Способ сохранения запаса влаги в почве

 

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может использоваться для повышения плодородия почв в зонах с выраженным промерзанием грунта в зимний период, особенно в засушливых степях с глубоким залеганием грунтовых вод. Цель изобретения - повышение плодородия почвы путем стабилизации в ее корнеобитаемом слое запасов влаги, накопленной за период естественного промерзания. В начальный период таяния почвы разрушают подмерзлотный слой почвы на глубину, не разрушающую уровень талых грунтовых вод, путем формирования сквозных полостей, соединяющих подмерзлотную зону с атмосферой. Образование сквозных полостей способствует проникновению атмосферного воздуха в подмерзлотный слой и обеспечивает сохранение запасов почвенной влаги в подвешенном состоянии в весенний период . Влагозарядка почвы повышается на 25-30%. 1 ил. i (Л со 00 о со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) А1 др 4 А 01 В 13/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ьйа.) "и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3974418/30-15 (22) 10.11.85 (46) 15.09.87. Бюл. Ф 34 (7)) Алтайский сельскохозяйственный институт (72) В.Е. Горяев (53) 621.9..048.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 733529, кл. А 01 В 13/)6, 1978. (54) СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ЗАПАСА ВЛАГИ

В ПОЧВЕ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может использоваться для повышения плодородия почв в зонах с выраженным промерэанием грунта в зимний период, особенно в засушливых степях с глубоким залеганием грунтовых вод. Цель изобретения — повышение плодородия почвы путем стабилизации в ее корнеобитаемом слое запасов влаги, накопленной за период естественного промерзания.

В начальный период таяния почвы разрушают подмерзлотный слой почвы на глубину, не разрушающую уровень талых грунтовых вод, путем формирования сквозных полостей, соединяющих подмерзлотную зону с атмосферой. Образование сквозных полостей способствует проникновению атмосферного воздуха в подмерзлотный слой и обеспечивает сохранение запасов почвенной влаги в подвешенном состоянии в весенний период. Влагозарядка почвы повышается на 25-307.. 1 ил.

1 3 3(i 96

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может использоваться для повышения плодородия почв в зонах с выраженным промерза ) нием грунта в зимний период, а также в засушливых степях с глубоким залеганием грунтовых вод.

Целью изобретения является повышение плодородия почвы путем стабилизации в ее корнеобитаемом слое запасов влаги, накопленной за период естественного промерзания.

На чертеже схематически представлен гидрогеологический обрабатываемый участок, на котором реализуется предлагаемый способ сохранения запаса влаги и питательных веществ в почве, разрез.

Участок включает в себя зону 1

20 грунтовых вод с изменяющимися уровнями в предвесенний период в — в и осенью перед замерзанием грунта а — а, подмерзлотную зону 2 аэрации, представленную талым грунтом,с подвижной 25 границей 3 промерзания, промерзший слой 4. В промерзшем слое образована сквозная полость 5, позволяющая осуществлять доступ атмосферного воздуха под промерзший слой в зону 2 аэрации.

В осенний период за счет осадков и инфильтрационного питания грунтовых вод их уровень перед промерзанием почвы максимален и соответствует значению а — а. В предвесенний период из-эа отсутствия инфильтрационной подпитки грунтовых вод при наличии промерзшего слоя 4 их уровень падает до минимального значения в — в, что 4б приводит к возникновению разрежения (вакуума) под промерзшим слоем .в зоне 2 аэрации. Дополнительное значение вакуума обусловлено конденсацией паров влаги под промерзшим слоем. Та— ким образом, в предвесенний период образуется градиент давления, проявляющийся на расстоянии от дневной поверхности до глубинного горизонта, в.котором температура практически не ВО меняется зимой и летом.

В осенне-зимний период отрицательных температур формируется промерзший слой 4 с подвижной границей 3 промерзания. При этом резковыраженный градиент температуры на глубине грунта и упомянутый градиент давления обуславливают процесс термодиффузионного переноса влаги из области 1 грун

1 2 товых вод и зоны 2 аэрации в подвижную границу 3 промерзания, где происходит фазовый переход воды н лед.

В предвесенний период начинается оттаивание грунта, подвижная граница 3 устремляется вверх, а процесс переноса меняет направление и становится обратимым (нисходящим). В этот период для сохранения наконленных запасов влаги и питательных веществ в промерзшем слое почвы осуществляют разрушение промерзшего слоя 4 на глубину, превышающую г.".Убину промерзания грунта с образованием сквозных полостей 5, соединяющих подмерзлотную зону 2 аэрации с атмосферой. При этом через полость 5 (щели, скважины и т.п.) атмосферный воздух устремляется под промерзший слой 4, тем самым снимает разрежение в зоне 2 аэрации и градиент давления вдоль промерзшего слоя, т.е. создает условия для необратимости процесса термодиффузионного переноса влаги и исключает нисходящую миграцию почвенной влагозарядки в нижележащие горизонты грунта в весенний период. Стабилизация влаги в почве в весенний предпосевной период способствует повышению плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур.

Пример. Для сохранения запасов влаги в почве были пробурены две скважины диаметром 30 мм на расстоянии 30 м и глубиной 2,5 м. Глубина промерзшего слоя почвы на момент бурения составила 1,6 м. Расстояние между скважинами определялось с учетом скорости фильтрации почвенной влаги в радиальном направлении от центра .скважин за счет поступления атмосферного воздуха в зону разрежения по формуле

Ь = 2 KgPt, где L — расстояние между скважинами;

К вЂ” коэффициент фильтрации почвы;

hР— разность давлений воздуха в подмерзлотной зоне и атмосфере; время полного оттаивания грунта (период проникновения атмосферного воздуха через полости).

Бурение скважин осуществлялось в марте. В пробуренных скважинах первоначально устанавливали измерительные трубы с дифманометром. При этом

1 а

Формула изобретения

Ъ с

1 е 1

I с а с

I с

Ф !

% с

/ ° ю °

Составитель Е. Красавина

Редактор Н. Слободяник Техред М.Ходанич

Корректор В ° Бутяга

Заказ 4061/1 Тираж 627

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

133696 разность давлений воздуха в подмерзлотном слое и атмосфере составила аР = 85 мм вод.ст.

При замере продуктивной влажности

5 в метровом слое почвы через два месяца было установлено следующее: на опытном участке между пробуренными скважинами влажность почвы составила

23-27Х, а на контрольном участке (на расстоянии 300 м от скважин) влажность почвы была 18 — 20%.

Таким образом, бурение скважин и ликвидация разрежения в подмерзлотной зоне позволяют повысить влагозарядку почвы на 25-30Х.

Способ сохранения запаса влаги в почве, включающий ее разрушение в мерзлом состоянии, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения плодородия почвы путем стабилизации в ее корнеобитаемом слое запасов влаги, накопленной за период естественного промерзания, разрушение промерзшего слоя почвы осуществляют в начальный период ее таяния путем формирования сквозных полостей, соединяющих подмерзлотную зону с атмосферой.