорації зрошуваних осолонцьованих чорноземів

Реферат: Спосіб меліорації включає розрахунок норм меліорантів з урахуванням якості ґрунту та поливної води; приділяють увагу післядії меліоратів. Вносять різні розрахункові меліоративні норми фосфогіпсу як хімічного меліоранту: внесення під культивацію навесні нормою 1,4 та 3 т/га та внесення восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га на фоні проведення зрошення та без нього. UA 117577 U (12) UA 117577 U UA 117577 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільського господарства, до меліорації зрошуваних засолених чорноземних ґрунтів. Відомий спосіб визначення доз фосфогіпсу для меліорації солонців [Пат. 1555668 СССР, МПК G01N33/24], заснований на характеристиці ґрунту і лише на кількості обмінного натрію у ґрунті. Недоліком є те, що для визначення норм внесення фосфогіпсу, як хімічного меліоранту, необхідно ще враховувати екологічно безпечну норму внесення фосфогіпсу та кількість натрію, що потрапила з поливною водою. Найбільш близьким по суті результату є спосіб меліорації темно-каштанових вторинно осолонцьованих ґрунтів у сівозміні при зрошенні водами підвищеної мінералізації [Пат. 8824. Україна, МПК А01В79/00], що заснований на розрахунку норм меліорантів з урахуванням якості ґрунту та поливної води; приділяється увага післядії меліоратів. Недоліком даного способу є те, що розглядається лише темно-каштанові ґрунти та одна розрахункова норма фосфогіпсу, як хімічного меліоранту. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності використання хімічних меліорантів на зрошуваних осолонцьованих чорноземах за рахунок покращення фізичних і хімічних властивостей ґрунту та можливість утилізації промислових відходів від виробництва фосфорних добрив. Поставлена задача вирішується тим, що вносять різні розрахункові меліоративні норми фосфогіпсу як хімічного меліоранту: внесення під культивацію навесні нормою 1,4 та 3 т/га та внесення восени перед основним обробітком ґрунту нормою 6 т/га на фоні проведення зрошення та без нього. Загальними ознаками є розрахунок норм меліорантів з урахуванням якості ґрунту та поливної води; приділяється увага післядії меліоратів. Відмінною ознакою є те, що вносять різні розрахункові меліоративні норми фосфогіпсу, як а саме: під передпосівну культивацію навесні нормою 1,4 та 3 т/га та восени під оранку ґрунту нормою 6 т/га. За наявними у авторів відомостями сукупність ознак, що заявляються і характеризують сутність корисної моделі не відома на даному рівні техніки. Отже, корисна модель, що заявляється, відповідає критерію "новизна". Суть корисної моделі, що заявляються, не випливає явно з відомого авторам рівня техніки. Сукупність ознак, що характеризують відомі рішення, не забезпечує досягнення нових результатів і тільки наявність перерахованих вище відмінних ознак забезпечує одержання нового, більш високого технічного результату. Запропонована корисна модель може бути багаторазово відтворена і використана. Отже, корисна модель відповідає критерію „промислова застосовність" Роботу проводили в дослідному господарстві «Дніпропетровської дослідної станції Інституту овочівництва та баштанництва НААН України» протягом 2010-2015 pp. Дослідні ділянки було закладено навесні та восени 2010 р. на чорноземі звичайному мало гумусному вилугуваному на суглинковому лесі. Гумусовий горизонт однорідного забарвлення глибиною 40-45 см. Потужність орного шару ґрунту 30 см. Аналіз даних поливної води з водосховища на р. Самара біля с Олександрівка, за небезпекою її токсичного впливу на рослини та небезпекою осолонцювання ґрунту за ДСТУ 2730-94 показав, що вода належить до II класу якості води «Обмежено придатна» за роки спостережень. Відповідно до агрономічних критеріїв протягом дослідного періоду хімічний тип води змінювався від хлоридно-сульфатного натрієво-магнієвого до магнієво-натрієвого. 2 Схема досліду включає 8 варіантів. Площа облікової ділянки 25,2 м . Повторюваність досліду чотириразова з систематичним розміщенням ділянок. Схема досліду наведена у табл. 1. Фосфогіпс вносили різними нормами за меліоративним, екологічним та агрономічним критеріями розрахунку. Меліоративну дозу розраховували на витискання обмінного натрію до заданого рівня, або на поліпшення показника, за яким оцінують ступінь солонцюватості до оптимального рівня. Використання фосфогіпсу для хімічної меліорації обумовлюється розрахунком екологічно безпечної дози. Її розраховували за елементом, який першим досягне рівня гранично допустимої концентрації. Агрономічна доза орієнтована на максимальний приріст урожаю і встановлюють її на основі багаторічних дослідів. Відповідно до наведених розрахункових доз на дослідних ділянках було внесено фосфогіпс нормами 1,4 т/га, 3 т/га та 6 т/га. Фосфогіпс нормами 1,4 т/га та 3 т/га вносили під культивацію навесні, а нормою 6 т/га восени під основний обробіток ґрунту. Продовж трьох років спостерігалась післядія меліоранту, а на четвертий рік усі дози внесли повторно. 1 UA 117577 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Відношення катіонів натрію до кальцію у ґрунтовому розчині (табл. 2) орного шару ґрунту зменшувалось за всіма варіантами досліду. Згідно з середніми показниками співвідношення катіонів натрію до кальцію знизилось з 13,10 до 2,65 одиниць. відрізняються показники у варіантах зі зрошенням та без нього: за середніми показниками варіанти зі зрошенням виявились на 3 одиниці меншими у порівнянні з незрошуваними ділянками. Це пояснюється процесом вимивання солей натрію з орного шару ґрунту. Співвідношення катіонів натрію до кальцію у варіантах з різними нормами внесення істотно не відрізняються за показниками, але найкращими залишаються варіанти з внесенням фосфогіпсу нормою 3 та 6 т/га зі зрошенням. Післядія хімічної меліорації (внесення фосфогіпсу як хімічного меліоранту) за п'ять років спостережень характеризується тенденцією зменшення вмісту обмінного натрію перші три роки (табл. 2) по відношенню до початкових параметрів на 30 % в шарі ґрунту 30 см. Наступний етап меліорації зменшив показники на 20 %. Найкращі результати отримали при внесенні фосфогіпсу різними нормами при зрошенні. Дані, отримані за 2012 рік (другий рік спостережень), значно відрізняються за результати інших років. Це пояснюється не типовими погодними умовами, які склалися у цей рік, що зумовило більш різке витіснення обмінного натрію з ґрунтового поглинаючого комплексу. Значне зменшення обмінного натрію, майже на 11% в порівнянні з контролем, виявили при внесенні фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 3 т/га при зрошенні у перший рік післядії. За наступні роки тенденція зменшення зберігалася, але повторне внесення меліоранту виявило, що кращим є варіант з внесенням фосфогіпсу восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га зі зрошенням, що становило 0,05 ммоль на 100 г ґрунту. У варіантах без зрошення на контролі спостерігалась тенденція до розсолонцювання зрошуваних ґрунтів під впливом атмосферних опадів. Кращий результат у порівнянні з контрольним за всі роки спостереження виявлений при внесенні фосфогіпсу нормою 6 т/га під основний обробіток ґрунту восени (на 15-20 % менше контрольних показників). Оптимальним значенням ґрунтового розчину (табл. 3) для розвитку сільськогосподарських культур є нейтральна реакція (рН=7). На дослідних ділянках за роки спостережень реакція ґрунтового розчину була близька до нейтральної: 6,71-7,9. Аналіз шпаруватості в орному шарі (0-30 см) ґрунту показав тенденцію до збільшення значень у порівнянні з контрольними показниками та зміни її за роками досліджень, що позитивно вплинуло на забезпеченість повітрям ґрунту та підвищило ступінь аерації. Виключення за значеннями складає 2012 рік. За роки досліджень найкращим виявився варіант з внесенням фосфогіпсу нормою 6 т/га, коли шпаруватість по відношенню до контролю збільшувалась на 32 % у незрошуваному варіанті, та на зрошуваних - 70%. Збільшення вмісту кальцію у верхніх горизонтах солонцюватих ґрунтів при внесенні фосфогіпсу сприяло закріпленню в них органічних речовин та накопиченню гумусу. Гумус покращує фізичні властивості ґрунту, підвищує його здатність проти ерозії та поліпшує структурний стан. Приріст гумусу спостерігався як по роках спостережень, так і по відношенню до контрольних варіантів. Вміст гумусу у варіантах без зрошення збільшувався до 2,71 % при внесенні фосфогіпсу восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га. При зрошенні кращим також виявився варіант з нормою внесення фосфогіпсу 6 т/га, а за відсотковим збільшенням, відповідно, за роками кращим виявився варіант з нормою внесення 3 т/га. Таблиця 1 Схема двофакторного польового досліду Зрошення, % НВ (фактор А) Без зрошення Норма внесення фосфогіпсу (фактор В) без внесення фосфогіпсу (контроль) внесення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 1,4 т/га внесення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 3 т/га внесення фосфогіпсу восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га 2 Номери облікових ділянок 1 (І, II, III, IV) 2 (І, II, III, IV) 3 (І, II, III, IV) 4 (І, II, III, IV) UA 117577 U Продовження таблиці 1 Зрошення, % НВ (фактор А) Норма внесення фосфогіпсу (фактор В) без внесення фосфогіпсу (контроль) внесення фосфогіпсу під культивацію Підтримання вологості навесні нормою 1,4 т/га ґрунту70-80-70 % НВ, у внесення фосфогіпсу під культивацію шарі 0,5 м навесні нормою 3 т/га внесення фосфогіпсу восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га Номери облікових ділянок 5 (І, II, III, IV) 6 (І, II, III, IV) 7 (І, II, III, IV) 8 (І, II, III, IV) Таблиця 2 Зміна хімічних властивостей чорнозему під дією фосфогіпсу в орному шарі ґрунту за роки спостережень Умови зволоження ґрунту Варіант досліду Без внесення фосфогіпсу (контроль) Внесення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 1,4 т/га Без Внесення зрошення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 3 т/га Внесення фосфогіпсу восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га Без внесення фосфогіпсу (контроль) Внесення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 1,4 т/га Зрошення, Внесення 70-80-70% фосфогіпсу під НВ, 0,5 м культивацію навесні нормою 3 т/га Внесення фосфогіпсу восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га Відношення катіонів натрію до Вміст обмінного натрію, кальцію ммоль на 100 г ґрунту 2011 2012 2013 2014 2015 2011 2012 2013 2014 2015 рік рік рік рік рік рік рік рік рік рік 13,45 10,20 12,50 9,81 8,20 1,86 1,53 1,47 1,39 1,30 12,38 6,34 11,69 8,48 2,63 0,70 0,21 0,65 0,49 0,51 12,56 3,21 12,03 5,96 0,66 0,67 0,14 0,60 0,45 0,47 13,07 1,67 12,89 4,20 0,45 0,40 0,08 0,38 0,22 0,25 18,53 7,63 15,59 13,33 10,42 2,17 1,47 7,38 5,80 8,31 5,30 0,98 0,38 0,10 0,26 0,19 0,20 8,72 2,39 7,90 2,51 0,51 0,26 0,04 0,15 0,10 0,11 5,24 1,87 4,31 1,67 0,20 0,32 0,00 0,10 0,05 0,05 3 2,3 2,28 2,30 UA 117577 U Таблиця З Зміна фізичних властивостей ґрунту під дією хімічної меліорації в роки досліджень Умови зволоже ння ґрунту Без зрошен ня Зрошен ня, 7080-70 % НВ, 0,5 м Вміст гумусу, % Варіант досліду Без внесення фосфогіпсу (контроль) Внесення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 1,4 т/га Внесення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 3 т/га Внесення фосфогіпсу восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га Без внесення фосфогіпсу (контроль) Внесення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 1,4 т/га Внесення фосфогіпсу під культивацію навесні нормою 3 т/га Внесення фосфогіпсу восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га рН Шпаруватість, % 2011 2012 2013 2014 2015 2011 2012 201 2014 2015 2011 рік рік рік рік рік рік рік 3 рік рік рік рік 2,5 2,52 2,4 2,42 2,51 2,56 2,47 2,40 2,6 2,15 2,55 2,60 2,67 7,4 7,1 7,4 2,58 7,39 6,9 7,4 7,47 7,52 18,73 20,83 17,22 17,5 17,8 2,6 7,5 7,5 18,5 2012 2013 2014 2015 рік рік рік рік 19,8 17,0 17,4 17,6 7,27 6,89 7,4 7,17 7,3 20,08 27,50 22,00 24,3 24,5 2 24 2,60 2,67 2,71 2,65 7,29 6,70 7,4 7,14 7,2 24,12 33,58 24,30 25,5 25,6 2,65 2,42 2,45 7,9 17,56 19,45 18,0 2,4 2,38 7,5 7,4 7,5 7,8 2,40 2,47 2,59 2,73 2,7 7,22 6,75 7,4 7,10 7,23 24,4 17,6 18.1 29,56 25,50 25,9 25,8 2,37 2,59 2,66 2,77 2,75 7,36 6,71 7,3 7,02 7,1 23,89 31,09 24,70 25,0 25,5 2,49 2,68 2,72 2,86 2,80 7,23 6,79 7,1 7,02 7,1 26,0 41,31 27,30 30,1 31,0 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб меліорації, що включає розрахунок норм меліорантів з урахуванням якості ґрунту та поливної води; приділяють увагу післядії меліоратів, який відрізняється тим, що вносять різні розрахункові меліоративні норми фосфогіпсу як хімічного меліоранту: внесення під культивацію навесні нормою 1,4 та 3 т/га та внесення восени під основний обробіток ґрунту нормою 6 т/га на фоні проведення зрошення та без нього. 10 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4