ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2294076

СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ

СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЧВЫ
ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ

Имя изобретателя: Степанова Лидия Павловна (RU); Половитсков Владимир Александрович (RU); Тихойкина Ирина Михайловна (RU); Черный Евгений Сергеевич 
Имя патентообладателя: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ)
Адрес для переписки: 302019, г.Орел, ул. Ген. Родина, 69, ОрелГАУ
Дата начала действия патента: 2005.08.31 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам обогащения почвы. Способ заключается в том, что в почву вносят солевые отсевы алюминиевого шлака, полученные из металлургического шлака, которые вносят в почву весной под культивацию, в количестве 1-5 т/га в зависимости от типа почвы и возделываемых культур. Способ позволяет повысить урожай сельскохозяйственных культур, устойчивость растений к болезням, способствует улучшению питательного режима растений и агрофизических свойств почвы.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур и декоративных растений.

Известен способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, заключающийся в том, что в почву вносят металлургический шлак, в качестве которого используют солевые отсевы алюминиевого шлака, который вносят в почву в зависимости от типа почвы и возделываемых культур (патент RU 2070186 C1, C 05 D 1/02, опубл. 10.12.1996).

Однако известный способ не способствует значительному повышению урожайности культур.

Задача изобретения - повышение урожайности возделываемых культур.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе обогащения почвы, заключающемся в том, что в почву вносят в качестве металлургического шлака солевые отсевы алюминиевого шлака, согласно изобретению их вносят в почву весной под культивацию в количестве 1-5 т на га в зависимости от типа почвы и возделываемых культур.

Для осуществления способа были проведены опыты в полевых условиях в четырехкратной повторности на примере таких растений, как горох, кукуруза на зеленый корм, ячмень, картофель, томаты, многолетние травы, астра.

Схема опыта:

1 - контроль - без внесения в почву удобрений;

2 - внесение в почву алюминиевого шлака в дозах 1 т/га;

3 - внесение в почву алюминиевого шлака в дозах 2 т/га.

Шлак вносят в почву весной под культивацию. Почвы опытных участков чернозем оподзоленный, среднесуглинистый (гумус 5,2%, рН сол. - 5,8; Р 2O5 - 7,0; К2 O - 10,0); серая лесная среднесуглинистая (гумус 3,2%, рН сол. - 4,5; Р2O5 - 8,9; К2O - 8,0 мт на 100 г). Технология возделывания опытных культур общезональная.

Отсевы солевого алюминиевого шлака относятся к IV классу малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества в промышленности. Классификация и общие требования».

Отсевы солевого алюминиевого шлака Мценского металлургического завода АООТ «Цветные металлы и сплавы» характеризуются следующими показателями.

Физико-химические свойства отсевов солевого алюминиевого шлака:

1. Агрегатное состояние - сыпучий материал, фракции 3 мм.

2. Цвет - светло-серый.

3. Запах - специфический.

4. Водородный показатель водной вытяжки - рН 8.

5. Основные фазы - хлорид калия (KCl), хлорид натрия (NaCl), оксид алюминия (Al2O 3), оксид кремния (SiO2).

Таблица 1

Химический состав отсевов солевого алюминиевого шлака
Элементы, соединения Содержание,

%
Элементы, соединения Содержание, % Элементы, соединения Содержание,

%
Al 2,82 Са 0,2 Cu 0,66
Al 2O3 16,26 Na 2,42 Со н/о
Si 4,90 К 3,74 Cd 0,004
Mg 1,74 Cl 2,00 Sn 0,018
Fe 1,70 Ti 0,085 SO4 0,28
Zn 0,64 Mn 0,15 Ni н/о

Пример 1

Солевые отсевы алюминиевого шлака вносили в почву под культивацию весной в дозе 1 т/га перед посевом гороха, ячменя. Эксперимент проводили в четырехкратной повторности, площадь делянок 100 м2.

Пример 2

Солевые отсевы алюминиевого шлака вносили в почву под культивацию в дозе 2 т/га перед посевом гороха, ячменя. Эксперимент проводили в четырехкратной повторности, площадь делянок 100 м2.

Таблица 2
Влияние шлака на наступление сроков фенофаз гороха
ДАТЫ НАСТУПЛЕНИЯ ФЕНОФАЗ
Варианты опыта Прорастание семян Всходы Стеблевание и ветвление Бутонизация Цветение Образование бобов Созревание Полная спелость
1. Контроль 26 апреля 10 мая 18 мая 13 июня 21 июня 27 июня 8 июля 2 августа
2. 1 т/га шлака 26 апреля 9 мая 17 мая 11 июня 19 июня 25 июня 7 июля 1 августа
3. 2 т/га шлака 26 апреля 8 мая 15 мая 9 июня 17 июня 23 июня 5 июля 30 июля

Из таблицы 2 видно, что разница на всходах на контроле в сравнении вторым вариантом с внесением - 1 т/га шлака составила один день и два дня в сравнении с третьим вариантом при внесении - 2 т/га шлака. В дальнейшем разница в один день сохраняется между контролем и вторым вариантом до фазы бутонизации, где она возрастает до двух дней, и эта разница сохраняется до созревания, где разница вновь составила один день и сохранилась до полной спелости.

Разница в два дня между контролем и третьим вариантом увеличилась в фазу стеблевания до трех дней, а в фазу бутонизации разница достигла четырех дней и сохранялась до созревания, где разница сократилась до трех дней и сохранилась вплоть до полной спелости.

Отсюда можно сделать вывод, что шлак положительно влияет на энергию прорастанию и на всхожесть семян, а в дальнейшем и на более ранние сроки наступления фенофаз.

Кроме этого, по результатам опыта можно судить о том, что более ранние сроки наступления фенофаз, более высокая урожайность и высота растений гороха во втором и особенно в третьем вариантах по сравнению с базовым вариантом связаны с развитием более мощной корневой системы растений в этих вариантах.

А развитие мощной корневой системы напрямую связано с увеличением на ней числа симбиотических азотфиксирующих бактерий. При их большом количестве растения гороха начинают более интенсивно получать нитратный азот, который идет на рост, развитие и наращивание большей вегетационной массы и урожая. О чем свидетельствуют результаты полевого опыта.

При создании более благоприятных условий для развития корневой системы гороха и симбиотических азотфиксирующих бактерий повышается интенсивность фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями и перевода его в нитратные формы в результате процесса нитрификации, что способствует обогащению почвы доступными формами азота и характеризует горох как отличный предшественник для озимых зерновых культур.

Таким образом, можно сделать вывод, что заложив хорошие основы на всходах, шлак создал более благоприятные условия для роста и развития гороха во втором и в третьем варианте. Всходы гороха во втором и особенно в третьем варианте были более дружными и равномерными по сравнению с контролем. Ранние сроки всходов и наступления других фенофаз позволили гороху быстрее пройти критические периоды (массовое развитие вредителей), нарастить хорошую вегетационную массу и сформировать высокий урожай по сравнению с базисным вариантом.

Таблица 3
Влияние шлака на высоту и урожайность гороха
Вариант опыта Высота растений, см Урожайность, ц/га
средняя к контролю средняя к контролю
см % ц/га %
1. Контроль 79,1 - - 31 - -
2. Шлак 1 т/га 82 2,9 3,6 34,5 3,5 11,2
3. Шлак 2 т/га 84,5 5,4 6,8 36,9 5,9 19,0
НСР05 - 1,36 - 1,08

Как видно из таблицы 3, усиление ростовых процессов в растениях гороха при внесении шлака обусловлено закономерным увеличением корневой системы и высокой адсорбирующей поверхностью корней. А это в свою очередь стимулирует образование клубеньков.

Наблюдения показали, что при проведении опыта с внесением под горох шлака во втором варианте дозе - 1 т/га и в третьем варианте - 2 т/га высота растений во втором варианте увеличилась в среднем по сравнению с контролем на 2,9 см и составила 82 см. В третьем варианте на 5,4 см, где высота растений достигала 84,5 см, в то время как в контроле средняя высота растений составила 79,1 см.

Как видно из таблицы 3, урожайность зерна гороха в контроле составила 31 ц/га. Внесение шлака обусловило больший выход продукции. Так, при внесении 1 т/га шлака урожайность гороха составила 34,5 ц/га, что на 3,5 ц/га или на 11,2% превысило контрольный вариант.0

При увеличении дозы шлака в 2 раза урожайность повысилась до 36,9 ц/га, что на 5,9 ц/га или на 19,0% было выше урожайности гороха в контроле и на 2,4 ц/га превышало урожайность, полученную при внесении 1 т/га шлака.

Внесение шлаковых отходов под ячмень оказало положительное действие на формирование репродуктивных органов растений и урожайность зерна. При использовании предлагаемого способа увеличивалась длина колоса, число зерен в колосе и урожайность зерна, которая составила 2,78 т/га, что на 6,5% было выше урожайности зерна контрольного варианта.

Исследование элементного состава зерна ячменя показало, что содержание меди, цинка и кобальта в зерне не превышало предельно допустимых концентраций.

Пример 3

Солевые отсевы алюминиевого шлака вносили в почву под культивацию в дозе 4 т/га перед посевом кукурузы. Эксперимент проводили в четырехкратной повторности, площадь делянок 100 м 2.

Пример 4

Солевые отсевы алюминиевого шлака вносили в почву под культивацию в дозе 8 т/га перед посевом кукурузы. Эксперимент проводили в четырехкратной повторности, площадь делянок 100 м2 (табица 4).

Таблица 4

Влияние солевых отсевов алюминиевого шлака на развитие и урожайность кукурузы
Вариант опыта Высота растений, см Урожайность, ц/га
средняя к контролю средняя к контролю
см % ц/га %
1. Контроль 169,2 - - 400,0 - -
2. Шлак 4 т/га 206,3 37,1 21,9 523,2 123,2 30,8
3. Шлак 8 т/га 203,4 34,2 20,2 488,2 88,2 22,1

Внесение 4 т/га шлака под кукурузу способствовало повышению урожайности зеленой массы на 123,2 ц/га или 30,8% в сравнении с контрольным вариантом. При увеличении дозы шлака в 2 раза до 8 т/га урожайность увеличивалась до 88,2 ц/га или 22,1% в сравнении с контролем. При этом урожайность зеленой массы снижалась на 35 ц/га в сравнении с урожайностью, полученной при внесении шлака в дозе 4 т/га.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что оптимальной дозой солевых отсевов алюминиевого шлака при возделывании кукурузы является 4 т/га.

Внесение шлака перед посадкой картофеля в дозе 5 т/га обусловило интенсивные приросты растений и клубнеобразование, фенологические наблюдения показали устойчивость растений картофеля к поражаемости фитофторозом, при этом урожайность увеличивалась от использования предлагаемого способа на 31,7%.

Таким образом, использование предлагаемого способа на горохе, кукурузе, картофеле и ячмене является эффективным как для увеличения урожайности культур, так и для регулирования плодородия почвы.

Пример 5

Шлаковые отходы вносили в дозе 100 г на 1 м 2 при выращивании рассады томатов, цветочных декоративных растений (астра) и многолетних трав.

Таблица 5
Варианты опыта Томаты Многолетние травы Растения астры
средняя масса плода, г % к контролю ц/га %к контролю средняя высота, см %к контролю
1. Контроль 92,86 - 13,9 - 46,06 -
2. Шлак 1 т/га 118,18 27,26 15,8 13,7 50,52 9,70

Исследованиями доказано, что внесение солевых отсевов алюминиевого шлака в почву создает благоприятные условия для развития травостоя многолетних трав. В контрольном варианте прирост растений за период наблюдений достигал 24,9 см, при внесении шлаков прирост увеличился до 28,9 см, что превышало прирост в контроле на 4 см или 16,1%. Средняя урожайность от внесения шлаков на травах достигала 15,8 ц/га, что на 13,7% превышало урожайность сена многолетних трав в контрольном варианте. Корма, полученные при использовании этого способа, отвечали зоотехническим требованиям.

Предлагаемый способ оказывает положительное действие на развитие рассады томатов и их урожайность. Масса плода увеличилась на 27,3% в сравнении с контролем. Содержание нитратов в плодах томатов находилось в пределах 28,5-35,0 мг/кг, что значительно ниже предельно допустимой концентрации. При этом отмечено повышение устойчивости растений к повреждаемости фитофторозом.

Внесение 100 г шлака на 1 м2 в делянки, куда высаживали рассаду астры, обеспечило усиление ростовых процессов, увеличение числа стеблей на 39,4% в сравнении с контролем и более ранние сроки зацветания растений.

Установлено, что внесение в почву солевых отсевов алюминиевых шлаков способствует снижению кислотности почвы, повышению содержания обменных оснований, улучшению питательного режима.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить урожай сельскохозяйственных культур, развитие декоративных растений и плодородие почвы. Доза солевых отсевов алюминиевого шлака зависит от почвенных условий и биологических особенностей выращиваемых культур.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур и декоративных растений, заключающийся в том, что в почву вносят металлургический шлак, отличающийся тем, что в качестве металлургического шлака используют солевые отсевы алюминиевого шлака, которые вносят в почву весной под культивацию в количестве 1-5 т/га в зависимости от типа почвы и возделываемых культур.

Версия для печати
Дата публикации 07.03.2007гг


вверх