способ восстановления плодородия почв

Формула изобретения

Способ восстановления плодородия почв, включающий пропитку активного угля раствором неорганических солей, его сушку и внесение в почву, отличающийся тем, что в качестве раствора для пропитки используют водный раствор неорганических солей CuSO₄, ZnCl₂, H₃BO₃, MgCl₂ и Mn(NO₃)₂ с суммарной концентрацией 12 мас. %, причем пропитку активного угля ведут при коэффициенте пропитки от более 0,8 до 1,0.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области восстановления плодородия почв, загрязненных пестицидами и другими ксенобиотиками, и может быть использовано в сельском и лесном хозяйстве, а также для решения проблем защиты литосферы.

Известен способ защиты почв, включающий внесение в почву активного угля (АУ) в виде зерен в зону прорастания семян (авт.свид. СССР N 1524205, кл. A 01 N 25/32, опубл. 22.07.89). Недостатком известного способа является сложность его осуществления и большой расход активного угля.

Наиболее близким предлагаемому способу по технической сущности является способ восстановления плодородия почв после применения гербицидов, заключающийся во внесении в почву композиции активного угля и неорганической соли в виде алюмосиликата, содержащего оксиды кремния, алюминия и ряд других металлов (патент РФ N 2002496, кл. B 01 J 20/00, опубл. 15.11.93).

Недостатком прототипа является его низкая эффективность в восстановлении плодородия почв, загрязненных ксенобиотиками, в частности пестицидами.

Целью изобретения является восстановление плодородия почв, загрязненных пестицидами и другими ксенобиотиками.

Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим пропитку АУ раствором неорганических солей, его сушку и внесение в почву, при этом в качестве раствора для пропитки используют водный раствор неорганических солей CuSO₄, ZnCl₂, H₃BO₃, MgCl₂ и Mn(NO₃)₂ с суммарной концентрацией 12 мас.%, причем пропитку АУ ведут при коэффициенте пропитки от более 0,8 до 1,0.

Отличие предложенного способа от известного состоит в том, что в качестве раствора для пропитки используют водный раствор неорганических солей CuSO₄, ZnCl₂, H₃BO₃, MgCl₂ и Mn(NO₃)₂ с суммарной концентрацией 12 мас.%, причем пропитку АУ ведут при коэффициенте пропитки от более 0,8 до 1,0.

Из научно-технической литературы авторам неизвестно применение при восстановлении плодородия почв АУ, пропитанного водными растворами неорганических солей при коэффициенте пропитки от более 0,8 до 1,0, притом сами соли CuSO₄, ZnCl₂, H₃BO₃, MgCl₂ и Mn(NO₃)₂ относятся к группе биологически активных микроэлементов.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. При внесении в загрязненную ксенобиотиками почву композиции АУ и закрепленных в его пористой структуре биологически активных неорганических солей при контакте с почвенным раствором идет пролонгированное выщелачивание микроэлементов, стимулирующих рост и развитие растений, при этом освобождающиеся сорбционные центры пористой структуры АУ активно сорбируют токсические остатки пестицидов и других ксенобиотиков, что предотвращает их дальнейшее отрицательное воздействие на растения. Оба эффекта в совокупности приводят к значительному восстановлению плодородия почв. Эффективная доза композиции определяется характером загрязнений и генотипом почв (дерново-подзолистая, черноземная, каштановая и др.).

Принципиального значения соотношение солей в растворе не имеет. Могут быть различные варианты, в том числе и в равных долях. Количественные соотношения не считаем целесообразным уточнять, т.к. это не важно для достижения цели изобретения.

С другой стороны при коэффициенте пропитки менее 0,8 неорганические соли проникают глубоко в микропоры угля и, следовательно, слабо дозируются в почву, а при коэффициенте пропитки более 1,0 значительно удорожается восстановление плодородия почв.

Способ осуществляют следующим образом. Берут АУ в виде зерен или порошка и вносят в пористую структуру неорганические соли биологически активных микроэлементов путем пропитывания угля растворами соответствующих солей, определяемых видом выращиваемых сельхозкультур, при коэффициенте пропитки, равном 0,8 - 1,0, с последующей подсушкой. Определяют характер и уровень загрязнения почвы ксенобиотиками для расчета дозы композиции с учетом сорбционной способности АУ. Внесение композиции в почву осуществляют серийной сельхозтехникой либо вручную.

Пример 1. Берут АУ с размером зерен 0,2 - 1,0 мм и суммарным объемом пор 0,8 см³/г. Готовят водный раствор CuSO₄, ZnCl₂, H₃BO₃, MgCl₂ и Mn(NO₃)₂ в суммарной концентрации 12 мас.% и вводят его в пористую структуру угля при коэффициенте пропитки, равном 1,0, после чего композицию подсушивают. В почву, загрязненную 0,4 г/га хлорсульфурона, вносят композицию из расчета 100 кг/га. После тщательного перемешивания почвы с композицией высевают тест-культуру (огурец, свекла и рапс) и выращивают ее в камере лаборатории искусственного климата (ЛИК). Уровень восстановления плодородия почв оценивают через 30 суток по прибавке урожая тест-культуры по сравнению с загрязненным контролем (в который не вносили композицию АУ с солями микроэлементов).

Пример 2. Осуществление способа, как в примере 1, за исключением того, что используют порошкообразный АУ с размером частиц менее 100 мкм и вводят раствор солей в пористую структуру АУ при коэффициенте пропитки, равном 0,9.

Пример 3. Осуществление способа как в примере 1, за исключением того, что пропитку ведут при коэффициенте пропитки, равном 0,8.

В таблице приведены результаты вегетационных опытов по восстановлению плодородия почв, загрязненных хлорсульфуроном и тербацилом, которые в настоящее время интенсивно используются в сельском хозяйстве и охватывают широкий спектр токсических химических структур, т.е. ксенобиотиков.

Как видно из данных таблицы, предлагаемый способ позволяет существенно восстановить плодородие почв, загрязненных пестицидами, и защитить урожай сельскохозяйственных культур.

Таким образом, из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.