Способ мелиорации нефтезагрязненных земель

Изобретение относится к области рекультивации, в частности к восстановлению почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Способ включает обработку почвы, внесение удобрений, биопрепаратов и посев трав. При этом пахоту проводят без оборота пласта на глубину 30-35 см с последующим внесением цеолитосодержащих глин - аланитов в количестве 5-6 т/га в смеси с измельченными растительными остатками зернобобовых культур и листового опада деревьев в количестве 1,5-2 т/га и осенним посевом однолетнего клевера открытозевого с повышенной нормой высева из расчета 25-30 кг/га. Семена клевера предварительно замачивают в растворе биопрепарата Байкал-ЭМ-1 в смеси с парааминобензойной кислотой в концентрации 0,001% каждого компонента в течение 2-3 часов. Весной в фазе бутонизации-цветения биомассу запахивают в почву, с предварительным опрыскиванием травостоя аналогичным раствором смеси в количестве 200-300 л/га. Способ позволяет повысить эффективность восстановления загрязненных нефтью почв. 2 пр.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к природоохранным технологиям и может быть использовано для восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.

Известен способ, при котором в почву вносят водный раствор нефтеразлагающих бактерий, проводят вспашку, боронование и посев многолетних трав (патент № 2320430 от 27.03.2008 г.).

Однако известный способ высокозатратный, поскольку предусматривает нарезание щелей на глубине 60-80 см, которые заполняются зообактериальными и нефтеразлагающими бактериями, выращиваемые на минеральной воде. Кроме того, последовательное применение агроприемов через определенный промежуток времени (в течение 5 месяцев) усложняет способ.

Известен также способ, при котором проводят рекультивацию почв, загрязненных нефтью путем внесения большого количества бактериальных удобрений (4-4,5 т/га), а спустя 2-2,5 месяца проводят вспашку, боронование и посев семян (патент № 2320429, опубликован 27.03.2008 г.).

В известном способе очистка почвы от нефти и нефтепродуктов осуществляется не полностью. Длительная мелиорация приводит к повышению энергозатрат на ее возобновление.

Наиболее близким техническим решением является способ, при котором осуществляют фитомелиорацию подпахотного горизонта почв (патент № 2152146, опубликован 10.07.2000 г.).

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что высеваемые мелкосеменные однолетние и многолетние травы из-за большой глубины заделки могут только прорасти, но выйти на поверхность почвы и развить корневую систему не могут, вследствие чего снижается эффективность способа. Следовательно, мелиорация недостаточно эффективна.

Технический результат - снижение затрат и повышение эффективности способа.

Техническое решение заключается в том, что в отличие от способа-прототипа проводят пахоту почвы без оборота пласта на глубину 30-35 см с последующим внесением цеолитосодержащих глин-аланитов в количестве 5-6 т/га в смеси с измельченными растительными остатками зернобобовых культур и листового опада деревьев в количестве 1,5-2 т/га и осенним посевом однолетнего клевера открытозевого с повышенной нормой высева из расчета 25-30 кг/га, семена которого предварительно замачивают в растворе биопрепарата Байкал-ЭМ-1 в смеси с парааминобензойной кислотой в концентрации 0,001 каждого компонента в течение 2-3 часов, а весной в фазе бутонизации-цветения всю надземную массу запахивают в почву, с предварительным опрыскиванием травостоя аналогичным раствором смеси в количестве 200-300 л/га.

Способ осуществляют следующим способом

На участках, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, проводят глубокую вспашку без оборота пласта на глубину 30-35 см. Такая вспашка обеспечивает более высокую аэрацию почвы и доступ кислорода к аэробным организмам верхнего горизонта. На следующий день вносят цеолитосодержащие глины - аланиты, обладающие высокими сорбционными свойствами. Одновременно в аланитах имеются ряд питательных макро- и микроэлементов (%): кремний - 52.7, кальций - 32.6, железо - 6.7, марганец, сера, фосфор, калий, медь, цинк в пределах 0,1-0,9 и другие микроэлементы, которые обогащают почву. За счет высокого содержания кальция реакция среды аланита щелочная (рН-9,3). Такое внесение щелочных природных агроруд является особенно эффектным на кислых почвах, снижая токсичность за счет сорбционных способностей цеолитосодержащих глин. Растворимость кремния, содержащегося в аланите, повышается при посеве семян однолетнего клевера открытозевого, необходимого для его полноценного развития.

Пожнивные растительные остатки зернобобовых культур (соя, фасоль, горох, люпин и др.) после уборки комбайном (из-за низкого прикрепления бобов 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.

Смесь аланитов, пожнивных остатков зернобобовых культур и листового опада деревьев является антиканцерогенным веществом при запашке на токсических почвах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами (смолы, углеводороды, асфальтены и др.).

При загрязнении нефтью в почве резко снижается содержание и степень подвижности всех элементов минерального питания (азота, фосфора, калия), необходимых для жизнедеятельности растений.

Вносимые аланиты в смеси с пожнивными остатками зернобобовых культур и листового опада деревьев, обладающих высокими сорбционными свойствами из-за высокого содержания кремния, способствуют очищению почвы.

Обоснование выбранных параметров доз аланитов (5-6 т/га) и количеством растительных остатков (1,5-2 т/га) объясняется содержанием в них химических веществ, нейтрализующих токсичность нефтезагрязненных земель.

После заделки органических удобрений и агроруд осуществляют посев однолетнего клевера открытозевого сплошным способом с повышенной нормой высева 25-30 кг/га, то есть в 2 раза выше, чем на чистых почвах, что обеспечивает густой травостой. Растения бобовой культуры клевера открытозевого обладают сорбционными свойствами и благодаря высокой облиственности (50-60%), высоте (80-105 см), густоте травостоя, мощной корневой системе (более 1,0 м), азотфиксирующей способности накапливать до 200 кг биологического азота, способствуют снижению токсичности почвы.

Перед посевом семена предварительно замачивают в 0,001% водном растворе биопрепарата Байкал-ЭМ-1 в смеси с парааминобензойной кислотой (ПАБК).

ПАБК - нетоксическое соединение, фенотипичесий активатор, обладает репарогенными и антимутагенными свойствами, является витамином Н из группы B1, относится к аминокислотам, входит в состав фолиевой кислоты, участвует в синтезе пуринов. ПАБК благоприятно действует на биологический потенциал растений, его фенотип.

ПАБК - кристаллический порошок, растворяется в горячей воде при температуре 60-80°С. После остывания раствора в него вводят 1 часть биопрепара Байкал-ЭМ-1 в концентрации 1:1000 (10 мл препарата на 10 л нехлорированной воды). Замачивание семян проводят при экспозиции 2-3 часа. Препарат Байкал-ЭМ-1 содержит более 80 штаммов микроорганизмов - полезно лидирующих в условиях почвы, способствующих снижению токсических веществ и улучшающих микрофлору в почве.

В подогретой воде при растворении порошка ПАБК (до 80°С) происходит дегазация вредных для микроорганизмов газов: хлора, серы, азота и др. В таком растворе при температуре окружающей среды микроорганизмы под действием стимулятора ПАБК усиливают обмен веществ в семенах за 2-3 часа, обеспечивая высокий процент прорастания, рост и развитие растений клевера.

Как азотфиксирующая культура клевер под действием биопрепарата Байкал-ЭМ-1 и ПАБК развивается более интенсивно, обогащая почву гуминовыми веществами, снижая в значительном количестве остатки нефтепродуктов.

Высевают семена, обработанные стимуляторами, осенью, а весной, при достижении фазы бутонизации-цветения биомассу клевера запахивают в почву.

Пример 1. Загрязненную нефтью почву обрабатывали плугом без отвалов. Следом за пахотой вносили агроруды-аланиты 5 т/га в смеси с пожнивными остатками зернобобовых культур и листовым спадом 1,5 т/га агрегатом MBCУ-6 и заделывали чизельным плугом ПЧ-2,5 до глубины 30-35 см, с последующей обработкой культиватором КЧ-5,4. После обработки поля осуществляли посев семенами, предварительно замоченными в водном растворе концентрации 0,001% смесью ПАБК и Байкал-ЭМ-1 в течение 2 часов (из расчета на 10 л воды - 10 мл Байкал-ЭМ-1 и 10 г порошка ПАБК). Семена клевера открытозевого высевали осенью (в сентябре) с нормой высева 25 кг/га, предварительно подсушив их для хорошей сыпучести, сеялкой СЗГ-2.4. Весной (третья декада апреля) массу скашивали и запахивали в почву.

Пример 2. Способ осуществляют, как в первом примере. На загрязненном нефтью участке вносят 6 т/га аланитов и 2 тонны на гектар пожнивных остатков зернобобовых культур и листового опада. Вслед за внесением удобрений почву выравнивали для посева клевера с нормой высева 30 кг/га. Посев осуществляли во второй декаде сентября, а весной в первой декаде мая биомассу растений скашивали, заделывая ее в почву.

Такой способ позволяет за сравнительно короткий срок очистить почву от загрязнения, восстановить ее плодородие и в год запашки сидеральной культуры - клевера уже осенью произвести посев озимых зерновых культур. Способ позволяет упростить метод мелиорации нефтезагрязненных земель и одновременно снизить затраты за счет бесплатного органического удобрения (пожнивных остатков и листового опада) и природных агроруд-аланитов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ мелиорации нефтезагрязненных земель, включающий обработку почвы, внесение удобрений, биопрепаратов и посев трав, отличающийся тем, что пахоту проводят без оборота пласта на глубину 30-35 см с последующим внесением цеолитосодержащих глин - аланитов в количестве 5-6 т/га в смеси с измельченными растительными остатками зернобобовых культур и листового опада деревьев в количестве 1,5-2 т/га и осенним посевом однолетнего клевера открытозевого с повышенной нормой высева из расчета 25-30 кг/га, семена которого предварительно замачивают в растворе биопрепарата Байкал-ЭМ-1 в смеси с парааминобензойной кислотой в концентрации 0,001% каждого компонента в течение 2-3 ч, а весной в фазе бутонизации-цветения биомассу запахивают в почву с предварительным опрыскиванием травостоя аналогичным раствором смеси в количестве 200-300 л/га.