RU2638029C1 - Method of reclaiming disturbed agricultural lands - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: method of reclaiming disturbed agricultural lands includes applying a humin-mineral ameliorant, uniformly applying an optimum dose of a composition from moisture absorbents over the soil surface, then the soil is treated by the method of deep ploughing. The optimum dose of the composition from moisture sorbents is calculated from the formula Q_sl=05⋅S⋅H, where Q_sl is the dose of applying the composition of moisture absorbents, kg, S - the area of the disturbed area, m², 05 - the empirical coefficient; H - the thickness of the disturbed soil layer, m.

EFFECT: use of the invention makes it possible to reduce the economic costs of purchasing, transporting and applying the composition from moisture absorbents to disturbed agricultural lands while obtaining environmentally friendly products.

1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к мелиорации почв, в частности к составам и способам рекультивации почв, нарушенных в процессе сельскохозяйственной деятельности.The invention relates to agriculture, and in particular to soil reclamation, in particular, to compositions and methods for the restoration of soils disturbed in the process of agricultural activity.

Известен способ рекультивации почв [SU 1288196, 07.02.1987], включающий внесение фосфогипса и слабоминерализованного отработанного глинистого бурового раствора для химической мелиорации в почву в количестве 2,4÷12 т/га.A known method of soil remediation [SU 1288196, 02/07/1987], including the application of phosphogypsum and low-mineralized spent clay drilling mud for chemical reclamation in the soil in the amount of 2.4 ÷ 12 t / ha

Известный состав обладает выраженными токсичными свойствами и не может применяться для рекультивации нарушенных сельскохозяйственных земель, т.к. фосфогипс не обеспечивает детоксикации содержащихся в отработанных буровых растворах токсичных компонентов. Полученный состав очень дорог, и применение его экономически неоправданно.The known composition has pronounced toxic properties and cannot be used for the restoration of disturbed agricultural land, because phosphogypsum does not provide detoxification of toxic components contained in spent drilling fluids. The resulting composition is very expensive, and its use is economically unjustified.

Известен также способ рекультивации почв [RU 2020144, 30.09.1994], включающий приготовление состава (отработанный буровой раствор 27,8÷31,3%; гидролизный лигнин 40,6÷45,3%, вода - остальное) и его внесение не ранее чем через сутки в пахотный слой почвы на глубину не менее 20 см при дозе 1÷2 т/га.There is also known a method of soil remediation [RU 2020144, 09/30/1994], including the preparation of the composition (spent drilling fluid 27.8 ÷ 31.3%; hydrolysis lignin 40.6 ÷ 45.3%, water - the rest) and its introduction no earlier than a day later into the arable soil layer to a depth of at least 20 cm at a dose of 1 ÷ 2 t / ha.

Недостатком является то, что лигнин является сам по себе токсичным для почв и растений веществом, и его смешивание с токсичными отработанными буровыми растворами не только не снимает, но и даже усиливает общую токсичность приготовляемого состава для рекультивации почв. При этом финансовые затраты на перевозку и внесение в почву указанного состава несопоставимы с ожидаемым положительным эффектом - повышением содержания водопрочных агрегатов и снижением коэффициента фильтрации почв.The disadvantage is that lignin is itself a substance toxic to soils and plants, and its mixing with toxic waste drilling fluids not only does not remove, but even enhances the general toxicity of the prepared composition for soil restoration. At the same time, the financial costs of transportation and soil application of the specified composition are not comparable with the expected positive effect - an increase in the content of water-resistant aggregates and a decrease in the soil filtration coefficient.

Известен способ рекультивации почв сельскохозяйственного назначения [RU 2205165, 27.05.2003] с использованием гуминового сорбента.A known method of soil remediation for agricultural purposes [RU 2205165, 05.27.2003] using a humic sorbent.

Недостатком этого способа является то, что производство гуминового порошкообразного сорбента является многостадийным, длительным, с выделением пыли, низкопроизводительным. Кроме того, гуминовый сорбент содержит в большом количестве функциональные кислородсодержащие группы и свободные гуминовые кислоты, которые снижают pH почвы до слабокислого и способствуют еще большему ухудшению как водно-физических, так и физико-химических свойств почвы.The disadvantage of this method is that the production of humic powder sorbent is multi-stage, long, with the release of dust, low productivity. In addition, the humic sorbent contains a large number of functional oxygen-containing groups and free humic acids, which reduce the pH of the soil to slightly acidic and contribute to even greater deterioration of both the water-physical and physicochemical properties of the soil.

Известен способ очистки и рекультивации сельскохозяйственных земель [RU 2210438, 20.08.2003], заключающийся в добавлении сорбционного агента в земли в количестве более 2 т на 1 га земли с последующим его перемешиванием.A known method of cleaning and reclamation of agricultural land [RU 2210438, 08/20/2003], which consists in adding a sorption agent to the earth in an amount of more than 2 tons per 1 ha of land with its subsequent mixing.

Недостатком данного способа является то, что он направлен на внесение необоснованной дозы и не может быть применен в полевых условиях, например для восстановления сельскохозяйственных земель какого-либо хозяйства. Кроме того, для реализации способа используется внесение агроруд, т.е. природных мелиорантов на основе различных по составу глинистых минералов, что неприменимо для восстановления водно-физических свойств почвы вследствие того, что нарушается воздухообмен между почвой и сорбционным агентом.The disadvantage of this method is that it is aimed at making an unreasonable dose and cannot be applied in the field, for example, to restore the agricultural land of any farm. In addition, for the implementation of the method, the use of agro-ore is used, i.e. natural ameliorants based on clay minerals of different composition, which is not applicable to restore the water-physical properties of the soil due to the fact that the air exchange between the soil and the sorption agent is disturbed.

Прототипом изобретения является способ получения гуминоминерального мелиоранта и способ рекультивации нарушенных почв и земель с его использованием [RU 2215769, 10.11.2003].The prototype of the invention is a method for producing a huminomineral ameliorant and a method for reclamation of disturbed soils and lands with its use [RU 2215769, 10.11.2003].

Недостатком изобретения, принятого за прототип, является то, что в состав гуминоминерального мелиоранта входит отработанный буровой раствор, гуминоминеральный концентрат и жидкая фаза, что создает угрозу загрязнения рекультивируемых почв устойчивыми к разложению этоксикантами. По предложенным формулам, при расчете дозы внесения указанного состава, учитывается только плотность и объем почвы, что не позволяет с наилучшим приближением установить оптимальную дозу при внесении в нарушенные сельскохозяйственные земли.The disadvantage of the invention, adopted as a prototype, is that the composition of the huminomineral ameliorant includes spent drilling fluid, huminomineral concentrate and the liquid phase, which creates a risk of contamination of the cultivated soils with resistance to degradation by toxicants. According to the proposed formulas, when calculating the dose of the indicated composition, only the density and volume of the soil are taken into account, which does not allow, with the best approximation, to establish the optimal dose when applied to disturbed agricultural land.

Сущностью изобретения является разработка способа рекультивации нарушенных сельскохозяйственных земель.The essence of the invention is the development of a method of reclamation of disturbed agricultural land.

Техническим результатом изобретения является восстановление агрофизических и агрохимических показателей свойств почвы, ее функций и плодородия.The technical result of the invention is the restoration of agrophysical and agrochemical indicators of soil properties, its functions and fertility.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ включает сначала равномерное внесение по поверхности почвы оптимальной дозы композиции из влагосорбентов в оптимальном составе влагосорбентов (RU 2430952, 10.10.2011), затем проводится обработка почвы способом плантажной вспашки. При этом оптимальную дозу композиции из влагосорбентов рассчитывают для слабой, средней и сильной степени нарушенного участка.The technical result is achieved by the fact that the proposed method includes first uniformly applying on the soil surface an optimal dose of a composition of moisture absorbents in an optimal composition of moisture absorbents (RU 2430952, 10.10.2011), then the soil is cultivated using planting plowing. In this case, the optimal dose of the composition of moisture absorbents is calculated for the weak, medium and strong degree of the disturbed area.

Способ позволяет снизить экономические затраты на покупку, перевозку и технологию внесения композиции из влагосорбентов в нарушенные сельскохозяйственные земли, а также в дальнейшем получать экологически чистую продукцию.The method allows to reduce the economic costs of the purchase, transportation and technology of introducing a composition of moisture sorbents into disturbed agricultural lands, and also to obtain environmentally friendly products in the future.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.

Проводится почвенно-мелиоративное обследование нарушенного участка и разрабатывается проектно-сметная документация на выполнение работ. Выделяются нарушенные участки со слабой, средней и сильной степенью. Оптимальная доза композиции из влагосорбентов для внесения в почву рассчитывается по формулам:A soil-reclamation survey of the disturbed site is carried out and design estimates for the work are being developed. Disturbed areas with a weak, medium and strong degree are distinguished. The optimal dose of a composition of moisture absorbents for application to the soil is calculated by the formulas:

- для слабой степени нарушенного участка:- for a weak degree of the disturbed area:

где Q_сл - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;wherein Q _cl - introducing a dose of a composition vlagosorbentov kg;

0,5 - эмпирический коэффициент;0.5 is an empirical coefficient;

S - площадь нарушенного участка, м²;S is the area of the disturbed area, m ² ;

H - мощность нарушенного слоя почвы, м.H - thickness of the disturbed soil layer, m

- для средней степени нарушенного участка:- for the average degree of disturbed area:

где Q_cp - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;where Q _cp is the dose of composition from moisture sorbents, kg;

1,75 - эмпирический коэффициент;1.75 - empirical coefficient;

- для сильной степени нарушенного участка:- for a strong degree of disturbed area:

где Q_сил - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;where Q _forces - the dose of the composition of moisture sorbents, kg;

4,25 - эмпирический коэффициент.4.25 is an empirical coefficient.

На используемых в пашне угодьях после уборки равномерно вносят по поверхности почвы композицию из влагосорбентов. Для равномерного внесения применяют обычные разбрасыватели типа РУМ-5; 1-РМГ-4; РУМ-8; РУМ-16, РПН-4, КСА-3; КСА-5 и др. Конструкция разбрасывателя РПН-4 с опускающейся вместе с кузовом рамой позволяет загружать его непосредственно в поле из автомобилей-самосвалов типа ГА3-53Б, ЗИЛ-ММ3-585, ЗИЛ-ММ3-565, ГА3-93Б и другими с опрокидывающимися назад кузовом. Агрегатируется этот разбрасыватель с тракторами класс 14-30 кН. Рекомендуется предусматривать разбрасыватели, которые за один проход вносят расчетную дозу. После равномерного разбрасывания композиции по поверхности почвы, почву обрабатывают способом плантажной вспашки на глубину нарушенного слоя почвы. Затем возможен посев любых сельскохозяйственных культур.On the arable land used after harvesting, a composition of moisture sorbents is uniformly applied over the soil surface. For uniform application, conventional RUM-5 spreaders are used; 1-RMG-4; RUM-8; RUM-16, RPN-4, KSA-3; KSA-5 and others. The design of the RPN-4 spreader with the frame lowering along with the body allows it to be loaded directly into the field from dump trucks of the type GA3-53B, ZIL-MM3-585, ZIL-MM3-565, GA3-93B and others with tipping back body. This spreader with tractors of class 14-30 kN is aggregated. It is recommended to provide spreaders that introduce a calculated dose in one pass. After uniform spreading of the composition on the soil surface, the soil is treated by the method of planting plowing to the depth of the disturbed soil layer. Then sowing any crops.

Ниже приводится пример реализации изобретения.The following is an example implementation of the invention.

Пример. В ОАО «Малоорловское» Мартыновского района Ростовской области на площади 36 га было проведено почвенно-мелиоративное обследование. Установлено, что нарушенный орошаемый участок представлен черноземом южным и составляет 36 га, т.е. 4 га характерно для слабой, 21 га для средней и 11 га для сильной степени нарушенного орошаемого участка. Мощность нарушенного слоя почвы составила 0,2 м.Example. Soil and land reclamation survey was conducted at Maloorlovskoye OJSC in the Martynovsky District of the Rostov Region on an area of 36 hectares. It was established that the disturbed irrigated area is represented by southern chernozem and amounts to 36 ha, i.e. 4 ha is typical for weak, 21 ha for medium and 11 ha for severe disturbed irrigated area. The thickness of the disturbed soil layer was 0.2 m.

Рассчитываем дозу для внесения в почву композиции из влагосорбентов для уровня слабой степени нарушенного участка по формуле (1): Q_сл=0,5⋅S⋅H=0,5⋅40000⋅0,2=4 т/га. Для средней степени нарушенного участка по формуле (2): Q_cp=1,75⋅S⋅H=1,75⋅210000⋅0,2=73,5 т/га. Для сильной степени нарушенного участка по формуле (3): Q_сил=4,25⋅S×H=4,25⋅110000⋅0,2=93,5 т/га. То есть для слабой степени нарушенного участка требуется внести в 3,5 раза меньше, а для сильной степени нарушенного участка в 2,4 раза больше композиции из влагосорбентов по отношению к оптимальной дозе внесения в почву со средней степенью нарушенного участка.We expect dose for soil application of the composition to a slight degree vlagosorbentov level breached portion of formula (1): Q _cl = 0,5⋅S⋅H = 0,5⋅40000⋅0,2 = 4 t / ha. For the average degree of the disturbed area according to the formula (2): Q _cp = 1.75⋅S⋅H = 1.75⋅210000⋅0.2 = 73.5 t / ha. For a strong degree of disturbed area according to the formula (3): Q _forces = 4.25⋅S × H = 4.25⋅110000⋅0.2 = 93.5 t / ha. That is, for a weak degree of a disturbed area, it is required to make 3.5 times less, and for a strong degree of a disturbed area, 2.4 times more composition of moisture absorbents in relation to the optimal dose to soil with an average degree of disturbed area.

После расчета оптимальных доз внесения в почву композицию из влагосорбентов вносили разбрасывателем КСА-3, а почву обрабатывали способом плантажной вспашки на глубину 0,2 м.After calculating the optimal doses of application to the soil, a composition of moisture absorbents was applied with a KSA-3 spreader, and the soil was cultivated by planting plowing to a depth of 0.2 m.

Результаты восстановления агрофизических и агрохимических показателей свойств почвы, ее функций и плодородия, полученные путем их рекультивации предлагаемым в изобретении способом, представлены в таблице 1.The results of the restoration of agrophysical and agrochemical indicators of soil properties, its functions and fertility, obtained by their reclamation by the method proposed in the invention, are presented in table 1.

Как видно из данных таблицы 1, внесение оптимальных доз композиции для слабой, средней и сильной степени нарушенного участка способствует восстановлению основных агрофизических и агрохимических показателей свойств почвы. После внесения оптимальных доз композиции снижается уплотненность почвы (плотность почвы <1,2 т/м³), происходит восстановление почвенной структуры, т.е. увеличивается количество водопрочных агрегатов (>40%), повышается влагоемкость и увеличивается устойчивость почвы к ирригационной эрозии (водопроницаемость >0,8 мм/мин). Также происходит восстановление агрохимических показателей свойств почвы: увеличение содержания гумуса (>3,4%), увеличение количества подвижного фосфора (>4,5 мг/100 г почвы) и обменного калия (>45 мг/100 г почвы).As can be seen from the data in table 1, the introduction of optimal doses of the composition for the weak, medium and strong degree of the disturbed area contributes to the restoration of the main agrophysical and agrochemical indicators of soil properties. After the introduction of optimal doses of the composition, the soil compaction decreases (soil density <1.2 t / m ³ ), the soil structure is restored, i.e. the number of water-resistant aggregates increases (> 40%), the moisture capacity increases, and the soil resistance to irrigation erosion increases (water permeability> 0.8 mm / min). The agrochemical parameters of soil properties are also being restored: an increase in the content of humus (> 3.4%), an increase in the amount of mobile phosphorus (> 4.5 mg / 100 g of soil) and metabolic potassium (> 45 mg / 100 g of soil).

Таким образом, чернозем южный после применения рассмотренного в изобретении способа обладает благоприятными агрофизическими и агрохимическими свойствами: рыхлым сложением, агрономически ценной водопрочной структурой, хорошими водными и воздушными свойствами, высоким количеством доступной влаги, хорошей водопроницаемостью, противоэрозионной устойчивостью, достаточным содержанием количества основных питательных элементов. Все это является следствием получения рекультивационного слоя почвы, а именно восстановление агрофизических и агрохимических показателей свойств почвы, ее функций и плодородия.Thus, the southern chernozem after application of the method considered in the invention has favorable agrophysical and agrochemical properties: loose composition, agronomically valuable water-resistant structure, good water and air properties, high amount of moisture available, good water permeability, anti-erosion resistance, sufficient amount of essential nutrients. All this is a consequence of obtaining a remediation layer of the soil, namely, the restoration of agrophysical and agrochemical indicators of soil properties, its functions and fertility.

Таким образом, почва может быть использована для выращивания любых сельскохозяйственных культур.Thus, the soil can be used to grow any crops.

Claims (15)

Способ рекультивации нарушенных сельскохозяйственных земель, включающий внесение гуминоминерального мелиоранта, отличающийся тем, что сначала равномерно вносится по поверхности почвы оптимальная доза композиции из влагосорбентов, затем проводится обработка почвы способом плантажной вспашки, при этом оптимальную дозу композиции из влагосорбентов рассчитывают по следующим формулам:The method of reclamation of disturbed agricultural land, including the application of huminineral ameliorant, characterized in that the optimal dose of a composition of moisture absorbents is first applied uniformly on the soil surface, then the soil is cultivated using planting plowing, and the optimal dose of a composition of moisture absorbents is calculated according to the following formulas: - для слабой степени нарушенного участка:- for a weak degree of the disturbed area:

где Q_сл - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;wherein Q _cl - introducing a dose of a composition vlagosorbentov kg; 0,5 - эмпирический коэффициент;0.5 is an empirical coefficient; S - площадь нарушенного участка, м²;S is the area of the disturbed area, m ² ; Н - мощность нарушенного слоя почвы, м;N - thickness of the disturbed soil layer, m; - для средней степени нарушенного участка:- for the average degree of disturbed area:

где Q_cp - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;where Q _cp is the dose of composition from moisture sorbents, kg; 1,75 - эмпирический коэффициент;1.75 - empirical coefficient; - для сильной степени нарушенного участка:- for a strong degree of disturbed area:

где Q_сил - доза внесения композиции из влагосорбентов, кг;where Q _forces - the dose of the composition of moisture sorbents, kg; 4,25 - эмпирический коэффициент.4.25 is an empirical coefficient.