Способ мелиорации почв Советский патент 1985 года по МПК A01G25/00 

гС

(Л

,

IsD 1C

6

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в орошаемом земледелии при освоении или улучшении засоленных и солонцовых почв, в частности при электромелиорации почв рисовых полей.

Известен способ мелиорации почв засоленного ряда, включающий обработку воды в электролизере и подачу на промываемый участок подкисленной воды 1.

Недостатком способа является невысокая эффективность, связанная только с химической нейтрализацией солей без использования эффекта электроосмотического переноса солей.

Наиболее близким к изобретению является способ мелиорации почв, включающий подачу воды на участок и установку по его верхней границе анода, а по нижней границе в дрене - катода, и подключение их к источнику постоянного электрического тока 2.

Однако известный способ мелиорации отличается недостаточной эффективностью. Это обусловлено тем, что серная кислота, образующаяся из выделяющихся при электролизе воды ионов водорода и сульфат-ионов оросительной воды, неравномерно распределяется на мелиорируемой площади и накапливается около анодной линии. Повыщенная концентрация кислоты вызывает разрушение минеральной части почвы, резкое изменение ее химико-минералогического состава, потери органического вещества и элементов питания растений, что снижает плодородие почвы. При проведении мелиорации в вегетационный период одновременно с выращиванием культуры риса такое накопление серной кислоты вызывает ожоги растений, что резко снижает урожай риса в прианодной зоне. Вследствие невозможности создания оптимальной концентрации кислоты и других полезных продуктов анодного окисления воды на всей мелиорируемой площади в местах с пониженным их содержанием снижается мелиорирующий эффект.

Цель изобретения - повышение мелиорирующего эффекта.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу мелиорации почв анод помещают в поток воды, подаваемой на участок.

При этом подачу электрического потенциала на электроды проводят в два этапа- снижая плотность тока с 1-10 - МО до 1-10-5-МО А/см2.

На чертеже дана схема размещения электродов на мелиорируемом участке.

Способ осуществляется путем размещения анодов 1 в йодовыпусках 2 из оросителя 3 в чек 4 и катодных шин 5 на закрытых дренах 6, заложенных на уровне грунтовых вод, и подачи воды на мелиорируемую площадь. Расстояние между анодами и катодами зависит от ширины чека и может составлять 150-200 м. Аноды 1 и катоды 5 соединяют с источником 7 постоянного электрического тока.

При включении электрического тока возникает электроосмотический поток воды с растворенными в ней солями к катоду, что увеличивает фильтрационную способность почв, вынос солей с фильтратом и способствует рассолению. На аноде протекает процесс электроокисления воды с выделением ионов и газообразного кислорода. Серная кислота, образующаяся из ионов водорода и сульфат-ионов оросительной воды, смещивается в объеме водовыпуска с оросительными водами и, переполняя водовыпуск, поступает на мелиорируемую площадь в виде разбавленного раствора. Раствор серной кислоты, фильтруясь через почву, взаимодействует с карбонатами кальция. При этом увеличивается содержание водорастворимого кальция в почвенном -растворе и образуется высокодисперсный гипс, обладающий повышенной активностью при вытеснении натрия из почвенного поглощающего комплекса, что приводит к рассолонцеванию почв, улучшению их водно-физических, физико-химических и агромелиоративных свойств. Для более эффективного использования запасов карбонатов кальция глубокогипсовых и безгипсовых карбонатных солонцов перед подачей воды проводят их глубокую вспашку, при которой происходит перемешивание солонцового горизонта с подсолонцовым карбонатным горизонтом и свежеосаженный гипс вступает в контакт с почвенным поглощающим комплексом солонцового горизонта. На содово-засоленных почвах кислота, фильтруясь через почву, нейтрализует щелочность этих почв.

Вначале электроокисление воды ведут при анодной плотности тока IlO - 1-102 А/см 2, регулируя расход водовыпуска так, чтобы концентрация кислоты не превышала 3% во избежание разрушения минеральной части почвы и потерь органического вещества. Количество кислоты определяют в зависимости от общей щелочности, наличия карбонатов и содержания обменного натрия в почве мелиорируемого участка. После внесения необходимого количества кислоты анодную плотность тока снижают до ЫО -МО A/cм с тем, чтобы образование серной кислоты шло в количествах, необходимых для выноса продуктов мелиорации с промывными водами, а также для нейтрализации щелочности природных вод, поступающих на орощение. Использование анодной плотности тока больше МО А/см нецелесообразно вследствие значительного увеличения затрат электроэнергии.

Подкисленная оросительная вода, фильтруясь через почву, растворяет водорастворимые. соли и продукты химической мелиорации, которые вместе с электроосмотическим потоком движутся к дрене. На катоде протекает процесс электровосстановления воды с образованием гидроксильных ионов и подщелачиванием придренной зоны. Поток фильтрующейся воды омывает шины и вместе с щелочными продуктами электролиза поступает в дрену. По окончании мелиорации ток отключают, водовыпуск и дрена работают в обычном режиме Периодически электрообработку повторяют при анодной плотности тока 1-10 -МО - А/см. Образующаяся при этом кислота нейтрализует соду, накапливающуюся в слое затопления при выращивании культуры риса и вредно влияющую на развитие растений риса, и щелочность природных вод, поступающих на орошение. Последнее необходимо, так как при орощении водами развиваются процессы вторичного осолонцевания и ощелачивания почв. Выделяющиеся на аноде газообразные продукты - кислород и хлор, образующийся при электролизе оросительных вод, содержащих хлорид-ионы, частично растворяются в воде и вместе с ней поступают на мелиорируемую площадь. Кислород, хлор и образующийся в растворе гипохлорит, являясь сильными окислителями, повыщают окислительно-восстановительный потенциал слоя аэрации и способствуют окислению сероводорода и других недоокисленных токсичных минеральных и органических соединений, образующихся в анаэробных условиях слоя затопления. Использование предлагаемого способа мелиорации засоленных и солонцовцх почв обеспечивает по сравнению с известным повыщение мелиорирующего эффекта, равномерность рассоления и рассолонцевания, использование продуктов анодного окисления оросительной воды в качестве химических мелиорантов и полное удаление щелочных продуктов электромелиорации с дренажным стоком, увеличение износостойкости электродов и коэффициента земельного использования.

1. СПОСОБ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ, включающий подачу воды на участок и установку по его верхней границе анода, а по нижней границе в дрене - катода, и подключение их к источнику постоянного электрического тока, отличающийся тем, что, с целью повышения мелиорирующего эффекта, анод помещают в поток воды, подаваемой на участок. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу электрического потенциала на электроды проводят в два этапа - снижая плотность тока с 1-10 -1-10 до 1-10 - МО-. А/см2.