Способ детоксикации почвы при орошении зернобобовых культур

Способ детоксикации почвы при орошении зернобобовых культур

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к экологии, и может найти применение при снижении токсичности в биологическом земледелии.

Известен способ, при котором высевают культуры с высокими адсорбционными свойствами поглощать тяжелые металлы из почвы (патент №2190315, опубликован 10-10.2002 МПК А01В 79/02).

В известном техническом решении производят посев двух культур полосами, скашивание и запашку которых проводят поочередно в течение двух лет, что усложняет способ. При этом без внесения удобрений почва недостаточно обогащается питательными веществами, макромикроэлементами, что снижает эффективность способа.

Наиболее близким техническим решением является способ, при котором в конце вегетации скашивают надземную биомассу бобовой травы вязеля пестрого и в смеси с цеолитсодержащей глиной - аланит в количестве 2-3 т/га спустя 4-5 дней всю массу запахивают в почву (патент №2316923, опубликован 20.02.2008 г. МПК А01В 79/02).

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что скошенная биомасса в большем объеме и в смеси с наложенным слоем аланита запахивается в почву с трудом, что усложняет способ.

Технический результат - упрощение способа, снижение токсичности почвы.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что в отличие от прототипа измельченный аланит вносят в фазу ветвления зернобобовых культур с последующим поливом, а после созревания и уборки культур проводят запашку пожнивных остатков.

Способ осуществляется следующим образом:

На участке посевов зернобобовых культур (соя, фасоль, горох), размещенных широкорядно в фазе ветвления в междурядье, вносят цеолитсодержащие глины - аланит в количестве 2-3 т/га, запашку их в смеси с сидеральными культурами.

Аланит (Северо-Осетинского происхождения) содержит (в %): кальций - 32,6; кремний - 52,7; железо - 6,17; марганец, серу, фосфор, калий, медь, цинк (в пределах 0,1-0,9%) и другие микроэлементы. За счет высокого содержания кальция реакция среды аланита щелочная (рН - 9,3). Такое внесение щелочных природных агроруд является особенно эффективным на кислых почвах, одновременно обеспечивая снижение токсичности за счет сорбционных способностей цеолитсодержащих глин.

Растворимость кремния, содержащегося в аланите (52,7%), повышается в водных растворах. При этом резко возрастает усвоение необходимого для растений кремния и других необходимых веществ. Подщелачивание сои, фасоли, гороха, произрастающих на кислых почвах, способствует активности азотфиксирующих клубеньковых бактерий, расположенных на корневой системе бобовых культур.

За счет низкой водоотдачи аланита (около 3%) и высокой теплоемкости (коэффициент 0,34) в междурядьях сохраняется влага и тепло, что способствует развитию растений с одновременной детоксикацией почвы в связи с высокой сорбционной способностью цеолитсодержащей глины. Тяжелые металлы (свинец, кадмий и др.) легко сорбируются аланитами.

В начальный период развития зернобобовых культур, когда накапливается в растениях большое количество тяжелых металлов, накапливаемых из почвы, и замедляется процесс образования клубеньковых бактерий, в фазу ветвления спустя 20-25 дней после появления всходов. Вносят аланит в количестве - 2-3 т/га, за счет высокой влагоудерживающей способности аланита вместо 3-х, проводят 2 полива. Второй полив осуществляют в конце фазы цветения.

Размещенные в междурядьях аланиты с высоким содержанием кремния обладают повышенной селективностью и химической устойчивостью. При поливе вегетирующих растений происходит адсорбция тяжелых металлов, содержащихся в почве, усиливается обмен веществ и обеспечение влагой зернобобовых культур. Наличие достаточной влаги, присутствие гуминовых кислот, микроорганизмов и микроэлементов, содержащихся в аланите, повышает их биологическую активность.

В период созревания зернобобовых культур в бобах содержится значительное количество кремния, кальция, золы и других веществ, являющихся сорбентами тяжелых металлов.

Оставшиеся после уборки комбайном бобы (из-за низкого их прикрепления на стеблях) содержат протеины, антиоксиданты, изофлавоны. Так, основной изофлавон генистеин является противораковым средством и одновременно принимает участие в разложении пожнивных остатков при запашке в почву, снижая ее токсичность.

В предлагаемом способе аланиты и зернобобовые культуры являются антиканцерогенными и при совместной запашке способствуют значительному снижению тяжелых металлов, как в почве, так и в поливной воде.

Пример 1: Высевали сою на площади 20 га широкорядно (междурядья 60 см). В фазу ветвления в междурядья вносили измельченный аланит сеялкой С3-3,6 в количестве 2 т/га. Орошение осуществляли дважды; после внесения аланита в фазу ветвления и в фазу полного цветения или начала созревания в количестве 300-400 м²/га. После созревания семян осуществляли уборку комбайном Дон-1500 с последующей запашкой пожнивных остатков. Орошение участков проводили дождевальной машиной Днепр или Фрегат.

Пример 2: Способ осуществляется, как и в первом примере с внесением аланита в количестве 3 т/га.

Результаты опытов сведены в таблицу. Опыты проведены на выщелоченном черноземе. Кислотность почвы (рН) 5,4.

Варианты	Содержание тяжелых металлов в почве в мг/кг (абсолютно сухой почвы)
Zn	Сu	Fe	Cd	Pb	pH
Возделывание сои	43,7	16,4	518	0,46	8,2	5,4
Внесение аланита в фазу ветвления	36,9	13,7	412	0,39	7,6	5,6
Аланит в фазу ветвления + запашка после уборки	34,8	12,5	286	0,36	6,4	5,8
Орошение + запашка после уборки	40,6	13,1	324	0,32	6,0	5,8
Предлагаемое	28,6	11,2	125	0,26	4,8	6,2
Запашка после уборки	40,2	12,6	186	0,41	7,2	5,6
ПДК (предельно допустимые концентрации)	42,8	18,8	154	0,28	5,0

Из приведенных данных следует, что в предлагаемом способе количество тяжелых металлов снижается до уровня ПДК и ниже. Следовательно, внесение аланита в фазу ветвления в количестве 2-3 т/га, орошение в период вегетации, уборка и запашка пожнивных остатков обеспечивает снижение токсичности.

Способ детоксикации почвы при орошении зернобобовых культур, включающий внесение цеолитсодержащих глин - аланита в количестве 2-3 т/га, запашку их в смеси с сидеральными культурами, отличающийся тем, что в фазу ветвления в междурядья вносят аланит с последующим орошением, а после созревания семян и их уборки проводят запашку пожнивных остатков.