Способ повышения водостойкости структуры дерново-подзолистой почвы
Владельцы патента RU 2431652:
Государственное учебно-научное учреждение факультет почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения в почвы различных веществ. Перед внесением в почву в щелочной вытяжке из торфа проводят замену ионов щелочного металла на ионы водорода путем ионообменной обработки и вводят комплексную соль трехвалентного железа. Изобретение обеспечивает значительное повышение эффективности использования торфяных клеев для повышения водостойкости структуры дерново-подзолистой почвы. 1 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения в почвы различных веществ.
Известен способ повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения нефтяного битума [1]. Он заключается в обработке почвы эмульсией нефтяного битума.
Основным недостатком данного способа является необходимость внесения высоких доз нефтяного битума - более 10 т/га.
Известен способ повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения торфяных клеев [1]. Он заключается в получении щелочной вытяжки из торфа, ее нейтрализации и обработке этой вытяжкой почвы.
Основным недостатком данного способа является необходимость внесения высоких доз торфяных клеев - более 10 т/га.
Целью изобретения является увеличение эффективности использования торфяных клеев для повышения водостойкости структуры дерново-подзолистой почвы.
Техническая сущность изобретения заключается в том, что перед внесением в почву в щелочной вытяжке из торфа проводят замену ионов щелочного металла на ионы водорода путем ионообменной обработки и вводят комплексную соль железа. Следует отметить, что торфяной клей представляет собой материал на основе коллоидных частиц, который должен выполнять в почвах достаточно сложные функции и обладать определенным набором свойств. Попытка создания такого материала путем обработки торфа раствором щелочи с последующей нейтрализацией полученного раствора приводит к получению торфяного клея с большим содержанием солей. При этом высокая ионная сила раствора сжимает клубки полимерных молекул гумуса и вызывает их коагуляцию. В результате ионообменной обработки размер клубков гумуса при нейтрализации торфяных клеев уменьшается незначительно, что способствует возникновению мостиков из этих клубков между почвенными частицами и увеличивает водопрочность почвенной структуры. Модификация торфяного клея железом упрочняет образующиеся между частицами мостики из клубков гумуса.
Поставленная задача решается путем приготовления щелочной вытяжки из торфа, ее нейтрализации путем ионного обмена, добавления в нее комплексной соли трехвалентного железа и внесения в дерново-подзолистую почву.
Предлагаемый способ позволяет значительно повысить эффективность использования торфяных клеев для повышения водостойкости структуры дерново-подзолистой почвы.
Нижеследующий пример раскрывает суть предлагаемого изобретения.
Пример 1
Торфяные клеи готовили из низинного торфа. Использовали растворы 5% КОН при соотношении торф: КОН - 1:10. Полученную суспензию кипятили в течение 1 часа, охлаждали до комнатной температуры, настаивали еще в течение 1 часа и отделяли щелочную вытяжку от осадка центрифугированием.
Для приготовления растворов торфяного клея с алюминием к нейтрализованному обработкой катионитом КУ-2 в Н-форме торфяному клею, содержащему 10-12 мг/мл гумуса добавляли определенное количество раствора тартрата железа.
Содержание органического вещества в торфяных клеях определяли химическим анализом по известной методике [2].
Для определения водоустойчивости использовали агрегаты дерново-подзолистой почвы размером 4 мм. В агрегаты дозатором было добавлено по 10 мкл торфяного клея, модифицированного тартратом железа различных разбавлений. После этого агрегаты высушивали.
Водоустойчивость почвенных агрегатов определяли методом Андрианова в модификации Н.А.Качинского [3] в соответствии с изобретением [4].
Определяли водоустойчивость агрегатов дерново-подзолистой почвы при внесении в нее торфяных клеев модифицированных трехвалентным железом различных концентраций (Таблица). Пересчет с концентрации торфяных клеев, выраженной в мг/мл, на расход торфяных клеев в т/га проводили, основываясь на весе изучаемых агрегатов, концентрации применяемых растворов, плотности почвы 1,1 т/м3 и пахотном слое, водоустойчивость структуры которого обеспечивали, глубиной 20 см.
| Влияние расхода торфяного клея на водоустойчивость агрегатов дерново-подзолистой почвы. | ||
| № | Расход торфяных клеев, т/га | Водоустойчивость почвенных агрегатов, % |
| 1 | 3 | 99 |
| 2 | 2 | 100 |
| 3 | 1,4 | 97 |
| 4 |
|
|
| 5 | 0,7 | 20 |
| 6 | 0,5 | 14 |
Полученные результаты свидетельствуют, что водоустойчивость, соответствующая прототипу, возникает при вынесении 0,9 т/га.
По известному решению необходимо вносить 10 т/га.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить эффективность использования торфяных клеев для повышения водостойкости структуры дерново-подзолистой почвы, снизив необходимые дозы внесения торфяных клеев более чем в 10 раз.
Литература
1. Вершинин П.В. Почвенная структура и условия ее формирования. - М.: Издательство академии наук СССР, 1958, с.148 и 151.
2. Теория и практика химического анализа почв. / Под ред. Л.А.Воробьевой. М.: ГЕОС, 2006, с.120-124.
3. Качинский Н.А. Физика почвы. Ч. 1. - М.: Высшая школа, 1965, с.309-312.
4. Федотов Г.Н., Поздняков А.И., Хан К.Ю. Способ определения водопрочности почвенных агрегатов. Патент РФ №2344420, Опубл. 2009.
Способ повышения водостойкости структуры дерново-подзолистой почвы, заключающийся в приготовлении щелочной вытяжки из торфа, ее нейтрализации и внесении в дерново-подзолистую почву, отличающийся тем, что после нейтрализации в щелочную вытяжку из торфа добавляют комплексную соль трехвалентного железа, а нейтрализацию проводят путем ионного обмена.
