Способ борьбы с сорными растениями

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ борьбы с одуванчиком и борщевиком Сосновского характеризуется тем, что осуществляют электрохимическое воздействие, используя пару металлических электродов - медного и цинкового, короткозамкнутых между собой, при этом медный электрод вводят через нижнюю часть стебля растения в верхнюю часть корня, цинковый электрод вводят в грунт вблизи растения, в результате чего формируется замкнутая электрическая цепь, по которой протекает гальванический ток, который возникает за счет растворения более электроотрицательного цинка, при этом процесс деполяризации на медной поверхности протекает по механизму с кислородной деполяризацией следующим образом: O₂+2Н₂O+4е=4OН^-, что приводит к защелачиванию приэлектродного пространства и губительному действию на живые ткани. Изобретение позволяет разработать способ борьбы с сорными растениями, исключающий применение химических препаратов. 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к агрономии, а точнее к технологии борьбы с сорными растениями. Известны химические способы борьбы с сорными растениями. Например, для устранения зарослей борщевика использовали раствор поваренной соли. Однако после такой обработки почвы на этом месте не растут и другие растения. Известен способ удаления пней деревьев путем введения внутрь пня через отверстие сухой композиции мочевины. Древесина в течение одного сезона становится трухлявой, и легко удаляется механически. Но при этом в почву попадает значительное количество препарата мочевины, и ее содержание может оказаться выше предельно допустимой нормы, и быть вредной для окружающих растений. Из уровня техники известно использование с этой целью солярового масла, в частности, для борьбы с Повиликой в республиках Средней Азии. Опрысканное соляровым маслом растение в течение короткого времени погибает. Но при этом препарат накапливается в почве, и отрицательно влияет на окружающие растения. Кроме того, разбрызгивание этого препарата пожароопасно, и не может применяться в широких масштабах.

Известен также способ борьбы с борщевиком (Патент №2297141, МПК А01М 21/00), включающий обработку засоренного участка гербицидами системного действия, обладающими почвенной активностью. Сразу после обработки почву на участке рыхлят с оборотом пласта на глубину 10-15 см. Затем производят повторную обработку гербицидом селективного действия. Формируют дерновый покров посевом семян трав, устойчивых к гербициду селективного действия. Способ излишне сложен в исполнении технически, но при этом сокращает объем применяемых реактивов.

Способ, описанный в патенте, по ряду существенных признаков, близок к заявляемому способу и принят за прототип.

Целью изобретения является разработка способа борьбы с сорными растениями, исключающего применение химических препаратов.

Цель достигается тем, что используется электрохимический способ воздействия на растение.

Способ осуществляется следующим образом.

Для электрохимического воздействия используют пару металлических электродов - медного и цинкового, коротко замкнутых между собой. Медный электрод вводится через нижнюю часть стебля растения в верхнюю часть корня. Цинковый электрод вводится в грунт вблизи растения. В результате формируется замкнутая электрическая цепь: медный электрод - корень растения - влажная почва - цинковый электрод - соединительный провод между электродами. Поскольку разность электрохимических потенциалов меди и цинка составляет 1,1 вольта, по замкнутой цепи начинает протекать гальванический ток. Ток в цепи возникает за счет растворения более электроотрицательного цинка. Освободившиеся при растворении цинка электроны начинают перетекать по соединительному проводу к медному электроду. На поверхности медного электрода при установившемся значении потенциала протекает процесс деполяризации. Процесс деполяризации связывает пришедшие от цинка электроны, что обеспечивает возможность дальнейшего растворения цинка. Поскольку кислотность внутренней структуры растений относится к системам с нейтральной средой, то процесс деполяризации на медной поверхности, в соответствии с представлениями о коррозионном процессе, протекает по механизму с кислородной деполяризацией. Химизм этого процесса выглядит следующим образом:

O₂+2Н₂O+4е=4OН^-

Очевидно, на поверхности медного электрода будет протекать процесс взаимодействия растворенного в воде кислорода с водой с поглощением четырех электронов. В результате образуются четыре гидроксильные группы, накопление которых приведет к защелачиванию приэлектродного пространства. Следовательно, в теле корня и стебля растения будет накапливаться щелочь, которая будет губительно действовать на их живые ткани.

Таким образом, с целью борьбы с сорными растениями в верхней части корня проводят электролиз, сопряженный с процессом кислородной деполяризации анодно-поляризованного металлического электрода, сопровождающимся накоплением гидроксильных анионов.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. Испытывали способ на растении одуванчика. В корень трех растений в точке розетки листьев вводили вертикально медные стержневые электроды толщиной один миллиметр на глубину десять миллиметров. Вблизи корня растения вводили в грунт цинковые электроды в виде пластинок с различной площадью поверхности: 0,5 см², 2 см², 10 см². Цинковые и медные электроды попарно соединяли металлическими проводниками. Измеряли силу тока в цепи. Наблюдали за поведением растений (таблица 1).

Измерили кислотность влажной поверхности стенок в канале отверстия в корне, оставленном медным цилиндром, после гибели растения, с помощью индикатора рН. Величина рН составляет 9 единиц. Известно, что граница переносимости кислотности для растений лежит в пределах значений рН=8. Более высокие значения рН непереносимы растением, и оно гибнет. Очевидно, реакция среды при рН=9 это недопустимо щелочная среда, несовместимая с жизнедеятельностью растения. Из таблицы видно, что эффективность метода зависит от площади цинкового электрода. С ростом поверхности электрода увеличивается мощность источника тока, увеличивается сила тока в цепи между электродами. Быстрее накапливается достаточное количество щелочи.

Пример 2. Испытывали электрохимическое воздействие на растение борщевик Сосновского. В просверленное в стебле растения вблизи его корневой системы отверстие вводили медный электрод. Проводили электролиз, как в примере 1. При этом на медном электроде протекал процесс деполяризации, в физиологической жидкости внутри канала ствола накапливались анионы гидроксила, щелочность жидкости внутри растения возрастала. Щелочной раствор действовал на ткани корня и стебля, вызывая их деструкцию. Физиологическая жидкость в канале ствола при этом из прозрачной бесцветной превратилась в мутный раствор желтоватого цвета. После проведения испытаний изучали поперечный разрез верхней части корня растения. На срезе видно, что под действием продуктов электрохимического процесса внутренняя поверхность полости стебля растения почернела. Отчасти темная пленка отслоилась и свернулась. В теле корня на границе между ним и полостью стебля видны темные участки. Изменение цвета ткани корня свидетельствует о процессах деструкции в ней, которые приведут к гибели всего растения, как в примере 1.

Указанный способ позволяет при борьбе с сорными растениями не использовать химические реагенты, что исключает их бесконтрольное накопление в почве и снижает стоимость процесса.

Литература:

1. Патент №2297141, МПК А01М 21/00.

Способ борьбы с одуванчиком и борщевиком Сосновского, характеризующийся тем, что осуществляют электрохимическое воздействие, используя пару металлических электродов - медного и цинкового, короткозамкнутых между собой, при этом медный электрод вводят через нижнюю часть стебля растения в верхнюю часть корня, цинковый электрод вводят в грунт вблизи растения, в результате чего формируется замкнутая электрическая цепь, по которой протекает гальванический ток, который возникает за счет растворения более электроотрицательного цинка, при этом процесс деполяризации на медной поверхности протекает по механизму с кислородной деполяризацией следующим образом: O₂+2Н₂O+4е=4OН^-, что приводит к защелачиванию приэлектродного пространства и губительному действию на живые ткани.