Место издания:Издательский дом "Белгород" Белгород
Первая страница:404
Последняя страница:405
Аннотация:На базе термодинамической теории физического состояния почв и грун-
тов, а также оригинальных кинетических моделей динамики органических ве-
ществ в почвах проведено комплексное исследование поведения разных видов
сильнонабухающих полимерных гидрогелей (СПГ) в биологически-активных
пористых средах в связи с проблемой повышения их водоудерживающей спо-
собности и почвенного конструирования. Количественная оценка термодинами-
ческого состояния влаги в исследованных почвогрунтах под действием СПГ
осуществлялась авторским методом равновесного центрифугирования, что поз-
волило получить базу данных по основным гидрофизическим характеристикам
образцов и использовать ее в качестве информационного обеспечения современ-
ных моделей транспорта тепла, влаги и растворенных веществ в активных пори-
стых средах уровня HYDRUS-1D. Влагоабсорбенты нового поколения – СПГ
способны в малых дозах (0,1-0,3% от массы вмещающего материала) в 2-3 раза
увеличивать влагоемкость и энергию водоудерживания грубодисперсных поч-
вогрунтов, что адекватно их переводу на одну-две градации по гранулометриче-
скому составу (песок–в суглинок). Этот эффект успешно использован на практи-
ке почвенного конструирования, в особенности при поливном аридном земледе-
лии или в озеленении мегаполисов. Однако почва, как биологически и химиче-
ски-активная пористая среда не инертна по отношению к СПГ, что может значи-
тельно ухудшать, вплоть до исчезновения, положительный эффект от их приме-
нения. Среди факторов подобного воздействия – механическое давление, осмо-
тический стресс (концентрация солей в почвенной влаге) и, главное – биоде-
струкция, приводящая к потерям до 30-40% от исходной массы акриловых гид-
рогелей за сезон в условиях температурного и влажностного оптимума, харак-
терных для аридного поливного земледелия. Решение означенных проблем воз-
можно в двух основных направлениях. Первое – создание более устойчивых к
почвенно-экологическим факторам СПГ, что реализовано в совместных с ИТХ
УрО РАН исследованиях, завершенных патентованной разработкой (патент на
изобретение RU №2536509) технологии производства СПГ средней степени
набухания с внедрением в полимерную матрицу блокирующих солевой стресс
ионогенных групп и ее наполнением различными компонентами (отходами био-
каталитического производства полиакриламида, гуматами, диспергированными
торфяными субстратами – «черные гели»), способными оказывать положитель-
ное воздействие на рост растительных культур и ингибировать микробное раз-
ложение. Второе – использование инновационных технологий почвенного кон-
струирования, заключающихся во внесении СПГ в предварительно набухшем
состоянии на строго рассчитанную глубину в соответствии с разработанными на
основе кинетических распределенных моделей биодеструкции органических ве-
ществ в почвах номограммами зависимости кратности снижения темпов мик-
робного разложения от глубины расположения СПГ в почвенной конструкции.