RU2787140C1 - Органоминеральный комплекс для детоксикации почв, загрязненных гербицидами - Google Patents

Органоминеральный комплекс для детоксикации почв, загрязненных гербицидами Download PDF

Info

Publication number
RU2787140C1
RU2787140C1 RU2021131282A RU2021131282A RU2787140C1 RU 2787140 C1 RU2787140 C1 RU 2787140C1 RU 2021131282 A RU2021131282 A RU 2021131282A RU 2021131282 A RU2021131282 A RU 2021131282A RU 2787140 C1 RU2787140 C1 RU 2787140C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zeolite
soil
herbicide
herbicides
soils
Prior art date
Application number
RU2021131282A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Дмитриевич Чкаников
Юрий Яковлевич Спиридонов
Александр Валерианович Пастухов
Михаил Михайлович Ильин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии" (ФГБНУ ВНИИФ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН), Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии" (ФГБНУ ВНИИФ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2787140C1 publication Critical patent/RU2787140C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству и агрохимии, а именно к очистке почвы от остатков гербицидов. Предлагается органоминеральный комплекс для детоксикации почвы от остатков гербицида сульфонилмочевинного ряда, который вносят в почву перед посевом в дозе 50 или 100 кг/га, при этом органоминеральный комплекс получают осаждением гумата натрия на природный цеолит в соотношении 1:40. В качестве природного цеолита используют цеолит на основе клиноптилолита марки ЦПС. Предлагаемый органоминеральный комплекс устраняет фитотоксическое действие остатков гербицидов сульфонилмочевинного ряда, в частности метсульфурон-метила, при внесении в низких дозах, стимулирует интенсивное развитие и рост культурных растений, в частности ярового рапса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к проблеме в агрохимии, связанной с преодолением фитотоксического действия остатков гербицидов в почвах на культурные растения.
Среди негативных факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур в нашей стране, сорная растительность занимает ведущее место. Гербициды являются единственным реальным способом борьбы с сорняками в промышленных масштабах. При этом гербициды не обладают абсолютной избирательностью действия по отношению к сорнякам, вследствие чего остатки гербицидов в почве могут нанести серьезный урон культурным растениям. Такая проблема возникает, например, после применения для обработки зерновых культур широко распространенных гербицидов сульфонилмочевинового ряда. Высочайшая активность этого класса гербицидов, сочетающаяся с их стабильностью в нейтральных и щелочных почвах, приводит к значительным потерям урожая большинства культурных растений, следующих в севообороте за зерновыми. Для снижения фитотоксического действия сульфонилмочевин в почве могут быть использованы два подхода: предпосевная обработка семян средствами, которые являются антидотами (сейфнерами, индукторами устойчивости) или внесение в почву сорбентов [Чкаников Н.Д., Спиридонов Ю.Я., Халиков С.С, Музафаров A.M. Пути снижения фитотоксичности остатков сульфонилмочевин в почве с помощью антидотов, INEOS OPEN, 2019, 2(5), 72-79].
Известна композиция для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур, которая включает 1,8-нафталевый ангидрид - известный антидот к гербицидам сульфонилмочевинового ряда (в частности метсульфурон-метилу), а также регулятор роста растений, фунгициды, производные целлюлозы в качестве адгезива. Предпосевная обработка семян этой композицией позволяет защитить развивающиеся растения от болезней, а также присутствия в почве остатков сульфонилмочевин [Халиков С.С., Чкаников Н.Д., Спиридонов Ю.Я., Глинушкин А.П. Композиция для предпосевной обработки семян. Патент РФ №2585858 (2016)]. В случае ярового рапса композиция обеспечивает также увеличение массы трехнедельных проростков (стебель + корень) на 20-25% при низком содержании гербицида в почве, вызывающем минимальное снижение массы контрольных проростков. Вместе с тем при содержании метсульфурон-метила в количестве 0,3 г/га (вызывающем снижение массы проростков на 29%), увеличение массы трехнедельных проростков по сравнению с необработанными растениями не превышает 5%, обеспечивая, таким образом, защиту от поражения растений, но не вызывая заметной стимуляции развития.
Известен способ защиты почв от гербицидов, где в качестве детоксиканта используют активный уголь, который вносят в почву в количестве примерно 100 кг/га и заделывают на глубину от одной до трех глубин последующего высева семян [Мухин В.М., Спиридонов Ю.Я., Шестаков В.Г. Способ защиты почв от ксенобиотиков. Патент РФ №2129368 (1999)]. Применяемый в этом способе детоксикант - активный уголь, используемый для обработки почв, загрязненных гербицидами, является наиболее близким аналогом заявляемого детоксиканта (органо-минерального комплекса природного цеолита и гуминовых кислот) по технической сущности и совокупности признаков и был выбран за прототип. Прототип, применение которого описано для овощных тест-культур, снижает содержание фитотоксиканта хлорсульфурона в почве на 40-50%, что позволяет сократить потерю зеленой массы вегетирующих растений только на 22-30%. Очевидно, что такие результаты не могут полностью удовлетворить потребности практического применения.
Задачей настоящего изобретения является создание эффективного детоксиканта для нейтрализации фитотоксического действия остатков гербицидов сульфонилмочевинового ряда в почвах.
В качестве сельскохозяйственной культуры выбран яровой рапс - растение мирового экономического значения, которое вносит большой вклад в общее развитие производства масличных культур и реально используется в севообороте с зерновыми, на которых широко применяются сульфонилмочевины, в частности метсульфурон-метил.
Поставленная задача решается заявляемым органо-минеральным комплексом природного цеолита марки ЦПС с гуминовыми веществами, который перед посевом вносят в загрязненные гербицидом почвы.
Природные цеолиты широко применяются в сельском хозяйстве благодаря способности обратимо накапливать воду, а также катионообменным и адсорбционным свойствам, которые делают возможным более эффективное использование удобрений. Цеолиты способствуют удерживанию в зоне корней таких важных элементов для развития растений, как азот и калий, а также кальция, магния и микроэлементов [Sangeetha С., Baskar P. Zeolite and its potential uses in agriculture: A critical review, Agricultural reviews, 2016, 37 (2, 101-108; Rumesh K., Reddy D.D., Biswas A.K., Subbarao A. Potential uses of zeolite in agricultrure, Advances in Agronomy, 2011, 113, 215-236].
Имеются данные о сорбции цеолитами органических соединений, в том числе некоторых гербицидов, например атразина [Salvestrini S., Sagliano P., Lovino P., Capasso S., Collella C. Atrazine absorption by acid activated zeolited rich tuff, Applied Clay Science, 2010, 49, 330-335; Jamil T.S., Gad-Allah T.A., Ibrahim H.S, Saleh T.S. Adsorption and isothermal models of atrazine by zeolite prepared from Egiptian kaolin, Solid States Sciences, 2011, 13, 198-2003].
С помощью природных цеолитов пытались провести детоксикацию почвы, содержащей остатки триазиновых гербицидов, однако заметный результат был достигнут только при внесении в почву больших количеств цеолита - примерно 10 т/га [Старостина И.А. Использование цеолитов для детоксикации гербицидов в почве, Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: МГУ имени М.В. Ломоносова, 1994]. Хозяйственное значение применения цеолита для детоксикации триазиновых гербицидов невелико: затраты на транспортировку и внесение в почву такого количества цеолита, превысят стоимость урожая.
Известно, что неаполитанский желтый туф (Neapolitan Yellow Tuff - NYT), характеризующийся высоким содержанием цеолитов, после обогащения катионами Са2+, является эффективным сорбентом гуминовых веществ из воды. При этом образуются агрегаты, способные удалять гербициды фенилмочевинового ряда из воды [Capasso S., Copola Е., lovino I., Salvestrini S., Colella C. Uptake of phenylurea herbicides by humic acid - zeolitic tuff aggregate, From Zeolites to Porous MOF Materials - the 40th Anniversary of International Zeolites Conference, 2007, 2122-2127, Amsterdam, Elsevier].
Сведения о сорбции сульфонилмочевин цеолитами или разложении сульфонилмочевин цеолитами или их производными в литературе отсутствуют. Отсутствуют также сведения об очистке почв от остатков гербицидов ряда сульфонилмочевин с помощью гуминовых соединений.
В настоящем изобретении для преодоления фитотоксического действия остатков гербицидов ряда сульфонилмочевин использован органо-минеральный комплекс цеолита марки ЦПС с гуминовыми веществами, который получают обработкой цеолита ЦПС раствором гумата натрия по методике, подобной способу модификации монтмориллонита, описанному в работе [В.Т. Каримова, Е.Д. Дмитриева, К.В. Сюндюкова. Сорбция гуминовых веществ черноольхового низинного торфа на монтмориллонит содержащих глинах. Агрохимия, 2020, №1, с. 9-17]. В двух конических колбах растворяли по 8.5 г нитрата натрия в 1 л деионизированной воды и в растворы вводили по 0.25 г гумата натрия (от фирмы "Acros"). На следующий день в растворы вводили по 10 г природного цеолита на основе клиноптилолита марки ЦПС с размером частиц 0,7-1,5 мм, предварительно промытого водой на сетке от мелких частиц. Смесь выдерживали 3 суток, рН растворов - 7.6. Удаляли из каждой колбы по 700 мл раствора и перемешивали в течение 6 часов. На следующий день отделяли растворы от зерен цеолита (порции цеолита не сушили), объединяли с оставшимся раствором гумата натрия и постепенно, добавляя микродозами азотную кислоту (всего 0.07 мл), доводили рН раствора до значения 6.4. Отбирали по 400 мл этого раствора и вводили в колбы с порциями цеолита. Суспензии перемешивали 18 час, а затем порции цеолита отделяли от раствора, споласкивали водой по 50 мл и сушили при 50°С в течение суток. Получали 20 г комплекса цеолит-гумат (ЦПС-ГУМ). Характеристики пористой структуры ЦПС-ГУМ установлены по данным анализа методом низкотемпературной сорбции азота [S. Lowell, J.Е. Shields, М.A. Thomas & М. Thommes, Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size, and Density, Springer: 2004, 347p] на установке NOVA 1200e (Quantachrome Instruments). Внутренняя удельная поверхность образца ЦПС-ГУМ рассчитанная по методу БЭТ - 14 м2/г, суммарный объем пор размером до 140 нм - 0.045 см3/г, объем и удельная поверхность мезопор размером от 3 до 60 нм составили 0.05 см3/г и 16 м2/г соответственно, средний размер мезопор 3.9 нм, объем и удельная поверхность микропор размером менее 2 нм составили 0.002 см3/г и 6.6 м2/г соответственно. Комплекс цеолит-гумат содержит 33 масс. % кремния, 7 масс. % алюминия, 4 масс. % кальция, 1.7 масс. % железа, 1 масс. % магния.
Для определения эффективности применения органо-минерального комплекса цеолита марки ЦПС с гуминовыми веществами при решении поставленной задачи проводили эксперименты на вегетирующих растениях ярового рапса.
Дерново-подзолистую почву обрабатывали с помощью лабораторного опрыскивателя гербицидом Зингер, СП (содержит в качестве действующего вещества 60% метсульфурон-метила) в дозе 0,4 г/га. Затем через одни сутки в обработанную гербицидом почву вносили комплексное соединение ЦПС-ГУМ в дозе 50 кг/га или 100 кг/га или исходный цеолит в тех же дозах. В качестве контроля использовали чистую почву или почву с внесенным в нее гербицидом (Зингер, СП) (см. таблицу). Почву распределяли в вазоны вместимостью 600 г и проводили посев тест-растений рапса. Повторность опыта 5-кратная для каждого варианта.
Выращивание тест-растений осуществляли в контролируемых условиях лаборатории искусственного климата (ЛИК) фирмы "Фетч" (ФРГ) во Всероссийском научно-исследовательском институте фитопатологии (ВНИИФ): влажности воздуха в камере 70%, длительности дня 16 ч, ночи - 8 ч, освещенности днем 20 тыс.лк, температуре воздуха днем 25°С, ночью - 16°С; влажность почвы поддерживали на уровне 60% от полевой влагоемкости путем ежедневного полива каждого вегетационного сосуда водопроводной обессоленной водой. Через 28 суток надземную массу и массу корней тест-растений взвешивали. Результаты эксперимента представлены в таблице.
Figure 00000001
Анализ данных, представленных в таблице, показал, что внесение в почву перед посевом комплекса ЦПС-ГУМ в дозах 50 и 100 кг/га приводит не только к полной нейтрализации фитотоксического действия гербицида, которое составляет 32,7%, но и к стимуляции роста растений (до 20% по массе по сравнению с безгербицидным контролем). Как следует из таблицы, цеолит ЦПС способен несколько снижать фитотоксическое действие гербицида, при этом обладая некоторой собственной фитотоксичностью. Суммарный эффект внесения ЦПС перед посевом в загрязненную гербицидом почву значительно уступает эффекту комплекса ЦПС-ГУМ.
Для наглядности на фигуре представлена диаграмма влияния цеолита и его комплекса с гуминовыми веществами, вносимыми в почвы, на массу растений рапса в присутствии гербицида и без него. Представленная диаграмма демонстрирует, мощный эффект комплекса ЦПС-ГУМ и его преимущество перед исходным цеолитом ЦПС. Низкие эффективные дозы органо-минерального комплекса ЦПС-ГУМ создают реальные перспективы его практического применения в сельском хозяйстве. Существенным преимуществом ЦПС-ГУМ перед другими препаратами, например активированным углем, является то, что в его состав входят только естественные компоненты почвы.
Это обеспечивает абсолютную экологическую безопасность его применения, а также дешевизну и неограниченность сырьевой базы.
Технический результат заявляемого изобретения - создание органо-минерального комплекса, который является детоксикантом, устраняющим фитотоксическое действие остатков гербицидов сульфонилмочевинового ряда в почвах и стимулирующим рост культурных растений.

Claims (3)

1. Органоминеральный комплекс для детоксикации почвы от остатков гербицида сульфонилмочевинного ряда, который вносят в почву перед посевом в дозе 50 или 100 кг/га, включающий гумат натрия и природный цеолит в соотношении 1:40, получаемый путем осаждения гумата натрия на природный цеолит.
2. Комплекс по п. 1, в состав которого в качестве природного цеолита входит цеолит на основе клиноптилолита марки ЦПС.
3. Комплекс по п. 1 или 2, который устраняет фитотоксическое действие остатков метсульфурон-метила в почвах.
RU2021131282A 2021-10-26 Органоминеральный комплекс для детоксикации почв, загрязненных гербицидами RU2787140C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787140C1 true RU2787140C1 (ru) 2022-12-29

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802755C1 (ru) * 2023-01-27 2023-09-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Состав кондиционера почв и способ его изготовления

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4585753A (en) * 1984-12-20 1986-04-29 Aaron Scott Liquid charcoal and a method of preparing the same
UA14677U (en) * 2005-12-14 2006-05-15 Oleh Pavlovych Petymko Method of manufacturing multi-laered polymeric tubes of large diameter by spiral winding
RU2476277C1 (ru) * 2011-09-13 2013-02-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ защиты почв от остатков пестицидов
RU2016101946A (ru) * 2016-01-22 2017-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Чеченский государственный педагогический институт" Способ восстановления деградированных почв
CN108587635A (zh) * 2017-12-29 2018-09-28 李宜卿 一种低温硅酸土地改良剂及其制备方法
CN108998040B (zh) * 2018-05-28 2020-07-03 上海建科环境技术有限公司 基于有机粘土负载纳米铁系的土壤砷与铬污染修复药剂
RU2759603C1 (ru) * 2021-03-29 2021-11-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Способ детоксикации почв, загрязненных гербицидами

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4585753A (en) * 1984-12-20 1986-04-29 Aaron Scott Liquid charcoal and a method of preparing the same
UA14677U (en) * 2005-12-14 2006-05-15 Oleh Pavlovych Petymko Method of manufacturing multi-laered polymeric tubes of large diameter by spiral winding
RU2476277C1 (ru) * 2011-09-13 2013-02-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ защиты почв от остатков пестицидов
RU2016101946A (ru) * 2016-01-22 2017-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Чеченский государственный педагогический институт" Способ восстановления деградированных почв
CN108587635A (zh) * 2017-12-29 2018-09-28 李宜卿 一种低温硅酸土地改良剂及其制备方法
CN108998040B (zh) * 2018-05-28 2020-07-03 上海建科环境技术有限公司 基于有机粘土负载纳米铁系的土壤砷与铬污染修复药剂
RU2759603C1 (ru) * 2021-03-29 2021-11-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Способ детоксикации почв, загрязненных гербицидами

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SALVESTRINI S., SAGLIANO P., LOVINO P. et al. "Atrazine absorption by acid activated zeolited rich tuff", APPLIED CLAY SCIENCE, 2010, vol. 49, Iss. 3, p. 330-335, DOI: https://doi.org/10.1016/j.clay.2010.04.008. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802755C1 (ru) * 2023-01-27 2023-09-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Состав кондиционера почв и способ его изготовления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2022202612B2 (en) Enhanced biochar
US11111185B2 (en) Enhanced biochar
US9809502B2 (en) Enhanced Biochar
US10233129B2 (en) Methods for application of biochar
US11390569B2 (en) Methods for application of biochar
US20210188724A1 (en) Biochar encased in a biodegradable material
CA3009977C (en) Additive infused biochar
US10392313B2 (en) Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments
WO2017044968A2 (en) Methods for application of biochar
WO2016205547A1 (en) Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments
RU2787140C1 (ru) Органоминеральный комплекс для детоксикации почв, загрязненных гербицидами
CN113519546A (zh) 一种菜心种子包衣剂及其使用方法
US11053172B2 (en) Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments
Tuxtaev et al. Sulfur in nature and its impact on spiders
RU2759603C1 (ru) Способ детоксикации почв, загрязненных гербицидами
RU2496752C1 (ru) Способ получения органоминерального удобрения пролонгированного действия (варианты)
Prisa Study and evaluation of natural zeolite and dried zeolite for the cultivation of friggitello pepper
US20220048831A1 (en) Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments
US11279662B2 (en) Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments
RU2794171C1 (ru) Применение монтмориллонита для детоксикации почв, загрязненных гербицидами
Cataldo et al. Application of Zeolites in Agriculture and Other Potential Uses: A Review. Agronomy 2021, 11, 1547
Hoagland The use of activated carbon and other adsorbents as herbicide safeners
Noor Asyraf et al. Improving the growth of Centella asiatica using surfactant modified natural zeolite loaded with NPK nutrients.
De Smedt Zeolites as potential plant protection agents
HAMDOON USING ZEOLITE AND BENTONITE TO IMPROVE SOME NITROGEN FERTILIZERS USE EFFICIENCY IN SANDY SOILS