Способ улучшения структуры почвы легкого состава Советский патент 1980 года по МПК C09K17/50 E02B3/16 E01C7/36 

(54) СПОСОБ УЛУЧШЕРШЯ СТРУКТУРЫ ПОЧВЫ Изобретение относится к мелиорации почв и может быть использовано в сельском и лесном хозяйствах, а также в гидротехническом и дорожном строительствах. Известен способ улучшения физической струк туры почвы 1 ), включающий внесение в нее в качестве структурообразователя водораствори мых производных лигнина, например лигниносульфонатов, с предварительным внесением в почву солей металлов. Однако созданная таким образом структура на почвах легкого механического состава (песок, супесь) характеризуется низкой устойчивостью к разрушающему действию воды. Известен способ улучшения структзфы почвы включающий внесение в нее раствора солей металлов, лигносульфонатов с дополнительной обработкой почвы водным раствором полиэтиленимина 2. Недостатком зтого способа является многостадийность технологического процесса структурирования, неравномерное распределение веществ по поверхности почвы и, как следствие ЛЕГКОГО СОСТАВА Tforo, низкая механическая прочность почвенных агрегатов. Целью изобретения является упрощение и удешевление технологии структуирювания почвы легкого состава с одновременным повышением качества создаваемой пошенной структуры. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем в себя внесение растворов солей металлов, полизтиленимина и лигносульфонатов последний используют в виде щелочного раствора с рН 8-11, в который перед внесением в почву вводят последовательно соответствующие растворы солей металлов и полизтиленимина. В качестве щелочной феды использование аммиачной воды и растворов гидроокиси калия предпочтительнее. Желательно применять следующие соли металлов: Fe, Си, 2п, и др. Исходные концентрации: Щелочного раствора лигносульфонатов .... Водных растворов полиэтиленимина 1-3% Солей металловДо 1%.

Щелочная среда раствора препятствует электростатическому взаимодействию гидрофтьных групп лигносульфонатов и полиэтиленимина между собой, в результате чего вязкость препарата не превьпиает практически вязкости щелочного раствора линосульфонатов соответствующей концентрации. Общий раствс р хорошо распыляется и легко проникает в почву.

При внесении такого раствора в пооды легкого механического состава, имею)цих как правило, , происходит коагуляция препарата с образованием нерастворимого комплекса лигносульфонат - полиэтиленимин.

Катион соли металла при кислых значениях рН вступает в хелатообразование как с молекулами лигносульфонатов, так и полиэтиленимина, а также в реакцию обменного поглощения с повенным поглощающим комплексом.

Это позволяет имитировать строение (архитектонику) Природных почвенных органо-минеральных образований (систем пленок-гелей на поверхности почвенных частиц).

Одновременно происходит мелиоращ1я кислых почв (отпадает надобность в известковании) 11 их удобрение за счет катионов щелочного реагента (К NH.

Осуществляют способ, следующим образом. Готовят щелочной раствор лигносульфонатов путем разбавления концентрата щелочным реагентом до соответствующей концентрации, а также растворы полиэтиленимина и солей металлов. Затем в щелочной раствор лигносульфонатов при периодическом переметив а ггии вливают последовательно растворы солей металлов и полизтилеиимина.

Так, например, для получения 1 м прелара. та в случае применения в качестве щелочного реагента аммиачной воды : следует 50 л сульфитно-спиртовой барды (50%, tin. 1,2 кг/л) разбавить 240 л аммиачной воды 10%-ной. Затем в щелочной раствор барды ввести 300 л 0.5% РеС1з или CuSO4 и 400 л %-ного полиэтиленимина.

Внесение структурообразующего раствора в почву может осуществляться с помощью

типового опрыскивателя, например ОБТ - 1, на тяге трактором. Затем почва культивируется (предпочтительнее при оптимальной влажности структурообразования). Возможность внесения лигносульфонатов.

полиэтиленимина и солей металлов в од11ом растворе позволяет использовать их как высокоэффективный противоэроэионный препарат и, в частности, при залуженни песчаных откосов мелиоративных каналов.

Защитная полимерная пленка, образуемая га поверхности почвы, предотвращает разруиюние песчаного откоса водной и ветрювой эроеи в период до появ;гения всходов и устойчивой дернины.

Нормы расхода и применяемые концентрации лигносульфонатов, полиэтиленимина и солей металлов определяются как особенностями почвы (гумус, рН, механический состав), так и решаемой задачей (создание качественной водопрочной структуры, борьба с водной и ветровой эрюзией, применение способа для дренажных засыпок и т.д.)

Ниже приведены результаты лабораторных испытаний способа. В качестве лигносульфонато использовали сульфитно-спиртовую барду с содержанием сухих веществ 50% (Слокского ЦБК Почвенные агрегаты получили перемеишванием растертой и пропущенной через сито 0,25 мм воздушно-сухой почвы при раздельном и совместном внесении растворов сульфитно-спиртовой барды FeClj, полиэтиленимина при влажности оптимального структурообразования (23% от веса почвы). Водопрочность определяли методом мокрого просеивания и характеризовали процентом содержания водопрочных агрегатов.

При определении изменения кислотности почвы как результата внесения различных по содержанию сухих веществ щелочных растворов препарата пользовались-, лабораторным рН метром типа ЛП-58.Механическая прочность почвениьгх агрегатов определалась по нестандартной методике: на весах, у которЬгх одна веровая чаша заменялась специальным приспособлением, состоящим из двух круглых металлических пластинок, прикрепленных к мет;шлическим серьгам.Нижняя серьга была неподвижной и могла только приподниматься и опускаться с помощью маховичка, а верхняя с помощью шарикового шарнира быча подвещена к рычагу весов. 100 почвенных воздущно-сухих агрегатов размером 5-7 мм помещались на пластинку верхней серьги, нижняя серьга маховичком оггускалась до прикосновения ее пластинки к агрегатам и затем гирьками, помещаемыми на другую чашку весов, определялась нагрузка, при которой происходило раздавливание агрегатов между пластинками. Механическая прочность выражалась в граммах нагрузки, разрушившей 1 агрегат.

Как видно из табл. 1, созданная по предлагаледму способу структура почвы характеризуется как и прототип, высокой водопрочностью. Механическая же прочтгость почвемнЫх агрегатов (табл. 2), полученных по предлагаемом способу, почти в два раза превъшвет таковую при раздельном внесении растворов. Существенно, что во всех случаях (табл. 1) по пред.лзгаемому способу рН солевой вытяжки почвы ювыщаетск до нейтрального или слабошелочно значения.

Предлагаемый способ может быть использован в сельском хозяйстве для улучшения и создания агрономически цепной структуры на почвах легкого состава.предотврашения дефлции песков в районах пустынь.уменьшения испарения почвенной влаги и восстановления плодородия старопахотных и бросовых песчаных почв, а также для придания кислым (песчаным) почвогрунтам оптимальных параметров высокой водоустойчивости и значительной механической прочности. Последнее дает возможность использовать предлагаемый способ

в гидрютехническом, аэродромном и дорожном строительствах при наличии песчаных грунтов.

Водопрочность почвенных агрегатов, полученных при раздельном и совместном внесении сульфитно-спиртовой барды (ССБ), полиэтиленимина (ПЭИ) и FeCI и соответствующие рН солевой вытяжки почвы, представлена в табл. 1.

Механическая прочность пошенных агрегатов в воздушно-сухом состоянии, полученных при раздельном и совместном внесении сульфитно-спиртовой барды, полиэтиленимина и РеС1з, представлена в табл. 2.

Таблица 1.

0,8

54,5

0,8

I 1.4

0,8

20% ССВ

1

95,6

53,8

не меняется

1 1.4

76,1

6,7

0,8

7.8