Патент на изобретение №2365077
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ПРИ ДОБЫЧЕ УГЛЯ ЗЕМЕЛЬ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области рекультивации земель. Способ включает планировку поверхности, внесение химического препарата, включающего гуминовые кислоты и микроорганизмы, вспашку и посев семян. В качестве химического препарата применяют органоминеральное удобрение. Оно содержит торф с адаптированными к нарушенным землям микроорганизмами, азотные, фосфорные, калийные минеральные соли и остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком и содержащий гуминовые кислоты. Органоминеральное удобрение вносят перед вспашкой в количестве 10-50 т/га. Изобретение позволяет уже после первого года рекультивации увеличить накопление доступного для растений органического вещества, подвижных форм элементов питания, повысить микробиологическую и ферментативную активность, что обеспечивает рост и развитие растений, обогащающих нарушенные при добыче угля земли органическим веществом. 2 табл.
Изобретение относится к способам обработки почвы, в частности к способам рекультивации земель, нарушенных при добыче угля. Известен способ рекультивации посттехногенных земель, включающий внесение в почву органоминеральных удобрений и посев многолетних трав в один прием путем внесения удобрительно-посевного материала, полученного микробиологической трансформацией смеси лигнин-опилки-птичий помет, обогащенного минеральными удобрениями, в который перед гранулированием добавляют семена многолетних трав /1/. Недостатком способа является его трудоемкость, связанная с процессом компостирования смеси лигнина с опилками и птичьим пометом в присутствии микобионта Paecillomices variottii, а также гранулирования полученного компоста с минеральными удобрениями и семенами трав, предназначенных для биологической рекультивации. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ рекультивации нарушенных при добыче угля земель, заключающийся в том, что нарушенные земли планируют, вносят химические препараты, проводят вспашку, посев семян и инокуляцию микроорганизмами Azotobacter chroococum и Bacillus megaterium. В качестве химических препаратов используют угольные отходы в виде окисленных углей в количестве 8-24 т/га и препарат гуминовых кислот в разведении с водой 1-2:100, причем угольные отходы вносят перед вспашкой, а препарат гуминовых кислот после посева семян с поливом, а также в фазе кущения растений. Инокуляцию микроорганизмами осуществляют в количестве 80-100 г/га с поливом /2/. Недостатком описанного способа является высокая трудоемкость и дороговизна за счет проведения большого количества операций. Самой дорогостоящей и длительной операцией является выделение и накопление микроорганизмов (бактериальных культур) Azotobacter chroococum, Bacillus megaterium и Pseudomonos aerugenosa, используемых соответственно для увеличения сапрофитной микрофлоры грунта, а также для получения из окисленного угля препарата гуминовых кислот. Заявляемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков и заключается в том, что способ рекультивации нарушенных при добыче угля земель включает планировку их поверхности, внесение химического препарата, содержащего гуминовые кислоты и микроорганизмы, вспашку и посев семян. Причем в качестве химического препарата применяют органоминеральное удобрение /3/, содержащее торф с адаптированными к нарушенным землям микроорганизмами, азотные, фосфорные, калийные минеральные соли и остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства при получении стимулятора роста растений /4/ и содержащий гуминовые кислоты. Органоминеральное удобрение вносят перед вспашкой в количестве 10-50 т/га. Предлагаемый способ рекультивации нарушенных при добыче угля земель отличается от прототипа тем, что в качестве химического препарата применяют органоминеральное удобрение, содержащее торф, азотные, фосфорные, калийные минеральные соли и остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства стимулятора роста растений. Органоминеральное удобрение указанного состава обогащает нарушенные земли органическим веществом и содержит в своем составе адаптированные к ним микроорганизмы. Следует отметить, что в отличие от прототипа, где для получения из угольных отходов гуминового препарата, выполняющего функцию стимулятора роста растений, а также для увеличения численности сапрофитной микрофлоры используют микроорганизмы, выделение и накопление которых является длительной и дорогостоящей операцией, используемое в заявляемом изобретении органоминеральное удобрение одновременно содержит доступное для растений органическое вещество, адаптированный к почвенным условиям консорциум почвенных микроорганизмов и гуминовый стимулятор роста растений за счет наличия в его составе остатка от гидролиза торфа, являющегося отходом производства стимулятора роста растений. Остаток от гидролиза торфа содержит водорастворимые и легкогидролизуемые соединения, обладающие высокой биологической активностью. Использование органоминерального удобрения указанного состава в способе рекультивации нарушенных при добыче угля земель обеспечивает сокращение числа операций и снижение трудозатрат на осуществление процесса биологической рекультивации. Граничные количества внесения органоминерального удобрения для рекультивации нарушенных при добыче угля земель обусловлены содержанием в нем биологически активных веществ и минеральных компонентов, необходимых для роста и развития травяной культуры. Деляночные опыты проводили на территории Краснобродского месторождения Прокопьевского района Кемеровской области, нарушенной в результате ведения горных работ при добыче угля. Перемещенный в процессе планирования грунт состоит из аргиллитов, алевролитов, кварца, слюды, каолинита и, в незначительной степени, непромышленных прослоев угля и характеризуется слабощелочной реакцией среды (рН водн.=7,9-8,0), высокой зольностью (А°=79,2-82,4%). Содержание подвижных форм фосфора составляет 10,1-12,5 мг/100 г, калия 7,2-7,7 мг/100 г, азота 1,3-2,4 мг/100 г. Валовое содержание органического азота и углерода, свидетельствующее о потенциальном плодородии грунта, колеблется в пределах 0,6-0,8% и 4,4-5,5% соответственно. Содержание подвижных форм азота и углерода от валового составляет 0,2% и 1,1% соответственно. Тип засоления – хлоридно-карбонатный. В примере 1 приведен способ получения органоминерального удобрения. Для приготовления органоминерального удобрения брали низинный торф степени разложения 30%, зольности 17%, влажности 65% и остаток от гидролиза этого торфа 10%-ным водным раствором перекиси водорода и 10%-ным водным раствором аммиака, влажность которого 84%. Пример 1. Для приготовления органоминерального удобрения /3/ низинный торф в количестве 62,5 мас.% (на а.с.в.) и остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, содержащий гуминовые кислоты и являющийся отходом производства стимулятора роста растений /4/, в количестве 6,9 мас.% (на а.с.в.) смешивают в лопастном смесителе в течение 8-10 минут. Полученную однородную смесь, являющуюся основой органоминерального удобрения, погружают в герметичную тару и выдерживают до исчезновения запаха аммиака. Затем, в полученную основу органоминерального удобрения добавляют мочевину, двойной суперфосфат, сернокислый калий в соотношении 1:1:1 по действующему веществу в количестве 30,6 мас.%. Органоминеральную смесь перемешивают в лопастном смесителе 8-10 минут. Полученное органоминеральное удобрение готово к использованию в качестве мелиоранта. В примере 2 приведен способ рекультивации нарушенных при добыче угля земель. Пример 2. Поверхность земель, нарушенных при добыче угля, планировали, разравнивали, вносили органоминеральное удобрение, содержащее торф с адаптированными к нарушенным землям микроорганизмами, азотные, фосфорные, калийные минеральные соли и остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, содержащий гуминовые кислоты, в количестве 10 т/га, затем производили вспашку и посев семян донника. Выбор донника обусловлен тем, что эта культура способна давать на угольных отвалах такой же урожай зеленой массы, что и на черноземах, обогащать грунт азотом. Семена донника брали в трехкратной норме. Результаты эксперимента представлены в таблицах 1 и 2. Пример 3. По примеру 2 осуществляли подготовку поверхности земель, нарушенных при добыче угля, вносили органоминеральное удобрение, производили вспашку и посев семян донника. Доза внесения органоминерального удобрения составила 50 т/га. В табл.1 и 2 представлены сравнительные данные по агрохимическим, микробиологическим свойствам, ферментативной активности, структуре урожая и урожайности зеленой массы донника предлагаемого способа с контрольным вариантом (без внесения органоминерального удобрения, играющего роль мелиоранта) и известным способом (прототипом). Как показал опыт, после внесения органоминерального удобрения на практически биологически инертный грунт земли, нарушенной при добыче угля, в нем повышается, по сравнению с контрольным вариантом, содержание органического углерода (Собщ.) и подвижного, доступного для растений органического вещества (Сщ/р – углерода, извлекаемого 0,1 н NaOH), являющегося носителем биологической активности. Провести сравнение этих важных агрохимических показателей (Собщ. и Сщ/р) с прототипом не представляется возможным, так как под параметром «гумус» в прототипе принимается, по всей вероятности, процентное содержание общего углерода (Собщ.) в грунте, умноженное на коэффициент 1,72. По сравнению с контрольным вариантом и прототипом внесение органоминерального удобрения указанного состава приводит к возрастанию в грунте валового содержания азота (Nвал.) и подвижных форм NPK. Использование органоминерального удобрения указанного состава обеспечивает увеличение микробиологической и ферментативной активности. В результате возрастает, по сравнению с контрольным вариантом, численность микроорганизмов (потребляющих органические и минеральные формы азота, разрушителей целлюлозы, фосфатрастворяющих, сахаролитических грибов), активность фермента дегидрогеназы. Увеличение дегидрогеназной активности и достаточно высокая полифенолоксидазная активность самого грунта земли, нарушенной при добыче угля, свидетельствует о создании благоприятных условий для образования начальных фрагментов гумуса. Активизация биологических процессов на вариантах с использованием органоминерального удобрения обеспечила повышение урожайности зеленой массы донника. На контрольном варианте взошедшие растения погибли. В связи с использованием различных выращиваемых культур в заявляемом изобретении и в способе прототипа невозможно провести сравнение по высоте растений. Таким образом, заявляемый способ при сокращении числа операций и снижении трудозатрат позволяет после первого года рекультивации увеличить накопление подвижного, доступного для растений органического вещества, подвижных форм элементов питания, повысить микробиологическую и ферментативную активность, что обеспечивает рост и развитие растений, обогащающих грунт органическим веществом. Источники информации 1. Патент РФ 2. Патент РФ 3. Патент РФ 4. Патент РФ
Формула изобретения
Способ рекультивации нарушенных при добыче угля земель, включающий планировку их поверхности, внесение химического препарата, включающего гуминовые кислоты и микроорганизмы, вспашку и посев семян, отличающийся тем, что в качестве химического препарата применяют органоминеральное удобрение, содержащее торф с адаптированными к нарушенным землям микроорганизмами, азотные, фосфорные, калийные минеральные соли и остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства при получении стимулятора роста растений и содержащий гуминовые кислоты, причем органоминеральное удобрение вносят перед вспашкой в количестве 10-50 т/га.
|
||||||||||||||||||||||||||
2093974, кл. А01В 79/02, опубл. 1997.10.27 – «Способ рекультивации посттехногенных и отдаленных территорий на Крайнем Севере».
