Полимеры — структурообразователи и другие мелиоранты

Одна из важнейших причин низкого плодородия эродированных почв и их слабой противоэрозионной устойчивости — ухудшение физических свойств, главным образом связанных с обесструктуриванием. Неудовлетворительные физические свойства почв обусловливают резкое снижение эффективности применения минеральных удобрений. Продуктивность почвы, бедной питательными веществами, но с благоприятными для растений физическими условиями аэрации и водного режима, бывает иногда выше продуктивности почвы, богатой питательными веществами, но с неудовлетворительными физическими свойствами. Поэтому для эродированных почв особенно большое значение имеет применение полимеров-структурообразователей и других мелиорантов. Полимеры-структурообразователи и другие мелиоранты улучшают агрофизические свойства почв и в первую очередь их структуру. В результате повышается водопроницаемость почв, их аэрация, противоэрозионная и противодефляционная устойчивость, создаются оптимальные условия для микрофлоры, увеличивается содержание доступных для растений питательных веществ. Все это ведет к повышению плодородия почв, урожайности культур, уменьшению эрозии и дефляции. Структурообразующие свойства полимеров определяются их молекулярной массой, химическим составом функциональных групп и формой молекулы, а сам процесс взаимодействия полимеров с почвенными частицами включает явления коагуляции, адсорбции и образования водопрочных связей. Полимеры выпускаются в виде высокосвязных растворов 8—10%-ной концентрации. На месте их разбавляют водой, используя при этом механические мешалки. На поверхность почвы полимеры наносят поливочными машинами, тракторными опрыскивателями и дождевальными установками.

Применение 1%-ного раствора полиакриламида на дерново-подзолистой почве увеличило количество структурных агрегатов размером более 0,25 мм с 40—42 до 58—66%. В случае внесения полиакриламида и гидролизованного полиакрилнитрила в норме 0,01% от массы почвы содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм в дерново-подзолистой почве повышалось с 15,8—16,1 до 29,6—34,4%, а в оподзоленной пылевато-суглинистой — с 24,8—26 до 48,2—51,3%. Под влиянием полимеров в почве заметно возрастало содержание агрегатов размером более 1 мм. В колхозе «Бируинца» Страшенского района Молдавской ССР на обыкновенном слабоэродированном суглинистом черноземе без обработки его полимерами в слое 0—10 см водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм содержалось 41%, в том числе более 1 мм — 4%, а в случае внесения 600 кг/га полиакриламида количество водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм увеличилось до 48%, в том числе более 1 мм — до 21%. На экспериментальной базе «Иванча» Оргеевского района той же республики в выщелоченном тяжелосуглинистом слабоэродированном черноземе без обработки его полимерами водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм насчитывалось 40%, а после внесения 350 кг/га полимера К-4 — 59%, при этом содержание агрегатов размером более 1 мм возросло с 14 до 35%. Степень оструктуривания почв полимерами зависит, с одной стороны, от свойств самих почв, а с другой — от типа полимера, а также от нормы и способа его внесения в почву. Влияние почвенных условий на структурообразующую способность полимеров обусловливается реакцией почвенной среды, механическим составом, степенью распыленности и другими свойствами почвы. Установлено, что структурообразующее действие полиакриламида с увеличением кислотности почв снижается, а с увеличением их щелочности — повышается. Поскольку взаимодействие полимеров с почвенными частицами носит поверхностный характер, то с увеличением удельной поверхности почвы возрастает структурообразующий эффект полимеров.

Положительное влияние полимеров на почву зависит от нормы их внесения. На слабои среднесмытых тяжелосуглинистых черноземах при использовании полимера К-4 в норме 0,005% от массы почвы количество водопрочных агрегатов увеличивалось на 4%, 0,01%—на 8% и 0,03%—на 16%. С нарастанием нормы внесения полиакриламида (0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5% от массы почвы) содержание водопрочных агрегатов в сероземе повышалось соответственно на 17,2; 24,9; 77,1; 94,4; 98,3 и 99,7%. В этих исследованиях выявлена очень высокая структурообразующая способность полимеров. Так, внесение полиакриламида в норме 0,1% увеличивало количество водопрочных агрегатов в темно-каштановой почве в 20 раз, в светло-каштановой — в 44 и в обыкновенном сероземе — в 135 раз. Еще более эффективным оказался полимер К-4. В результате использования полимеров снижается плотность, увеличивается скважность и влагоемкость, значительно повышается водопроницаемость почв. Например, после использования 1%-ного раствора полиакриламида скорость впитывания воды в дерново-подзолистую почву возросла примерно в 3 раза, в карбонатный легкосуглинистый чернозем — в 2 раза. На почвах, обработанных полимерами, после дождя корка обычно не появляется. В оструктуренных почвах, как правило, бывает больше влаги. Увеличение противоэрозионной устойчивости почв в случае внесения полимеров приводит к уменьшению стока и эрозии. В наших исследованиях, проведенных в колхозе «Бируинца» Страшенского района Молдавской ССР на слабоэродированном суглинистом черноземе (склон 8°), в варианте без применения полимеров сток от двух ливней составил 9,8 мм, смыв почвы — 12,1 т/га, а при использовании полиакриламида (600 кг/га) — соответственно 2,2 мм и 2,7 т/га.