Патент на изобретение №2178964

(54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия почвы. В почву вносят фосфорсодержащее сырье совместно с подкисляющей добавкой. В качестве фосфорсодержащего сырья используют фосфоритную муку. В качестве подкисляющей добавки используют фосфогипс. Соотношение компонентов в физическом весе составляет 1: 1. Использование изобретения позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур. 1 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения плодородия почв за счет увеличения в них доступного для питания растений фосфора.

Фосфорные удобрения, содержащие этот источник питания, относятся к числу основных минеральных удобрений, применяемых в сельском хозяйстве для повышения плодородия почв.

Известен способ повышения плодородия почв, предусматривающий внесение в почву суперфосфата. Это универсальное удобрение применяется практически под все сельскохозяйственные культуры на всех почвах в качестве основного удобрения и как припосевное, вносимое в малой дозе и вблизи семян (Шапкин М. А. и др. Двойной суперфосфат. Технология и применение. – Л. : Химия, 1987, с. 194-200; Ягодин Б. А. Агрохимия. – М. : Агропромиздат, 1989, с. 292-299). Данный способ повышения плодородия почв является эффективным, но дорогостоящим из-за больших затрат, идущих на производство суперфосфата.

Известен способ повышения плодородия почв за счет применения другого источника фосфора – фосфоритной муки (Калинин К. В. Фосфорные удобрения. – М. : Колос, 1967, с. 38-52). Приготовление ее не требует ни затраты кислоты, ни большого количества энергии, которое идет для производства большинства других форм фосфорных удобрений. В связи с этим единица действующего вещества в фосфоритной муке обычно в 2-3 раза дешевле, чем в суперфосфате.

Но ввиду слабой растворимости фосфора фосфоритной муки доступность его растениями в значительной мере зависит от сопутствующих факторов. Особенно это относится к использованию ее на слабокислых дерново-подзолистых почвах, где она зачастую бывает слабоэффективна.

Совместное применение фосфоритной муки с физиологически кислыми формами азотных и калийных удобрений (Грачев Д. Г. , Бабенко Н. В. Смешанные удобрения. – М. : Колос, 1970, с. 58-60) повышает растворимость трехкальцевых фосфатов фосмуки, тем самым увеличивая содержание подвижного фосфора в почве и делая его усвояемым для растений. Однако этот способ дорогостоящий, так как производство минеральных удобрений, используемых в качестве добавок в конкретном случае, требует немалых экономических затрат.

Известен способ повышения плодородия почвы (а. с. СССР N 1064892, кл. A 01 C 21/00, C 05 B 11/00, 1976, прототип), предусматривающий внесение в почву удобрений, в качестве которых используют фосфориты, содержащие до 23-24% P₂O₅. Удобрения вносят на поверхность почвы с последующей обработкой их серной кислотой, выдержкой в течение 15-20 дней и заделкой в почву. Серная кислота выступает как физиологически кислый компонент, оказывающий растворяющее действие на фосфорсодержащее сырье – некондиционные фосфориты, хвосты, содержащие до 23-24% P₂O₅.

Недостатком данного способа является использование серной кислоты в виде реагента прежде всего потому, что для ее промышленного производства требуются экономические затраты. Кроме того, распыление серной кислоты даже в низких концентрациях (а авторы предлагают как лучший вариант концентрацию 32-96%) вызывает раздражение органов дыхания, слизистой оболочки глаз, кожных покровов. При повышенных концентрациях наблюдаются ожоги разной степени (Вредные химические вещества. – Л. : Химия, 1989). Поэтому, ко всему, работа с ней требует повышенных мер безопасности. Как было отмечено выше, в данном изобретении предлагается лучше всего использовать купоросное масло, а это H₂SO₄ 92-96% концентрации, которая сжигает органические компоненты до обугливания. То есть, в случае непрореагировавших очагов крайне отрицательное действие будет оказано и на биоту почвы.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении плодородия почвы за счет увеличения доступных для растений фосфатов эффективным и экономически целесообразным способом, не загрязняющим окружающую среду.

Поставленная в изобретении задача решена путем внесения в почву фосфоритной муки совместно с фосфогипсом при соотношении компонентов в физическом весе 1: 1.

Фосфоритную муку используют как основное удобрение, а фосфогипс выступает как физиологически кислый компонент, оказывающий растворяющее действие на фосфоритную муку.

Сущность процесса разложения фосфоритной муки, применяемой совместно с фосфогипсом, заключается в следующем: дерново-подзолистая почва в обмен на кальций фосфорита и фосфогипса отдает водород, последний, соединяясь с CO₃ ^– почвы и SO₄ ^– фосфогипса, образует кислоты, разлагающие фосфорит до дикальциевого фосфата и далее, в благоприятных условиях, до монокальциевого фосфата.

В упрощенном виде это выглядит так:
Ca₃(PO₄)₂ + H₂CO₃ + H₂SO₄ —> CaHPO₄ + Ca(HCO₃)₂ + Ca(HSO₄)₂
CaHPO₄)₂ + H₂CO₃ + H₂SO₄ —> Ca(H₂PO₄)₂ + Ca(HCO₃)₂ + Ca(HSO₄)₂
Таким образом, увеличивая растворимость фосмуки за счет SO₄ ^– фосфогипса, мы улучшаем плодородие дерново-подзолистой почвы, повышая содержание доступного для растений фосфора.

Это прежде всего сказывается на продуктивности культур, увеличивая их урожайность. Внесение же дешевых компонентов (в виде фосмуки и фосфогипса) в запас приводит к снижению энергозатрат, связанных с ежегодным применением дорогостоящего суперфосфата.

Следует отметить, что фосфогипс не только проявляет себя как подкисляющая почву добавка при внесении его в почву совместно с фосфоритной мукой, но и является одновременно источником фосфора для почвы, имея его в своем составе от 2 до 3%.

Экономическая целесообразность предложенного способа связана с исключением дорогостоящей заводской переработки фосфорсодержащего сырья (фосфоритная мука) и использованием отходов промышленного производства (фосфогипс). Кроме того, изобретение расширяет ассортимент удобрений и утилизирует отходы промышленного производства экстракционной фосфорной кислоты.

Заявленный способ повышения плодородия почвы включает следующие операции:
– равномерное разбрасывание по поверхности почвы фосфоритной муки и следом фосфогипса при соотношении компонентов в физическом весе 1: 1 в количестве 2-5 ц/га каждого вещества.

– последующее запахивание смеси в почву.

Способ повышения плодородия почвы реализуется следующим образом.

На поверхность обрабатываемой почвы с помощью обычных тукоразбрасывающих машин вносят фосфоритную муку как основное удобрение совместно с фосфогипсом – подкисляющей почву добавкой перед глубокой запашкой. Соотношение компонентов смеси фосфоритная мука + фосфогипс составляет в физическом весе 1: 1.

Фосфоритная мука содержит в своем составе не менее 19% общей P₂O₅, а фосфогипс – 2-3% P₂O₅ и 70-75% CaSO₄.

Фосфоритную муку в зависимости от особенностей агротехники отдельных культур и потребности их в фосфоре применяют в дозах 2-5 ц/га. В таких же дозах используют в Нечерноземной зоне и фосфогипс (К. В. Калинин. Фосфорные удобрения и их применение. – М. : Колос, 1967, с. 52, А. В. Петербургский. Агрохимия и система удобрения. – М. : Колос, 1967, с. 218).

Чем раньше перед посевом сельскохозяйственных культур внесены фосфоритная мука и фосфогипс, тем более полно проходит процесс перевода фосфора этих удобрений в растворимую форму. Он усиливается, благодаря аниону SO₄ ^– фосфогипса. Последний образует, соединяясь с водородом почвенного раствора, серную кислоту, которая оказывает растворяющее действие на фосфоритную муку, тем самым повышается содержание доступного для растений фосфора в почве, увеличивается ее плодородие и, в конечном итоге, урожайность сельскохозяйственных культур.

Заявленный способ повышения плодородия почвы эффективен на слабокислых почвах болотно-подзолистого и дерново-подзолистого типов, обеспечивает увеличение содержания доступного для растений фосфора в почве.

Положительный эффект, достигаемый заявленным изобретением и заключающийся в повышении плодородия почвы, сказывается, прежде всего, на продуктивности сельскохозяйственных культур, увеличивая их урожайность, и подтверждается полевым экспериментом, в котором на протяжении нескольких лет изучалось влияние фосфорных удобрений на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

В среднем за три года вариант фосфоритная мука + фосфогипс по эффективности не уступал варианту с суперфосфатом. Это касалось как зерновых культур, так и картофеля. Прибавка к фону NK по ячменю была около 5 ц/га, по озимой ржи – 3,2 ц/га. Увеличение доступного для растений фосфора способствовало повышению плодородия почвы. Содержание P₂O₅ (по Кирсанову) за три года в варианте фосфоритная мука + фосфогипс увеличилось с 11,2 мг/100 г до 18,9 мг/100 г и несколько превосходило вариант с суперфосфатом.

Увеличивалась и степень подвижности P₂O₅ (мг/л) – важный показатель, характеризующий усвояемость фосфора растениями.

Данные о влиянии фосфорсодержащих удобрений на фосфатный режим почвы и урожайность сельскохозяйственных культур приведены в табл.

Фитопатологические исследования показали, что смесь фосмуки + фосфогипс, как и суперфосфат, способствует оздоровлению посевов от различных заболеваний при соблюдении сбалансированности питания азотом и калием.

Формула изобретения

Способ повышения плодородия почвы путем внесения в нее фосфорсодержащего сырья совместно с подкисляющей добавкой, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего сырья используют фосфоритную муку, а подкисляющей добавки – фосфогипс при соотношении компонентов в физическом весе 1: 1.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 11.07.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 13-2004

Извещение опубликовано: 10.05.2004