способ обогащения почвы

Формула изобретения

Способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий внесение в почву органического удобрения, отличающийся тем, что в качестве органического удобрения используют подторфный слой сапропеля в количестве 80-110 т/га в виде рассыпного вещества.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия почв, в частности тяжелосуглинистых, за счет увеличения в них содержания органического вещества.

Органические удобрения являются не только важным источником питательных элементов для растений, но и пополняют запас в почве гумуса - одного из основных показателей ее потенциального плодородия. Важная функция органики - мелиоративное влияние, улучшение всех свойств почвы, оптимизация ее гумусного состояния. Тяжелосуглинистые почвы особенно нуждаются в повышении их плодородия, так как в них изначально очень мало органического вещества. Гумуса в таких почвах содержится всего до 4%, а это очень низкий показатель. Это кислые почвы, в них мало микрофлоры, само органическое вещество слабо разлагается из-за кислой реакции среды. Тяжелосуглинистые почвы постоянно требуют внесения органического вещества.

Известны способы повышения плодородия тяжелосуглинистых и других почв путем внесения в них навоза (а.с. № 1489617, кл. A01C 21/00; а.с. № 1722282, кл. А01С 21/00, 1992 г.; пат. РФ № 2158069, кл. А01В 79/02); органоземляных компостов (а.с. № 1607720, кл. А01С 21/00, 1990 г.); соломы злаковых культур (патент РФ № 2172087, кл. A01C 21/00, 1999 г.; патент РФ № 2246196, кл. А01С 21/00, 2005 г.), гуминовых препаратов (патент РФ № 2275779, кл. А01В 79/02, 2004 г.; пат. Фр. № 2689723, кл. А01В 79/02) и др. Из упомянутых аналогов лучше всего повышает плодородие почвы навоз. Но при внесении навоза в почву часть азота накапливается в нитратной форме.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ обогащения плодородия почв сапропелем (В.И.Хохлов. Современное состояние добычи и использования сапропеля на удобрения. ВНИИТЭИагропром. М., 1991 г., 60 с).

Сапропель добывают со дна озер, рек земснарядами, грейферным черпанием. Сырье поднимают со дна и отправляют непосредственно на поля или специальные площадки для сушки (авт.св. № 1595370, кл.А01С 21/00, 1990 г.) или заливают сапропелевую пульпу в отстойники, промораживают, а затем перерабатывают в удобрение (Пат. РФ № 2040880, кл. А01С 21/00,23/00, 1995 г.). Однако все известные способы внесения сапропеля в почву и получения сапропелевых удобрений предполагают использование донных отложений сапропеля, которое содержит низкое содержание органических веществ.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение содержания в почве органического вещества, увеличение содержания полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве полезной микрофлоры, улучшение экологической ситуации в самой почве за счет повышения содержания элементов минерального питания.

Указанный технический результат достигается за счет внесения в почву подторфного слоя сапропеля с высоким содержанием органического вещества. Проведенные исследования показали, что в подторфном слое органики гораздо больше по сравнению с донными отложениями. Поверхностный слой сапропеля представляет собой рыхлую массу черного цвета, влажностью до 25%.

Способ осуществляют следующим образом: сапропель (подторфный слой) вносят на поле поверхностно осенью под перепашку. Оптимальная доза внесения - от 80 до 100 т/га. Сапропель всей своей массой сорбирует минеральные соли и медленно отдает их в почвенный раствор. Причем процесс этот происходит равномерно, что позволяет поддерживать постоянно оптимальный почвенный режим. А это особенно важно для тяжелосуглинистых почв, требующих внесения органики постоянно.

Примеры выполнения способа

Пример 1. В 2006 г. проводились исследования по влиянию поверхностного слоя сапропеля из озера Золотое Комсомольского района Хабаровского края на урожайность сельскохозяйственных культур. Испытания на картофеле проводились в полевом стационаре отдела земледелия ГНУ-ДВ ордена ТКЗ НИИСХ Россельхозакадемии в картофельном севообороте на подзолисто-бурой тяжелосуглинистой почве. Агрохимические свойства почвы вполне соответствовали биологическим требованиям культуры: рН сол. 4,3, гидролитическая кислотность 5,5 мг-экв. на 100 г почвы, сумма обменных оснований (Ca+Mg) составила 17,5 мг-экв. на 100 г почвы, а степень насыщенности ими почвенного поглощающего комплекса - 76,1%. Содержание минерального азота в почве перед посадкой клубней не превышало 9,1 мг/кг почвы, содержание подвижных фосфатов и обменного калия 2,1 и 12 мг/100 г почвы соответственно. Испытания проводили на картофеле сорта Невский. Опыты были заложены в 4-кратной повторности, учетная площадь делянки - 7 кв.м. Для сравнения в опыт был введен вариант совместного применения сапропеля с известью. Учет урожая клубней картофеля показал, что по сравнению с контрольным вариантом (без удобрений) дополнительно от применения сапропеля (поверхностного слоя) получено 255,1 ц/га клубней. При совместном применении сапропеля и извести прибавка составила 203,9 ц/га (табл.1).

Таблица 1
Влияние сапропеля (поверхностного слоя) на урожайность картофеля
Вариант	Урожайность, ц/га	Прибавка	Содержание в клубнях
ц/га	%	крахмала, %	нитратов, мг/100 г
Контроль	226,9	-	-	11,0	227
Сапропель 80 т/га (поверх. слой)	482,0	255,1	112,4	11,5	114
Сапропель (поверх. слой) + Са 0,25 г.к.	430,8	203,9	89,9	11,5	117
N48P 48K48 (локально)	353,6	126,7	55,8	10,7	143

ПДК нитратов в картофеле 250 мг.

Даже по сравнению с локальным применением минеральных удобрений урожайность картофеля в условиях года при внесении поверхностного слоя сапропеля была на 128,4 ц/га выше.

Для сравнения приводим данные полевых опытов на картофеле в Ярославской области на легкосуглинистых дерново-подзолистых почвах при внесении донного сапропеля озера Неро. При внесении 20 т/га донного сапропеля прибавка урожая картофеля составила 24 ц/га, 40 т/га - 56 ц/га, 80 т/га - 77 ц/га.

Таблица 2
Влияние донного сапропеля на урожайность картофеля на легкосуглинистых дерново-подзолистых почвах
Вариант	Урожайность, ц/га	Прибавка урожая, ц/га	%
Контроль	171	-	-
Сапропель - 20 т/га	195	24	14
Сапропель - 40 т/га	227	56	32,7
Сапропель - 80 т/га	248	77	45,0

В Ленинградской области на дерново-подзолистой суглинистой почве урожай картофеля без удобрений составил 131 ц/га. Внесение 10 т/га сапропеля оз. Самро повышало урожай клубней до 146 ц/га, а 30 т/га - до 171 ц/га.

Таблица 3
Влияние донного сапропеля оз. Самро на урожайность картофеля на дерново-подзолистой суглинистой почве
Вариант	Урожайность, ц/га	Прибавка урожая, ц/га	%
Контроль	131	-	-
Сапропель - 10 т/га	146	15	11,4
Сапропель - 30 т/га	171	40	30,5

На дерново-подзолистой супесчаной почве Псковской области при внесении 40 т/га донного сапропеля оз. Меленки урожайность клубней картофеля составила 134 ц/га, при 80 т/га - 178 ц/га, в контрольном варианте - 118 ц/га.

Таблица 4
Урожайность картофеля при внесении донного сапропеля на дерново-подзолистой супесчаной почве
Вариант	Урожайность,ц/га	Прибавка урожая,ц/га	%
Контроль	118	-	-
Сапропель донный - 40 т/га	134	16	13,6
Сапропель донный - 80 т/га	178	60	50,8

Следует отметить, что клубни картофеля в варианте с внесением в почву поверхностного сапропеля фактически не были поражены фитофторой, в то время как в вариантах без сапропеля их пораженность была значительной. Улучшилось и качество клубней картофеля. Отмечено резкое снижение нитратов в клубнях и некоторое повышение содержания в них крахмала.

Исследования на кукурузе проводились в кормовом севообороте на лугово-бурой тяжелосуглинистой почве. Кукуруза оказалась в условиях года менее отзывчивой на применение сапропеля, прибавка урожая по сравнению с контрольным вариантом составила 91,4 ц/га, или 24,5% (табл.2). Совместное применение сапропеля (поверхностного слоя) с известью несколько повысило продуктивность кукурузы (табл.5).

Таблица 5
Влияние сапропеля поверхностного слоя на урожайность кукурузы, 2006 г
Вариант	Урожайность, ц/га	Прибавка урожая, ц/га	%
Контроль	380	-	-
Сапропель - 80 т/га	471	91,4	24,5
Сапропель + Ca 0,25 г.к.	510,7	130,7	34,4

На выщелоченных тяжелосуглинистых черноземах Новосибирской области сапропель (донный) использовали при выращивании кукурузы. Урожай зеленой массы в контроле составил 177 ц/га, при внесении 40 т/га - 301 ц/га, 80 т/га - 339 ц/га.

Таблица 6
Влияние донного сапропеля на урожайность зеленой массы кукурузы на выщелоченных тяжелосуглинистых черноземах
Вариант	Урожайность, ц/га	Прибавка урожая, ц/га	%
Контроль	177,0	-	-
Сапропель - 40 т/га	301	124	70
Сапропель - 80 т/га	339	162	91,5

Из приведенных таблиц видно, что даже с учетом более благоприятных в отношении плодородия почв внесение сапропеля поверхностного дает больший эффект по сравнению с донным.

Таким образом, применение поверхностного слоя сапропеля на тяжелосуглинистых почвах оказалось очень эффективным средством повышения урожая картофеля и его качества, что особенно важно в условиях Среднего Приамурья и аналогичных почвенно-климатических зон.

Кукуруза также отзывалась положительно на его применение.

Пример 2. Аналогичные (примеру 1) исследования на базе длительных стационарных опытов Географической сети были проведены отделом земледелия ГНУ-ДВ ордена ТКЗ НИИСХ Россельхозакадемии в 2007 г. Изучалось влияние сапропеля (поверхностного слоя) в действии и последействии на величину и качество урожая пропашных культур и изменение плодородия почвы, а именно подзолисто-бурой тяжелосуглинистой. Анализ урожайных данных картофеля сорта Невский показал, что дополнительно от прямого действия сапропеля (поверхностного слоя) получено 128,3 ц/га (41,6%) по сравнению с контрольным вариантом (307,8 ц/га). Посадка картофеля по последействию сапропеля (поверхностного слоя) способствовала росту урожайности на 92,3 ц/га (32,6%) по сравнению с вариантом без удобрений (283,0 ц/га).

Применение сапропеля оказало существенное влияние на улучшение качества клубней картофеля: повысилось содержание крахмала на 1,2%, повысилось содержание сухого вещества в клубнях на 1,9-6,2% и снизилось содержание нитратов на 11,2-23,7 мг/кг.

Урожайность кукурузы на силос (сорт Бирсу) от применения сапропеля (поверхностного слоя) возросла на 7,6 т/га (14,7%) по сравнению с контрольным вариантом (51,8 ц/га).

Урожайность капусты сорта Подарок при посадке по сапропелю поверхностного слоя составила 40,0 т/га, что на 10,7 т/га выше, чем в контрольном варианте, и на 7,8 т/га больше, чем от действия минеральных удобрений.

Применение сапропеля улучшало обеспеченность растений элементами минерального питания в период вегетации. Второй год изучения влияния сапропеля (поверхностного слоя) свидетельствует о том, что это эффективное средство повышения урожайности пропашных культур, качества их продукции. При этом повышается содержание минеральных элементов питания в пахотном горизонте почвы.

Применение предлагаемого изобретения обеспечивает значительную (до 50%) прибавку урожая, ускоряет рост и развитие растений, способствует получению экологически чистой продукции, повышает содержание гумуса в почве, обеспечивает высокое плодородие почвы на 3 последующих года.