Кондиционер почвы

Кондиционер почвы

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к почвоведению и растениеводству, и может найти применение в производстве кондиционеров почвы.

Известен «Сорбент-мелиорант для очистки почв» от тяжелых металлов и пестицидов, содержащий минеральные компоненты, в качестве которых он содержит бентонитовую глину, золошлаковую смесь и синюю глину при следующих соотношениях компонентов, %:

бентонитовые глины	36
золошлаковая смесь	47
синие глины	17

Патент РФ на изобретение №2303623, МПК: С09K 17/00, дата публ. 2007.07.27.

Известен «Кондиционер почвы» с минеральным компонентом, в качестве которого использована смесь из двух или более твердых кремнийсодержащих веществ с содержанием Si 5-45%, при этом по крайней мере одно из указанных веществ, расход которого составляет 50-10000 кг на 1 га, находится в некристаллической форме с частицами размером не более 1 мм, а другие вещества, общий расход которых составляет 100-20000 кг на 1 га, находятся в некристаллической или кристаллической форме с частицами размером не более 5 см.

Патент РФ на изобретение №2122903, МПК: В09С 1/08; дата публ. 1998.12.10.

Известен «Состав для мелиорации почв «СОРБЭКС», содержащий органическую основу и минеральные компоненты, в качестве органической основы он содержит сапропель, а в качестве минеральных компонентов цеолит и глинозем при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сапропель	60-70
Цеолит	23-27
Глинозем	Остальное

Патент РФ на изобретение №2049107, МПК: С09K 17/00, дата публ. 1995.11.27.

К недостаткам указанного кондиционера почвы относятся высокая структурная плотность и невысокая его скважинность, влияющие на качество улучшения агрофизических характеристик почвы, и узкая направленность его действия при очистке почвы - нейтрализация тяжелых металлов.

Диатомит, обработанный Fe3+	50-60
Голубая глина	40-50

Патент РФ на изобретение №2471849, МПК: C05F 11/02; дата публ. 1997.01.10.

Наиболее близким к предлагаемому в качестве изобретения техническому решению является «Многофазный кондиционер», включающий минеральный и органический компоненты с использованием в качестве органического компонента размолотого третичного бурого угля-сырца, при этом в качестве минерального компонента используют доменный шлак.

Патент РФ на изобретение №2078068, МПК: С09K 17/00, дата публ. 1995.11.27.

К недостаткам указанного кондиционера почвы относятся низкая водостойкость, влияющая на ухудшение его кондиционирующих свойств после длительных поливов, узкий спектр влияния на агрофизические параметры почвы.

Технический результат предлагаемого в качестве изобретения кондиционера почвы заключается в повышении качества его влияния на агрономические свойства почвы при внесении в нее предлагаемого кондиционера, в том числе уменьшение плотности сложения почвы, повышение порозности почвы, повышение аэрации, повышение доступной влагоемкости, обеспечивающие в конечном счете повышение урожайности сельскохозяйственной продукции. Кроме того, имеет место комплексность и универсальность его применения для различных видов почв за счет использования гранул конгломерата с улучшенной структурой пористости, имеющей капиллярную и некапиллярную форму, путем использования для получения гранул водостойкого пористого конгломерата состава сухой смеси в виде золы биотоплива, цемента, негашеной извести и порообразователя, частицы которого обладают высокой гидрофильной поверхностью и низкой слипаемостью при определенном соотношении компонентов.

Достижение данного технического результата обеспечивается тем, что «Кондиционер почвы» в форме гранул включает минеральные компоненты с использованием золошлаковой смеси и известковой муки. При этом он выполнен из гранул нерегулярной формы в интервале фракций от 1,0 до 6,0 мм водостойкого пористого конгломерата с плотностью от 300 до 400 кг/м³ и со структурой пористости, имеющей капиллярную и некапиллярную форму, при их соотношении между собой, равном 0,85:1. В свою очередь конгломерат состоит из сухой смеси, обработанной смешением с водой до однородной консистенции при соотношении вода:сухая смесь, равном 0,75:1. Причем сухая смесь содержит в качестве золошлаковой смеси золу биотоплива, а также цемент, негашеную известь и порообразователь при следующем соотношении компонентов мас.%:

зола биотоплива	53,2
цемент	41,6
негашеная известь	4,6
порообразователь	0,6

При этом порообразователь в виде смеси из алюминиевой пудры, известковой муки и сульфоната натрия, полученной совместным помолом до 10 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

алюминиевая пудра	10-60
известковая мука	39-99
сульфонат натрия	остальное

Предлагаемый кондиционер почвы получен следующим образом: для получения его основы в исходную сухую смесь, состоящую из водного вяжущего вещества - цемента 53,2 мас.%, экологически чистого наполнителя - золы биотоплива (торфа) 41,6 мас.% и реологической добавки - негашеной извести 4,6 мас.% вводят 0,6 мас.% порообразователя. Вместо золы биотоплива могут быть использованы другие экологически чистые наполнители: доломитовая мука, мел, кварцевый песок. Получение состава порообразователя, известного по патенту №2342346, патентообладатель ЗАО «Энергоресурс-СП», осуществляют следующим образом: порообразователь в виде сухой смеси, состоящей из алюминиевой пудры (10-60 мас.%), известняковой муки (89-40 мас.%) и сульфоната натрия (остальное), изготавливается путем предварительного совместного помола до 10 мкм вышеуказанной смеси. При этом происходит нанесение на поверхности жировой пленки микрозерен алюминиевой пудры минеральных частиц и поверхностно-активных веществ. Затем порообразователь соединяют с остальными компонентами при следующем соотношении, мас.%:

зола биотоплива	53,2
цемент	41,6
негашеная известь	4,6
порообразователь	0,6

В дальнейшем получение кондиционера почвы в виде гранул водостойкого пористого конгломерата осуществляют путем механического смешивания компонентов смеси в указанных соотношениях в смесителе с числом оборотов до 75 об/мин в течение 10 минут. Затем в исходную сухую смесь добавляют воду с температурой 20-40°С в соотношении, равном 0,75:1, также при перемешивании в смесителе с числом оборотов не менее 1000 об/мин в течение 2-3 мин. Полученную гетерогенную смесь в течение 3 мин разливают в формы, в которых происходит вспучивание смеси и образование твердого пористого конгломерата, который выдерживают в формах 8-12 часов, затем освобождают его из форм и выдерживают при температуре не менее +10°С в течение 3-4 суток для получения необходимой твердости. Затем пористый конгломерат подвергают фракционному дроблению с получением готового кондиционера почвы в виде гранул в интервале фракций от 1,0 до 6 мм с последующим отсевом фракций менее 1,0 мм. Плотность пористого конгломерата от 300 до 400 кг/м³.

Предложенный кондиционер почвы прошел испытания, результаты которых изложены далее.

1. Определяли влияние почвенного кондиционера на агрофизические свойства почвы в полевых условиях. Для этого опытный земельный участок с дерново-подзолистой почвой размерами 6 м × 0,5 м разделяли на три равные делянки. 1-я делянка служила контролем. На 2-й делянке в почву добавляли золу торфа из расчета 5 кг на 1 м² и перемешивали с почвой на глубину 30 см. На 3-й делянке в почву добавляли кондиционер почвы из расчета 5 кг на 1 м² и перемешивали с почвой на глубину 30 см. Отбор проб на определение агрофизических характеристик производился со следующей периодичностью: в первый день, через 30 суток, через 60 суток. Во время проведения испытаний опытные участки подвергались одинаковому атмосферному воздействию.

Плотность сложения почвы (р_с) определяли буровым методом с применением металлического кольца высотой 10 см и емкостью 1000 см³. Предельную полевую влагоемкость (ППВ) определяли термостатно-весовым методом.

Плотность твердой фазы почвы (р_т) определяли пикнометрическим методом.

Общая порозность (П) рассчитывалась по формуле: П=(1-р_с/р_т)×100.

Порозность аэрации (А) рассчитывалась по формуле: А=П-ППВ×р_с.

Результаты определения влияния почвенного кондиционера на агрофизические свойства почвы приведены в таблице 1.

Анализ данных, приведенных в таблице 1, показывает, что кондиционер почвы оказывает значительно большее воздействие на агрофизические характеристики почвы, чем зола торфа. Внесение почвенного кондиционера заметно улучшило агрофизические свойства почвы, а именно, уменьшилась на 33,3% плотность сложения - почва стала рыхлой и неслеживаемой, на 35,5% увеличилась порозность общая и порозность аэрации - улучшился водно-воздушный режим почвы.

2. Определялось влияние кондиционера почвы на урожайность различных овощных культур в полевых условиях. С этой целью описанные ранее три выделенные опытные делянки размером 2 м × 0,5 м были разделены на четыре равные части каждая. Первая часть оставлялась незасеянной и предназначалась для исследований агрофизических характеристик почвы, на трех последующих проводились вегетационные опыты со следующими овощными культурами: редис Заря, листовой салат Московский, чеснок Новосибирский.

Внешние условия для роста овощных культур на всех опытных делянках были одинаковыми. Урожайность оценивалась по средней массе единицы овощной культуры. Средняя масса определялась из выборки числом 20 единиц.

Результаты вегетационных опытов приведены в таблице 2.

Анализ результатов вегетационных опытов, приведенных в таблице 2, показывает, что на делянках с применением кондиционера почвы прибавка урожайности в сравнении с контрольной делянкой составила: по редису 42,1%, по салату 66,7%, по чесноку 46,6%.

Предлагаемое в качестве изобретения техническое решение обеспечивает стабильное качество агрономических свойств кондиционера почвы и, как следствие, повышение урожайности сельскохозяйственной продукции при применении кондиционера почвы в виде гранул пористого конгломерата с улучшенной структурой пористости, имеющей капиллярную и некапиллярную форму.

Таблица 1
Влияние кондиционера на агрофизические свойства почвы
вариант	сроки	Агрофизические свойства почвы
Плотность сложения, г/см3	Плотность твердой фазы, г/см3	Предельная полевая влагоемкость, % масс.	Порозность общая,%	Порозность аэрации,%
Контроль	1-й день	1,50	2,65	26,3	43,4	4,0
30 суток	1,55	2,65	24,5	41,5	3,5
60 суток	1,60	2,65	22,8	39,6	3,1
Контроль + зола торфа	1-й день	1,45	2,70	27,7	46,3	6,1
30 суток	1,48	2,70	27,0	45,2	5,2
60 суток	1,50	2,70	26,8	44,4	4,2
Контроль + кондиционер почвы	1-й день	1,01	2,45	39,4	58,8	19,0
30 суток	1,01	2,45	39,4	58,8	19,0
60 суток	1,02	2,45	38,9	58,4	18,7

Таблица 2
Влияние кондиционера почвы на урожайность различных овощных культур
вариант	редис Заря	салат Московский	чеснок Новосибирский
Урожайность, г/корнеплод	Прибавка,%	Урожайность, г/растение	Прибавка, %	Урожайность, г/луковица	Прибавка, %
Контроль	19	-	90	-	15	-
Контроль + зола торфа	20	5,3	95	5,5	16	6,7
Контроль + кондиционер почвы	27	42,1	150	66,7	22	46,7

1. Кондиционер почвы в форме гранул, включающий минеральные компоненты с использованием золошлаковой смеси и извести, отличающийся тем, что он выполнен из гранул нерегулярной формы в интервале фракций от 1,0 до 6,0 мм водостойкого пористого конгломерата с плотностью от 300 до 400 кг/м³ и со структурой пористости, имеющей капиллярную и некапиллярную форму, при их соотношении между собой, равном 0,85:1, в свою очередь конгломерат состоит из сухой смеси, обработанной смешением с водой до однородной консистенции при соотношении вода:сухая смесь, равном 0,75:1, при этом сухая смесь содержит в качестве золошлаковой смеси золу биотоплива, а также цемент, негашеную известь и порообразователь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

зола биотоплива	53,2
цемент	41,6
негашеная известь	4,6
порообразователь	0,6

2. Кондиционер почвы по п.1, отличающийся тем, что он содержит порообразователь в виде смеси из алюминиевой пудры, известковой муки и сульфоната натрия, полученной совместным помолом до 10 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

алюминиевая пудра	10-60
известковая мука	39-99
сульфонат натрия	остальное