RU2423812C1

RU2423812C1 - Method to improve agrophysical properties of soil

Info

Publication number: RU2423812C1
Application number: RU2010101340/21A
Authority: RU
Inventors: Иван Степанович Белюченко (RU); Иван Степанович Белюченко; Евгений Павлович Добрыднев (RU); Евгений Павлович Добрыднев; Владимир Николаевич Гукалов (RU); Владимир Николаевич Гукалов; Ольга Александровна Мельник (RU); Ольга Александровна Мельник; Дарья Алексеевна Славгородская (RU); Дарья Алексеевна Славгородская; Екатерина Владимировна Терещенко (RU); Екатерина Владимировна Терещенко
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2011-07-20

Abstract

FIELD: agriculture. ^ SUBSTANCE: invention relates to the field of agriculture and land reclamation. The method includes application of phosphogypsum, its closing and sowing of crops. At the same time compost is applied into soil for the depth of 10-14 cm, which contains wastes of livestock sector - humus, production of phosphorus fertilisers - dihydrate phosphogypsum and woodworking industry - chips in the ratio of 50:5:1 accordingly, and is mixed to a homogeneous mass. ^ EFFECT: method makes it possible to improve agrophysical properties of soils, as well as environmental conditions due to recycling of industry and agriculture wastes. ^ 1 ex

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для улучшения агрофизических свойств почвы.The invention relates to agriculture and can be used to improve the agrophysical properties of the soil.

Известен способ создания минерально-органического комплексного удобрения на основе кварц - глауконитового песка (РФ 2189959, кл. C05D 9/02, C05F 7/00, C05G 3/04, 2000) с включением сапропелевой массы и мела в соотношении 60-75:25-35:2,5-5 соответственно.A known method of creating a mineral-organic complex fertilizer based on quartz - glauconite sand (RF 2189959, class C05D 9/02, C05F 7/00, C05G 3/04, 2000) with the inclusion of sapropelic mass and chalk in a ratio of 60-75: 25 -35: 2.5-5, respectively.

Недостатком способа является сложность приготовления минерально-органического компоста, поскольку данная технология трудоемка и удорожает выполнение работ.The disadvantage of this method is the difficulty of preparing mineral-organic compost, since this technology is time-consuming and increases the cost of work.

Известен способ комплексной мелиорации солонцовых почв в условиях орошения, где в качестве мелиоранта используется аммонизированный фосфогипс в форме полугидрата (РФ 2317667, кл. А01В 79/02, 2006). Мелиорация заключается в заделывании в поверхностный слой почвы измельченной соломы, жидкого навоза и мелиоранта дискованием с использованием тяжелых дисковых орудий.There is a method of complex reclamation of solonetzic soils under irrigation conditions, where ammoniated phosphogypsum in the form of hemihydrate is used as a reclamation agent (RF 2317667, class A01B 79/02, 2006). Reclamation consists in embedding crushed straw, liquid manure and reclamation material into the surface layer of the soil by disking using heavy disk implements.

Недостатком прототипа является дополнительное приготовление фосфогипса для его использования в качестве мелиоранта, а также необходимость отдельного внесения жидкого навоза и соломы, использование дисковых орудий, что приводит к уплотнению почвы и ухудшению ее физических свойств.The disadvantage of the prototype is the additional preparation of phosphogypsum for its use as an ameliorant, as well as the need for separate application of liquid manure and straw, the use of disk tools, which leads to compaction of the soil and the deterioration of its physical properties.

Техническим решением задачи является улучшение экологической обстановки окружающей среды за счет утилизации отходов промышленности и сельского хозяйства.The technical solution to the problem is to improve the environmental environment through the disposal of industrial and agricultural waste.

Поставленная задача достигается тем, что в способе улучшения агрофизических свойств почвы, включающем внесение фосфогипса, его заделку и посев сельскохозяйственных культур, согласно изобретению используют компост, включающий отходы животноводства - перегной, производства фосфорных удобрений - дигидратный фосфогипс и деревообрабатывающей промышленности - опилки в соотношении 50:5:1 соответственно, и перемешивают до однородной массы.The problem is achieved in that in a method for improving the agrophysical properties of the soil, including the application of phosphogypsum, its incorporation and sowing of agricultural crops, according to the invention, compost is used, which includes livestock waste - humus, phosphoric fertilizer production - dihydrate phosphogypsum and woodworking industry - sawdust in the ratio of 50: 5: 1, respectively, and mix until smooth.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что в качестве материала, улучшающего агрофизические свойства почвы, применяются отходы производства фосфорных удобрений (дигидратный фосфогипс), животноводства (перегной) и деревообрабатывающей промышленности (опилки).The novelty of the proposed proposal is due to the fact that as a material that improves the agrophysical properties of the soil, waste from the production of phosphate fertilizers (dihydrate phosphogypsum), animal husbandry (humus) and the woodworking industry (sawdust) are used.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.According to the patent and scientific and technical literature, no similar technical solution was found, which allows us to judge the inventive step of the proposal.

Пример конкретного осуществления способа улучшения агрофизических свойств почвыAn example of a specific implementation of the method of improving the agrophysical properties of the soil

Опыт проводился в ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района Краснодарского края на черноземе обыкновенном. На площади 7 гектар в конце сентября 2007 года внесли компост из фосфогипса (5 т/га), перегноя (50 т/га) и опилок (1 т/га). Количество перегноя соответствует принятой норме его внесения на поля севооборота; фосфогипс вносился в количестве 5 т/га, так как больше вносить нецелесообразно, в связи с нарушением соотношения между стронцием и кальцием и накоплением в почве фтора, которое подходит к контролируемому уровню загрязнения, при выбранном соотношении количества опилок к фосфогипсу (1:5) происходит разрушение формальдегида, содержащегося в опилках, что было доказано в ходе лабораторных опытов. Участок обработали комплексным орудием «ТопДаун» с заделкой смеси, состоящей из перегноя, фосфогипса и опилок, на глубину 10-14 см. Такая глубина заделки компоста удачна в плане того, что именно в этом слое почвы (10-14 см) сосредоточена основная масса корней сельскохозяйственных культур и орудие заделки компоста хорошо перемешивает слой до 0,14 м. В начале октября произвели посев семян озимой пшеницы сеялкой «Рапид». На контрольном участке (без фосфогипса) площадью 7 га все виды работ, включая посев семян, выполнены одновременно с опытным. На обоих участках соблюдена принятая для этой зоны края технология выращивания озимой пшеницы в течение всего периода ее вегетации: внесены соответствующие нормы минеральных удобрений при посеве осенью и в подкормку в весенний период, выполнены все виды других работ. Урожай зерна на опыте превысил контроль на 3,8 ц/га. После уборки урожая пшеницы осенью 2008 г. на тех же участках без повторного внесения фосфогипса снова произвели посев озимой пшеницы и летом 2009 г. собрали урожай зерна в опыте на 5,1 ц/га больше, чем на контроле. После уборки урожая на опытном и контрольном участках в августе 2009 г. были сделаны почвенные разрезы для изучения влияния внесения смеси перегноя, фосфогипса и опилок на агрофизические характеристики почвы.The experiment was carried out in OJSC "Testament of Ilyich" of the Leningrad region of the Krasnodar Territory on ordinary chernozem. At the end of September 2007, compost from phosphogypsum (5 t / ha), humus (50 t / ha) and sawdust (1 t / ha) were introduced on an area of 7 hectares. The amount of humus corresponds to the accepted norm of its introduction on the field of crop rotation; phosphogypsum was applied in an amount of 5 t / ha, since it is not advisable to add more, due to the violation of the ratio between strontium and calcium and the accumulation of fluorine in the soil, which approaches a controlled level of pollution, with the selected ratio of sawdust to phosphogypsum (1: 5) occurs destruction of formaldehyde contained in sawdust, which was proved in laboratory experiments. The site was treated with a TopDown integrated tool with a mixture of humus, phosphogypsum and sawdust being embedded to a depth of 10-14 cm. This compost placement depth is successful in that the main mass is concentrated in this soil layer (10-14 cm) the roots of agricultural crops and the compost embedment tool mixes the layer well to 0.14 m. In early October, winter wheat seeds were sown with the Rapid seeder. On a control plot (without phosphogypsum) of 7 ha, all types of work, including sowing seeds, were performed simultaneously with the experimental one. In both areas, the technology adopted for this area of the region for growing winter wheat throughout the entire period of its growing season has been observed: the corresponding norms of mineral fertilizers have been introduced for sowing in the fall and for top dressing in the spring, all types of other work have been completed. The grain harvest in the experiment exceeded the control by 3.8 kg / ha. After harvesting wheat in the fall of 2008, winter wheat was again sown in the same areas without reapplying phosphogypsum, and in the summer of 2009 the grain harvest in the experiment was 5.1 c / ha more than in the control. After harvesting in the experimental and control plots in August 2009, soil sections were made to study the effect of introducing a mixture of humus, phosphogypsum and sawdust on the agrophysical characteristics of the soil.

После выпадения дождей в ноябре отмечено активное формирование почвенных агрегатов в диаметре от 1 до 5 мм, улучшается аэрация верхнего слоя почвы, дождевая вода на поверхности не застаивается, весной в марте - мае запасы влаги в верхнем слое почвы превышают контроль на 13-22%. Одновременно в верхнем слое почвы повышается содержание ряда весьма важных для развития сельхозкультур, доступных для растений макро- (азот, фосфор, кальций, сера) и микроэлементов (цинк, медь, марганец, кобальт)After rainfall in November, active formation of soil aggregates in diameter from 1 to 5 mm was noted, aeration of the upper soil layer improves, rainwater on the surface does not stagnate, in spring in March - May, moisture reserves in the upper soil layer exceed the control by 13-22%. At the same time, in the upper soil layer, the content of a number of macro- (nitrogen, phosphorus, calcium, sulfur) and trace elements (zinc, copper, manganese, cobalt), which are very important for the development of crops, increases for the development of crops.

В ходе определения основных агрофизических характеристик было установлено, что наибольшие изменения произошли в верхнем слое почвы: содержание физической глины в опытном варианте увеличилось на 3,7-4,8% по сравнению с контролем, содержание активно склеивающих элементов (<0,005 мм) на опытном участке на 11,9% выше, чем в контроле, коэффициент агрегированности почвы выше на 0,8-0,9 в верхнем слое, в котором активно проявилось взаимодействие почвы, фосфогипса и органических добавок (перегной и опилки). Значение фактора агрегированности, определяющего потенциальную способность почвы к самовосстановлению, на опытном участке через 2 года после внесения смеси на 30-35% выше, чем на контроле. Уровень емкости катионного обмена в верхнем слое опытного учатка составил 59-68 ммоль/100 г почвы, а на контроле 34-43; соотношение органической и минеральной частей емкости катионного обмена в опыте составило 1,5:1,1, а на контроле 1,2:0,5. Плотность почвы в варианте с фосфогипсом составляет 1,20-1,17 г/см, тогда как на участке без внесения этого отхода 1,45-1,31; плотность твердой фазы почвы на участке без фосфогипса на 0,08-0,15 г/см³ выше, чем с фосфогипсом. Пористость и коэффициент пористости чернозема обыкновенного в варианте с внесением отходов выше контроля на 3,8-6,5% и 0,18-0,28 соответственно. Отмечены изменения физических свойств почвы и в слое 20-40 см, но они на 10-12% ниже, чем в верхнем слое (0-20 см).In the course of determining the main agrophysical characteristics, it was found that the greatest changes occurred in the upper soil layer: the content of physical clay in the experimental version increased by 3.7-4.8% compared with the control, the content of actively bonding elements (<0.005 mm) in the experimental plot is 11.9% higher than in the control, the soil aggregation coefficient is 0.8-0.9 higher in the upper layer, in which the interaction of soil, phosphogypsum and organic additives (humus and sawdust) is actively manifested. The value of the aggregation factor, which determines the potential ability of the soil to self-regenerate, in the experimental area 2 years after the mixture is introduced is 30-35% higher than in the control. The level of cation exchange capacity in the upper layer of the experimental pupil was 59-68 mmol / 100 g of soil, and in the control 34-43; the ratio of the organic and mineral parts of the cation exchange capacity in the experiment was 1.5: 1.1, and in the control 1.2: 0.5. The density of the soil in the variant with phosphogypsum is 1.20-1.17 g / cm, while in the area without making this waste 1.45-1.31; the density of the solid phase of the soil in the area without phosphogypsum is 0.08-0.15 g / cm ³ higher than with phosphogypsum. The porosity and porosity coefficient of ordinary chernozem in the variant with the introduction of waste above the control by 3.8-6.5% and 0.18-0.28, respectively. Changes in the physical properties of the soil were also noted in the layer of 20–40 cm, but they are 10–12% lower than in the upper layer (0–20 cm).

Вносимый компост не имеет гельминтов и формальдегида, который разрушается под действием серной кислоты, и в почву попадает смесь, очищенная от органических загрязнителей и положительно влияющая на агрофизические свойства почвы. Способ характеризуется использованием для улучшения агрофизических свойств почв отходов промышленного и сельскохозяйственного производства, способствует сокращению затрат и снижению площадей на их складирование и хранение.The introduced compost does not have helminths and formaldehyde, which is destroyed by sulfuric acid, and the mixture gets into the soil, purified from organic pollutants and positively affecting the agrophysical properties of the soil. The method is characterized by using wastes of industrial and agricultural production to improve the agrophysical properties of soils, helps to reduce costs and reduce the area for their storage and storage.

Claims

A method for improving the agrophysical properties of the soil, including the application of phosphogypsum, its incorporation and sowing of agricultural crops, characterized in that compost is introduced into the soil to a depth of 10-14 cm, including animal waste - humus, phosphoric fertilizer production - dihydrate phosphogypsum and the woodworking industry - sawdust in a ratio of 50: 5: 1, respectively, and mixed until smooth.