Способ химической мелиорации почвы

Способ химической мелиорации почвы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для подготовки почвы путем внесения в нее силикатов или их смесей с удобрительными добавками. Цель изобретения - увеличение подвижности P<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB> в почве и повышение усвоения растворимого P<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB> растениями, предотвращение возможности перехода фосфатов в труднорастворимую форму при использовании в качестве добавки фосфорсодержащих удобрений, уменьшение расхода удобрений и возможность использования фосфоритов в качестве удобрительной добавки без их химической обработки. Способ включает внесение в почву силикатов щелочных металлов в виде водного раствора концентрацией SIO<SB POS="POST">2</SB> 0,2-0,3 г/л в количестве 40 - 80 кг/га или смеси силиката с фосфорсодержащим удобрением при соотношении концентрации P<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB> и SIO<SB POS="POST">2</SB>, РАВНОМ 0,1 ÷ 0,2-0,3 г/л. Фосфориты предварительно смешивают с водным раствором силикатов в количестве 10-20% от массы фосфорита. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4187497/31-26 (22) 28. 01. 87 (46) 30.06.89. Бюл. )(24 (7-1) Институт ботаники им. Н.Г<Холодного и Институт физической химии им. Л.В.Писаржевского (72) В.Ю.Третинник, Н.Ф.Чуйко, Ф.В.Вольвач, H.Г.Васильев, С.В.Паховчишин, П.П<Надточий и Г.И.Тельбиэ (53) 631.8(088.8) (56) Патент ФРГ Р 1960937, кл. А 01 N 7/02, 1979. (54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ

ПОЧВЫ (57) Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для подготовки почвы путем внесения в нее силикатов или их смесей с удобрительными добавками. Цель изобретения — увеличение подвижности

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу улучшения состояния почвы при ее подготовке к возделыванию сельскохозяйственных культур.

Фосфорные удобрения, вносимые в почву, используются растениями не полностью (в среднем 30-40%). Большая их часть закрепляется в почве в виде нерастворимых соединений и становится недоступной для растений. Это требует постоянного внесения таких удобрений в избыточных количествах, что приводит к эафосфачиванию почв.

В связи с высокой потребностью фосфорных удобрений не менее важной стала проблема использования фосфори; (51)4 С 09 К 17/00, С 05 B 11/00

Р О в почве и повышение усвоения растворимого Р О растениями, предотвращение возможности перехода фосфатов в труднорастворимую форму при использовании в качестве добавки фосфорсодержащих удобрений, уменьшение расхода удобрений и воэможность использования фосфоритов в качестве удобрительной добавки беэ их химической обработки. Способ включает внесение в почву силикатов щелочных металлов в виде водного раствора концентрацией SiO 0,2-0,3 г/л в количестве 40-80 кг/ra или смеси силиката с фосфорсодержащим удобрением при соотношении концентрации Р О и Si0< равном О, 1-ф, 2-0, 3) г/л. Фосфдриты предварительно смешивают с водным раствором силикатов в количестве 1020% от массы фосфорита. 2 s.ï. ф-лы, 1 ил., 3 табл. тов с низким содержанием фосфора без

< их химической обработки, что приводит к экономии сырьевых ресурсов и снижению энергетических затрат при производстве удобрений.

Целью изобретения является увеличение подвижности в почве Р О, повышение усвоения растворимого Р О растениями, предотвращение возможности перехода фосфатов в труднорастворимую форму при внесении фосфорсодержащих удобрений в почву, уменьшение их расхода, а также возможность использования фосфоритов в качестве удобрительной добавки беэ их предварительной химической обработки.

1490130

Способ включает внесение в почву силикатов щелочных металлов или их смесей с различными удобрительными (питательными) добавками в виде вод5 ного раствора силикатов щелочных металлов (например, Na) концентрацией в пересчете на SiO< 0,2-0,3 г/л в количестве 40-80 кг/га. При использовании в качестве добавки фосфорсодержащих удобрений их предварительно смешивают с раствором силикатов при соотношении концентраций Р О g удобрения к SiO< раствора, равном О, 1:

0,2-0,3 (г/л). При внесении в почву смеси силикат-фосфат указанной концентрации расход фосфорсодержащих удобрений в пересчете на Р>0 составляет

20-40 кг/га °

Способ предусматривает также воз- 20 можность использования без предварительной химической обработки фосфоритов с низким содержанием фосфора при их смешении с водным раствором силикатов щелочных металлов в количестве 25

10-20 от веса фосфорита.

Пример 1. Проведено исследование адсорбции Р О корневой системой растений в присутствии силикатиона, 30

Наиболее благоприятная концентрация растворимого кремнезема для поглощения растворимого фосфора растениями установлена на водных культурах.

Изучение поглощения Р О проводили по известной методике. Пшеница, овес, горох, вика выращивались в растворе Кнопа 1 мес. Б одной серии растения ныращивали в растворе Кнопа 40 без изменений, во 2-й — в отсутствии фосфатов, в 3-й — вместо фосфатов добавлен силикат натрия, B 4-й присутствов;-ли фосфаты и силикаты, Во всех питательных средах концентрация

Р О была постоянной О, 1 г/л, а содержание SiO в водном растворе изменяли от 0,025 г/л до 0,35 г/л.

Корневую систему (неотделенную от стебля) помещают в раствор определенной концентрации фосфат — иона или со50 держащий фосфат- и силикат-ионы на

24 ч. Затем корни промывают 30 с дистиллированной водой, избыток ее удаляют фильтровальной бумагой и десорбируют 1 0 0,01 í. NaOkl. Концентрацию Р О„- определяют колориметрически с молибденовой синью. Реэультаты по влиянию концентрации силикатиона на адсорбцию фосфат-иона корневой системой растениИ (мг Р О на

100 г сухого корня) представлены в табл. 1.

Установлено, что растения четырех видов, выращенные в отсутствии Р О, но содержащие $10, не адсорбируют

Р О (2-я и 3-я серии). Растения, выращенные в растворе Кнопа с добавкой SiO, имеют максимальную биомассу как подземной, так и надземной части растения в области концентраций SiO< 0,2-0,3 г/л (для пшеницы на 50, для овса на 60 ). Корни растений, выращенных в растворе Кнопа с концентрацией 0,2-0,3 г/л SiO, адсорбируют на порядок больше фосфора, чем по известному способу, Корни растений из среды Кнопа, помещенные в раствор с фосфат- и силикат-ионами имеют максимум поглощения Р О в области концентраций 0,1 г/л P О и

0,2-0,3 г/л SiO

Таким образом, внесение в почву силикатов щелочных металлов или их смесей с фосфатами в виде водного раствора, концентрацией 0,2-0,3 r

8 О в 1 л стимулирует усвоение растворимого фосфора растениями.

Оптимальное количество силиката, внесенного в почву, составляет 4080 кг/га. При больших или меньших количествах показатели ухудшаются.

Пример 2. Изучение адсорбции фосфора почвами в присутствии силиката проводят на фракциях 0 0010,01 мм и 0,01-0>1 мм разных типов почв, которые составляют основную наиболее активную часть почвы.

5 r образца почвы заливают 25 мл водного раствора с возрастающей концентрацией силиката и содержащего

0,1 г/л P О

По общепринятому способу образцы почвы компостируют в течение 1 мес с разными дозами изучаемых добавок, после чего получают вытяжки и определяют Р О .

Полученные результаты по определению подвижного Р О в почвах при компостировании (мг Р О / 100 r почвы) приведены в табл. 2, Сравнительный анализ показывает, что при внесении в почву силикатов щелочных металлов в виде водного раствора концентрацией SiO 0,2-0,3 г/л приводит к возрастанию подвижности

1. Способ химической мелиорации почвы, включающий внесение в нее силикатов или их смесей с различными питательными добавками, о т л и ч аю m и и с я тем, что, с целью увели5 14901

P О в почве в 2-3 раза по сравненйю с известным.

Пример 3. Проведено определение выхода Р О иэ фосфорсодержащих удобрений или фосфорита при их внесении в почву вместе с водным раствором силикатов щелочного металла с концентрацией по SiO 0,2-0,3 г/л.

В первом случае используют раство- 1ð римый фосфат К НР04 концентрацией

Р О 0,1 г/л, во втором случае — фосфорит или труднорастворимые фосфорсодержащие удобрения смешивают с водным раствором силиката в количестве

10-207 от веса фосфорита и через 24ч суспенэию центрифугируют. P Î определяют колориметрическим методом.

Полученные результаты по выходу

Р 05.из фосфорита в зависимости от 20 концентрации SiO (r/л) в растворе приведены на чертеже (кривая 1). Кривая 2 соответствует данным по известному способу. Данные свидетельствуют, что использование смеси фосфоритов с 25 растворимым силикатом в интервале

его концентраций 0,2-0,3 г/л приводит к максимальному выходу Р О иэ фосфорита и позволяет использовать его для непосредственного внесения в поч- 30 ву без химической обработки.

В работе проведены вегетационные опыты (,1-8), позволившие сравнить влияние форм и концентраций растворенного SiO< на биопродуктивность

35 растений. Полученные через месяц результаты по приросту биомассы растений в вегетационных сосудах представлены в табл. 3.

Продуктивность по известному спо- 40 собу принята за "контроль". По сравнению с известным (опыты 1-4) наблюдается прирост биомассы в предлагаемом способе. Использование фосфориТоВ с растворимыми силикатами зффек 45 тивнее (опыты 4-6), чем с осажденным гелем по известному способу (опыты 2, 3). Для водного раствора щелочного силиката существует область концентрации (0,2-0,3 г/л SiO<), оказывающая наибольшее действие на урожайность в присутствии фосфоритов (опыты 5, 6) и в случае использования растворимых фосфатов (опыты 7, 8) .

Таким образом, биопродуктивность, максимальное усвоение фосфора растением и образование доступного фосфора из почвы зависит не только от количества кремния, но и от его формы, 30 6 а именно от состояния коллоидной кремнекислоты — степени ее полимеризации. Действие в почве сводится не только к вытеснению адсорбированного фосфора, но и к образованию довольно устойчивого комплекса в растворе, что с одной стороны препятствует адсорбции фосфатов твердой фазой почвы, а с другой — увеличивает доступность фосфора растениям.

Использование предлагаемого способа позволяет ". ñîíoìèòü удобрения эа счет повышения выхода доступных растениям фосфатов из фосфоритов без химической обработки, сникает образование труднорастворимых соединений фосфатов и другие отрицательные последствия. В соответствии с предлагаемым способом увеличивается усвоение растворимого фосфора, что также уско- ряет динамику фосфорного режима в почвенном растворе. Способ является эффективным для всех типов почв. Так в кислык почвах силикат натрия (калия) одновременно нейтрализует почвенную кислотность, на борьбу с которой используется большое количество иэвестьсодержащих материалов. Этот вопрос актуален и в связи с кислыми дождями для разных типов почв и недостатком карбонатных материалов. В зафосфаченных почвах такая форма коллоидной кремнекислоты являетця более активным вытеснителем фосфатов (не только за счет вытеснения фосфата силикатом, но и гидроксил-ионом, а также образованием кремний-фосфатных соединений). Причем эти показатели достигаются при значительно (в 510 раз) меньших концентрациях кремнезема, чем в известных способах.

Преимуществом предлагаемого способа является также упрощение технологии, поскольку исключается обработка силиката щелочного металла органическими или неорганическими кислотами, карбонатами, высушивание и помол геля кремневой кислоты.

Формула и з о б р е т е н и я

1490130 чения подвижности Р20, в почве и повышения усвоения растворимого P О

2 % растениями, внесение силикатов или их смесей в почву осуществляют в виде водного раствора силикатов щелочных металлов концентрацией в пересчете на Si0< 0,2-0,3 г/л в количестве

40-80 кг/га.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью предотвращения возможности перехода фосфатов в труднорастворимую форму при ис,,пользовании в качестве добавки фосфорсодержащих удобрений и уменьшения

Таблица1

Вид растения

Концентрация водного раствора силиката щелочного металла в пересчете на SiO< г/л

) I 1

0 04 0 08 0 12 0 20 0 24 0 28 0 32

Предлагаемый способ

609,8 486, 7

524,9 363,6

460,9 101,0

380,3 451,1 виде высу45,2 54,0 56,0 59,0 657,3 826,4

218,8 273,2 240,2 190,5 232,9 502,5

66,7 87,6 44,2 26,7 263,2 524,2

170,0 100,0 95,4 140 ° 3 160,8 218,5

Известный (силикат вносят в почву в шенного геля) 0,10 1,00 5,00

65,0 87,0 99,0

Концентрация

Пшеница

Т а б л и ц а 2

Количество внесенного в почву S>0< по способу, мг/кг

Контроль

Почва

Предлагаемый

Известный

10 20-30 40

1000

Подвижность Р О в почве, ч мгPО

0 г почвы

Дерново-подзолистая

Чернозем

3,75 11,5

16,0 ° 27,7

10,0

8,0

2,5

15,0

3,95

18,0

Адсорбция фосфатиона корневой системой в пересчете на 1 мг

Р О на 100 г сухого корня

Пшеница

Овес

Горох

Вика их расхода, фосфорсодержащие удобрения предварительно смешивают с водным раствором силикатов щелочных металлов при соотношении концентраций

P 0 у к $ 0, равном О, 1;0,2-0,3 (г/л), 3. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью возможности использования в качестве добавки фосфоритов без их предварительной химической обработки, фосфориты смешивают с водным раствором силикатов щелочных металлов в количестве 1015 20 мас.X фосфорита.

1490130

Опыт

Прирост биомассы, Х

60

3 45

4 35

120

1,оо о.ов

О.ОЧ

0.02 о.ов

016 .

Известный способ

Прирост Вносимые добавбиомассы, ки, г/кг почвы

1 Контроль 5 кремнегеля

2 2 Фосфорит беа кремнегеля

Фосфорит с 5 r кремнегеля

0,01 г Р О5 (0,1 г/л) с 5 г

Таблица 3

Предлагаемый способ

Вносимые добавки, r/êã почвы

Фосфорит с 0,02 r

Na (0,2 г/л SiO>)

Фосфорит с 0,02 r

810 (0,3 г/л SiO ) 0,01 г Р О (0,1 г/л) с 0,02 r Si.O (О, 2 г/л SiO )

0,01 r Р О (0,1 r/ë) с 0,02 r SiO (О, 3 г/л SiO )