RU2807596C1 - Method for protecting soil from erosion and creating green cover - Google Patents
Method for protecting soil from erosion and creating green cover Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807596C1 RU2807596C1 RU2023115524A RU2023115524A RU2807596C1 RU 2807596 C1 RU2807596 C1 RU 2807596C1 RU 2023115524 A RU2023115524 A RU 2023115524A RU 2023115524 A RU2023115524 A RU 2023115524A RU 2807596 C1 RU2807596 C1 RU 2807596C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- starch
- water
- seeds
- aqueous solution
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 44
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 21
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 20
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 16
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 claims abstract description 11
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000037452 priming Effects 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000000495 cryogel Substances 0.000 abstract description 24
- 230000035784 germination Effects 0.000 abstract description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 12
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 11
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 8
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 8
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 8
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 235000006463 Brassica alba Nutrition 0.000 description 6
- 244000140786 Brassica hirta Species 0.000 description 6
- 235000011371 Brassica hirta Nutrition 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 6
- 241000380130 Ehrharta erecta Species 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000005483 Hooke's law Effects 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и охране окружающей среды, в частности, к технологии инженерно-биологической защиты земляных покровов от дефляции, переувлажнения, оплывания и других процессов ветровой и водной эрозии, а также к способам рекультивации нарушенных ландшафтов - озеленению выветриваемых почв.The invention relates to construction and environmental protection, in particular, to the technology of engineering and biological protection of earth covers from deflation, waterlogging, slumping and other processes of wind and water erosion, as well as to methods for the reclamation of disturbed landscapes - landscaping of weathered soils.
Известен способ защиты грунтов от эрозии (патент РФ №2267514 С1, опубл. 10.01.2006). Готовят водный раствор поливинилового спирта (ПВС) и наносят его на поверхность грунта, в который предварительно вносят порошок бентонитовой глины, семена растений, удобрения и гуматы. There is a known method for protecting soils from erosion (RF patent No. 2267514 C1, published on January 10, 2006). An aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) is prepared and applied to the surface of the soil, into which bentonite clay powder, plant seeds, fertilizers and humates are first added.
Недостатком этого способа является ухудшение аэрации и увеличение гидрофобности почвы, что вызывает трудности при прорастании семян.The disadvantage of this method is the deterioration of aeration and an increase in soil hydrophobicity, which causes difficulties in seed germination.
Известен способ защиты грунтов от эрозии (пат. РФ №2754141 С1, опубл. 30.08.2021). На поверхность укрепляемого грунта наносят водный раствор поливинилового спирта (ПВС), концентрация которого 2-10% мас. в количестве 8,0-14,0 л/м2, осуществляют пропитывание, перемешивание и уплотнение грунта тяжелой техникой. После цикла замораживания – размораживания раствора ПВС образуется криогель. There is a known method for protecting soils from erosion (RF patent No. 2754141 C1, published 08/30/2021). An aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA), the concentration of which is 2-10% wt., is applied to the surface of the soil to be strengthened. in an amount of 8.0-14.0 l/m 2 , the soil is soaked, mixed and compacted using heavy equipment. After a cycle of freezing and thawing of the PVA solution, a cryogel is formed.
Недостатком способа является то, что грунт, пропитанный большим количеством криогеля, вследствие дегидратации воды и образования жесткой полимерной корки будет деформироваться, коробиться, что приведет к ослаблению функций защиты от эрозии. Кроме того, высокий расход полимерного раствора экономически не выгоден и экологически вреден, так как синтетический полимер разлагается в течение многих лет.The disadvantage of this method is that soil impregnated with a large amount of cryogel, due to dehydration of water and the formation of a hard polymer crust, will be deformed and warped, which will lead to a weakening of the erosion protection functions. In addition, high consumption of polymer solution is not economically profitable and is environmentally harmful, since the synthetic polymer decomposes over many years.
Известны полимерные композиты из картофельного крахмала, ПВС и торфа для изготовления емкостей для выращивания растений (Гражулевичене В., Аугулис Л., Гражулевичюс Ю.В., Капитановас П., Ведегите Ю. Биодеградирующие композиты из крахмала, поливинилового спирта и торфа для сельскохозяйственных нужд // Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80, № 11. С. 1904–1907). Polymer composites from potato starch, PVA and peat are known for the manufacture of containers for growing plants (Grazhulevichienė V., Augulis L., Grazhulevichius J.V., Kapitanovas P., Vedegytė J. Biodegradable composites from starch, polyvinyl alcohol and peat for agricultural needs // Journal of Applied Chemistry, 2007, Vol. 80, No. 11, pp. 1904–1907).
Недостатком описанного способа является то, что композиты после биодеградации и дегидратации становятся хрупкими и механические свойства емкости ослабевают. The disadvantage of the described method is that the composites become brittle after biodegradation and dehydration and the mechanical properties of the container weaken.
Наиболее близкий к предлагаемому способу защиты грунта от эрозии и создания зеленого покрытия является способ, описанный в патенте (РФ №2496588, В09С 1/00, опубл. 27.10.2013), включающий обработку грунта водным раствором поливинилового спирта, в который вводят минеральные или органические удобрения, добавляют семена многолетних трав, или хвойных растений, смешивают с грунтом, замораживают при отрицательных температурах, затем размораживают при положительных температурах. Водный раствор поливинилового спирта имеет высокую адгезию к песчаным и глинистым грунтам, а также к почвам разного состава, прочно связывая дисперсные частицы. После цикла замораживания – размораживания ПВС формируется криогель, прочность которого с каждым последующим циклом увеличивается. The closest to the proposed method of protecting soil from erosion and creating a green covering is the method described in the patent (RF No. 2496588, V09S 1/00, publ. October 27, 2013), which includes treating the soil with an aqueous solution of polyvinyl alcohol, into which mineral or organic fertilizers, add seeds of perennial grasses or coniferous plants, mix with soil, freeze at negative temperatures, then defrost at positive temperatures. An aqueous solution of polyvinyl alcohol has high adhesion to sandy and clayey soils, as well as to soils of different compositions, firmly binding dispersed particles. After a cycle of freezing and thawing of PVA, a cryogel is formed, the strength of which increases with each subsequent cycle.
Недостатком известного способа является то, что образование плотного слоя криогеля ПВС будет препятствовать прорастанию растений, негативно влиять на микрофлору и аэрацию почвы, кроме того, заявленный способ трудоемкий, предусматривает смешивание грунта с раствором ПВС. После испарения воды криогель становится жестким и будет препятствовать всхожести растений, а также поступлению воды в почву. The disadvantage of this known method is that the formation of a dense layer of PVA cryogel will prevent plant germination and negatively affect the microflora and aeration of the soil; in addition, the claimed method is labor-intensive and involves mixing the soil with a PVA solution. After the water evaporates, the cryogel becomes hard and will prevent the germination of plants, as well as the flow of water into the soil.
Задача настоящего изобретения, заключается в создании экологичного эластичного пористого композита для армирования поверхностного слоя почвы с увеличенной всхожестью растений, содержащего в своем составе биоразлагаемый компонент для защиты грунта от эрозии и создания зеленого покрова из многолетних трав.The objective of the present invention is to create an environmentally friendly elastic porous composite for reinforcing the surface layer of soil with increased germination of plants, containing a biodegradable component to protect the soil from erosion and create a green cover of perennial grasses.
Технический результат заключается в структурировании и стабилизации грунта, укрепления дерна за счет наличия пор в криогеле и высокой всхожестью растений, а также питания и развития более прочной и разветвленной корневой системы.The technical result consists in structuring and stabilizing the soil, strengthening the turf due to the presence of pores in the cryogel and high germination of plants, as well as nutrition and development of a stronger and more branched root system.
Способ защиты грунтов от эрозии и создания зеленого покрытия заключается в обработке грунта, в который предварительно вносят семена растений, водным полимерным раствором, содержащим поливиниловый спирт и крахмал (картофельный или кукурузный), замораживают при отрицательных температурах, затем размораживают при положительных температурах при следующих соотношениях компонентов,% мас.:A method for protecting soils from erosion and creating a green covering is to treat the soil, into which plant seeds are first added, with an aqueous polymer solution containing polyvinyl alcohol and starch (potato or corn), frozen at negative temperatures, then thawed at positive temperatures in the following ratios of components ,% wt.:
Сущность способа заключается в формировании криструктурированного, прочного и пористого слоя путем нанесения на поверхность грунта семян многолетних трав и обработке водным раствором, содержащим ПВС и крахмал, последующим замораживанием при отрицательной температуре и оттаивании при положительной температуре. Введение крахмала в криогель и его биоразложение при действии почвенной микрофлоры позволяет получить пористый, нерастворимый материал на основе полимерного каркаса из ПВС, в структуре которого образовались крупные поры, которые благоприятствуют прорастанию растений через криогелевый слой.The essence of the method is to form a crystructured, durable and porous layer by applying perennial grass seeds to the soil surface and treating with an aqueous solution containing PVA and starch, followed by freezing at negative temperatures and thawing at positive temperatures. The introduction of starch into the cryogel and its biodegradation under the action of soil microflora makes it possible to obtain a porous, insoluble material based on a polymer frame made of PVA, in the structure of which large pores have formed, which favor the germination of plants through the cryogel layer.
В предлагаемом способе, стабилизация грунта возникает сначала за счет формирования прочного поверхностного криогелевого слоя, а после высокой всхожести семян и активного развития корневой системы, формируется комплексное закрепление почвы.In the proposed method, soil stabilization occurs first due to the formation of a durable surface cryogel layer, and after high seed germination and active development of the root system, complex soil consolidation is formed.
Нанесение на поверхность почвы композиций из водорастворимых полимеров способствует формированию связанного слоя в результате образования межмолекулярных связей между макромолекулами полимеров, что позволяет предотвратить вынос семян из почвообразующего слоя при ветровой эрозии и осадках.Application of compositions of water-soluble polymers to the soil surface promotes the formation of a cohesive layer as a result of the formation of intermolecular bonds between polymer macromolecules, which prevents the removal of seeds from the soil-forming layer during wind erosion and precipitation.
Способ приготовления: в водный раствор поливинилового спирта, при тщательном перемешивании, небольшими порциями вносят водный раствор крахмала в разных соотношениях. Далее в ячейки наполненные грунтом сеют семена многолетних трав, присыпают небольшим количеством почвы и наносят методом дождевания, пропитывая на определенную глубину, композицию, содержащую поливиниловый спирт и крахмал (картофельный или кукурузный) в разных соотношениях. Затем замораживают при температуре ниже нуля и размораживают при температуре выше нуля, после чего получают криоструктурированный слой. Method of preparation: into an aqueous solution of polyvinyl alcohol, with thorough mixing, add an aqueous solution of starch in small portions in different proportions. Next, seeds of perennial grasses are sown in cells filled with soil, sprinkled with a small amount of soil and applied by sprinkling, soaking to a certain depth, a composition containing polyvinyl alcohol and starch (potato or corn) in different ratios. Then it is frozen at a temperature below zero and thawed at a temperature above zero, after which a cryostructured layer is obtained.
В естественных условиях применяют способ в весенний – осенний период, когда ночью минусовая, а днем плюсовая температура, грунт, пропитанный полимерным раствором, за сутки проходит цикл замораживания-размораживания, в результате чего формируется криогелевый слой. Увеличение числа циклов замораживания - оттаивания приводит к упрочнению матрицы криогеля. Через несколько суток при положительных температурах окружающей среды крахмал, содержащийся в криогеле, начинает биоразлагаться под действием микрофлоры почвы, образуются поры, семена активно прорастают, образуя зеленый покров, закрепляя подвижные грунты.Under natural conditions, the method is used in the spring and autumn, when the temperature is minus at night and the temperature is above zero during the day, the soil impregnated with a polymer solution goes through a freeze-thaw cycle per day, as a result of which a cryogel layer is formed. An increase in the number of freeze-thaw cycles leads to strengthening of the cryogel matrix. After a few days at positive ambient temperatures, the starch contained in the cryogel begins to biodegrade under the influence of soil microflora, pores form, seeds actively germinate, forming a green cover, fixing mobile soils.
Упругие свойства оценивают значением модуля упругости наполненного криогеля. Для этого образцам криогеля задают известную деформацию и определяют напряжение, возникающее в образце. Далее по закону Гука рассчитывают модуль упругости.Elastic properties are assessed by the elastic modulus of the filled cryogel. To do this, cryogel samples are given a known deformation and the stress arising in the sample is determined. Next, the elastic modulus is calculated using Hooke's law.
Биоразложение криогеля определяют путем оценки потери веса с течением времени после нахождения его в плодородной почве. Образцы с определенными размерами и массой закапывают в почву. Через 14 дней криогели извлекают из почвы, промывают дистиллированной водой и взвешивают. По разнице веса определяют степень биодеградации.The biodegradation of cryogel is determined by assessing the weight loss over time after being in fertile soil. Samples of certain sizes and weights are buried in the soil. After 14 days, the cryogels are removed from the soil, washed with distilled water and weighed. The degree of biodegradation is determined by the difference in weight.
Численность микрофлоры определяют по взвеси почвы в стерильным физрастворе, после смывания с образца.The number of microflora is determined by suspending the soil in a sterile saline solution after washing it off the sample.
Всхожесть определяют по проросткам семян за определенное время.Germination is determined by seed sprouting over a certain period of time.
Примеры конкретного выполнения.Examples of specific implementation.
Пример 1. Контрольный опыт. Берут контейнер с почвой (влажность 20%) площадью 0.02 м2 (массой 1000 г), засевают 2 г семян белой горчицы сверху и поливают дистиллированной водой из расчета 3.75 л/м2 (по 75 мл на контейнер). Состав содержит: почву 74.28%, семян 0.18%, воду 25.54%. Далее контейнер замораживают при температуре – 15°С в течение 24 часов, затем размораживают при температуре +15°С, затем определяют микрофлору. Полученные значения представлены в таблице 1 (строка 1).Example 1. Control experiment. Take a container with soil (humidity 20%) with an area of 0.02 m2 (weighing 1000 g), sow 2 g of white mustard seeds on top and water with distilled water at the rate of 3.75 l/ m2 (75 ml per container). Composition contains: soil 74.28%, seeds 0.18%, water 25.54%. Next, the container is frozen at a temperature of -15°C for 24 hours, then thawed at a temperature of +15°C, then the microflora is determined. The obtained values are presented in Table 1 (line 1).
Пример 2. Берут контейнер с почвой (влажность 20%) площадью 0.02 м2 (массой 1000 г), засевают 2 г семян белой горчицы, сверху наносят 75 мл (из расчета 3.75 л/м2) композиции (1:1), содержащий ПВС 2.5% мас. (1.875 г), картофельный крахмал 2.5% мас. (1.875 г) и воду 95% мас. (71.25 г). Состав содержит: почву 74.28%, ПВС 0.175%, картофельный крахмал 0.175%, семян 0.180%, воду 25.19%. Далее контейнер замораживают при температуре – 15 °С в течение 24 часов, определяют упругость и биоразложение криогеля, также микрофлору почвы. Полученные значения представлены в таблице 1 (строка 2).Example 2. Take a container with soil (humidity 20%) with an area of 0.02 m2 (weighing 1000 g), sow 2 g of white mustard seeds, and apply 75 ml (at the rate of 3.75 l/ m2 ) of a composition (1:1) on top PVA 2.5% wt. (1.875 g), potato starch 2.5% wt. (1.875 g) and water 95% wt. (71.25 g). Composition contains: soil 74.28%, PVA 0.175%, potato starch 0.175%, seeds 0.180%, water 25.19%. Next, the container is frozen at a temperature of -15 °C for 24 hours, the elasticity and biodegradation of the cryogel, as well as the soil microflora, are determined. The obtained values are presented in Table 1 (line 2).
Пример 3. Берут контейнер с почвой (влажность 20%) площадью 0.02 м2 (массой 1000 г), засевают 2 г семян белой горчицы, сверху наносят 75 мл (из расчета 3.75 л/м2) композиции (1:2), содержащий ПВС 1.5% мас. (1.125 г), картофельный крахмал 3.5% мас. (2.625 г) и воду 95% мас. (71.25 г). Состав содержит: почву 74.28%, ПВС 0.105%, картофельный крахмал 0.245%, семян 0.18%, воду 25.19%. Далее контейнер замораживают при температуре – 15 °С в течение 24 часов, определяют упругость, биоразложение и наличие пор в криогеле, а также микрофлору почвы. Полученные значения представлены в таблице 1 (строка 3).Example 3. Take a container with soil (humidity 20%) with an area of 0.02 m 2 (weighing 1000 g), sow 2 g of white mustard seeds, and apply 75 ml (at the rate of 3.75 l/m 2 ) of a composition (1:2) containing PVA 1.5% wt. (1.125 g), potato starch 3.5% wt. (2.625 g) and water 95% wt. (71.25 g). Composition contains: soil 74.28%, PVA 0.105%, potato starch 0.245%, seeds 0.18%, water 25.19%. Next, the container is frozen at a temperature of -15 °C for 24 hours, elasticity, biodegradation and the presence of pores in the cryogel, as well as soil microflora, are determined. The obtained values are presented in Table 1 (line 3).
Пример 4. Берут контейнер с почвой (влажность 20%) площадью 0.02 м2 (массой 1000 г), засевают 2 г семян белой горчицы, сверху наносят 75 мл (из расчета 3.75 л/м2) композиции (1:3), содержащий ПВС 1.25% мас. (0.937 г), картофельный крахмал 3.75% мас. (2.812 г) и воду 95% мас. (71.25 г). Состав содержит: почву 74.28%, ПВС 0.088%, картофельный крахмал 0.262%, семян 0.18%, воду 25.19%. Далее контейнер замораживают при температуре – 15 °С в течение 24 часов, затем размораживают при температуре +15°С, затем определяют упругость, биоразложение и наличие пор в криогеле, а также микрофлору почвы. Полученные значения представлены в таблице 1 (строка 4).Example 4. Take a container with soil (humidity 20%) with an area of 0.02 m2 (weighing 1000 g), sow 2 g of white mustard seeds, and apply 75 ml (at the rate of 3.75 l/ m2 ) of a composition (1:3) on top PVA 1.25% wt. (0.937 g), potato starch 3.75% wt. (2.812 g) and water 95% wt. (71.25 g). Composition contains: soil 74.28%, PVA 0.088%, potato starch 0.262%, seeds 0.18%, water 25.19%. Next, the container is frozen at a temperature of – 15 ° C for 24 hours, then thawed at a temperature of + 15 ° C, then the elasticity, biodegradation and presence of pores in the cryogel, as well as the soil microflora, are determined. The obtained values are presented in Table 1 (line 4).
Пример 5. Берут контейнер с почвой (влажность 20%) площадью 0.02 м2 (массой 1000 г), засевают 2 г семян белой горчицы, сверху наносят 75 мл (из расчета 3.75 л/м2) композиции (2:1), содержащий ПВС 3.5% мас. (2.625 г), картофельный крахмал 1.5% мас. (1.125 г) и воду 95% мас. (71.25 г). Состав содержит: почву 74.28%, ПВС 0.245%, картофельный крахмал 0.105%, семян 0.18%, воду 25.19%. Далее контейнер замораживают при температуре – 15 °С в течение 24 часов, затем размораживают при температуре +15°С, затем определяют упругость, биоразложение и наличие пор в криогеле, а также микрофлору почвы. Полученные значения представлены в таблице 1 (строка 5).Example 5. Take a container with soil (humidity 20%) with an area of 0.02 m2 (weighing 1000 g), sow 2 g of white mustard seeds, and apply 75 ml (at the rate of 3.75 l/ m2 ) of a composition (2:1) on top PVA 3.5% wt. (2.625 g), potato starch 1.5% wt. (1.125 g) and water 95% wt. (71.25 g). Composition contains: soil 74.28%, PVA 0.245%, potato starch 0.105%, seeds 0.18%, water 25.19%. Next, the container is frozen at a temperature of – 15 ° C for 24 hours, then thawed at a temperature of + 15 ° C, then the elasticity, biodegradation and presence of pores in the cryogel, as well as the soil microflora, are determined. The obtained values are presented in Table 1 (line 5).
Примеры 6-9 аналогичные примерам 2-5, только с кукурузным крахмалом, данные представлены в таблице 1 (строки 6 - 9).Examples 6-9 are similar to examples 2-5, only with corn starch, the data is presented in table 1 (lines 6 - 9).
Пример 10. Берут контейнер с почвой (влажность 20%) площадью 0.09 м2 (массой 2000 г), засевают 5 г семян белой горчицы, сверху наносят 200 мл (из расчета 2.2 л/м2) композиции (1:1:1), содержащий ПВС 2.0% мас. (4.0 г), картофельный крахмал 2.0% мас. (4.0 г), кукурузный крахмал 2.0% мас. (4.0 г) и воду 94% мас. (188 г). Состав содержит: почву 72.56%, ПВС 0.18%, картофельный крахмал 0.18%, кукурузный крахмал 0.18% семян 0.23%, воду 26.67%. Далее контейнер замораживают при температуре – 15 °С в течение 24 часов, затем размораживают при температуре +15 °С, определяют упругость, биоразложение и наличие пор в криогеле, а также микрофлору почвы. Полученные значения представлены в таблице 1 (строка 10).Example 10. Take a container with soil (humidity 20%) with an area of 0.09 m2 (weighing 2000 g), sow 5 g of white mustard seeds, and apply 200 ml (at the rate of 2.2 l/ m2 ) of the composition (1:1:1) on top. , containing PVA 2.0% wt. (4.0 g), potato starch 2.0% wt. (4.0 g), corn starch 2.0% wt. (4.0 g) and water 94% wt. (188 g). Composition contains: soil 72.56%, PVA 0.18%, potato starch 0.18%, corn starch 0.18% seeds 0.23%, water 26.67%. Next, the container is frozen at a temperature of -15 °C for 24 hours, then thawed at a temperature of +15 °C, elasticity, biodegradation and the presence of pores in the cryogel, as well as soil microflora, are determined. The obtained values are presented in Table 1 (line 10).
Таблица 1Table 1
%Degree of biodegradation
%
почвенной
микрофлоры,%Number
soil
microflora,%
Почва 78.500%
Вода 11.875%
Семена 10 г/м2 PVA 0.625%
Soil 78.500%
Water 11.875%
Seeds 10 g/ m2
Семена 0.180%
Вода 25.540%Soil 74.280%
Seeds 0.180%
Water 25.540%
ПВС 0.175%
Крахмал
Картофельный
0.175%
Семена 0.180%
Вода 25.190%Soil 74.280%
PVA 0.175%
Starch
Potato
0.175%
Seeds 0.180%
Water 25.190%
ПВС 0.105%
Крахмал
Картофельный
0.245%
Семена 0.180%
Вода 12.190%Soil 74.280%
PVA 0.105%
Starch
Potato
0.245%
Seeds 0.180%
Water 12.190%
ПВС 0.088%
Крахмал
Картофельный
0.262%
Семена 0.180%
Вода 25.190%Soil 74.280%
PVA 0.088%
Starch
Potato
0.262%
Seeds 0.180%
Water 25.190%
ПВС 0.245%
Крахмал
Картофельный
0.105%
Семена 0.180%
Вода 25.190%Soil 74.280%
PVA 0.245%
Starch
Potato
0.105%
Seeds 0.180%
Water 25.190%
ПВС 0.175%
Крахмал
Кукурузный
0.175%
Семена 0.180%
Вода 25.190%Soil 74.280%
PVA 0.175%
Starch
Corn
0.175%
Seeds 0.180%
Water 25.190%
ПВС 0.105%
Крахмал
кукурузный
0.245%
Семена 0.180%
Вода 25.190%Soil 74.280%
PVA 0.105%
Starch
corn
0.245%
Seeds 0.180%
Water 25.190%
ПВС 0.088%
Крахмал
Кукурузный
0.262%
Семена 0.180%
Вода 25.190%Soil 74.280%
PVA 0.088%
Starch
Corn
0.262%
Seeds 0.180%
Water 25.190%
ПВС 0.245%
Крахмал
кукурузный
0.105%
Семена 0.180%
Вода 25.190%Soil 74.280%
PVA 0.245%
Starch
corn
0.105%
Seeds 0.180%
Water 25.190%
ПВС 0.180%
Крахмал
Картофельный
0.180%
Крахмал
Кукурузный
0.180%
Семена 0.230%
Вода 25.670%Soil 72.56%
PVA 0.180%
Starch
Potato
0.180%
Starch
Corn
0.180%
Seeds 0.230%
Water 25.670%
Из таблицы следует, что составы под номерами 3, 4 и 7, 8 на основе криогелей, содержащие наибольшие концентрации крахмала (картофельного или кукурузного) (0.245 и 0.262%) и минимальные количества ПВС (0.105 и 0.088%) характеризуются упругостью, высокой степенью биодеградации, численностью почвенной микрофлоры, следовательно, и всхожестью растений. It follows from the table that compositions numbered 3, 4 and 7, 8 based on cryogels, containing the highest concentrations of starch (potato or corn) (0.245 and 0.262%) and minimal amounts of PVA (0.105 and 0.088%) are characterized by elasticity and a high degree of biodegradation , the number of soil microflora, and therefore the germination of plants.
Сочетая хорошие физико-механические свойства, которыми обладают криогели из синтетического полимера (ПВС), а также биоразлагаемостью природных полимеров (крахмалов), достигается синергия, и получаются полимерные материалы с улучшенными реологическими и биологическими свойствами, которые можно применять для армирования поверхностного слоя почв, с целью защиты грунта от эрозии и создания зеленого покрова из многолетних трав. By combining the good physical and mechanical properties possessed by cryogels made from synthetic polymers (PVA), as well as the biodegradability of natural polymers (starches), synergy is achieved and polymer materials with improved rheological and biological properties are obtained, which can be used to reinforce the surface layer of soils, with the purpose of protecting the soil from erosion and creating a green cover of perennial grasses.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807596C1 true RU2807596C1 (en) | 2023-11-17 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093678A2 (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-13 | The Procter & Gamble Company | Agricultural items and methods comprising biodegradable copolymers |
| RU2496588C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Method of soil protection from erosion and creation of green coverage |
| RU2669865C1 (en) * | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Composition for obtaining biodegradable polymer material and biodegradable polymer material on its basis |
| RU2769992C1 (en) * | 2021-05-04 | 2022-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Film-type antitranspirant for plants based on polyvinyl alcohol |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093678A2 (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-13 | The Procter & Gamble Company | Agricultural items and methods comprising biodegradable copolymers |
| RU2496588C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Method of soil protection from erosion and creation of green coverage |
| RU2669865C1 (en) * | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Composition for obtaining biodegradable polymer material and biodegradable polymer material on its basis |
| RU2769992C1 (en) * | 2021-05-04 | 2022-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Film-type antitranspirant for plants based on polyvinyl alcohol |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4540427A (en) | Method for improving water retention qualities of soil and an agent for performing this method | |
| US4579578A (en) | Plant growing media | |
| CN108184358A (en) | A kind of physics and the effective ways in bioconjugation improvement salt-soda soil | |
| US2652379A (en) | Soil additive | |
| CN103348831A (en) | Modified sand body | |
| Kalita et al. | Puddling and its effect on soil physical properties and growth of rice and post rice crops: A review | |
| Jamison | Pertinent factors governing the availability of soil moisture to plants | |
| Kumar et al. | Hydrogel and its effect on soil moisture status and plant growth: A review | |
| Skrzypczak et al. | Biodegradable hydrogel materials for water storage in agriculture-review of recent research | |
| CN108003888A (en) | A kind of soil-repairing agent and preparation method for massif selfreparing | |
| Vijayalakshmi et al. | Effect of polymers on moisture retention and soil water holding capacity | |
| CN103583214B (en) | A kind of New desertification control method | |
| Grabowska-Polanowska et al. | The benefits of synthetic or natural hydrogels application in agriculture: An overview article | |
| RU2807596C1 (en) | Method for protecting soil from erosion and creating green cover | |
| Green et al. | Water release from cross-linked polyacrylamide | |
| Prakash et al. | Moisture conservation practice by using hydrogel in agriculture: a review. | |
| CA1283555C (en) | Plant growing media | |
| CN110754326B (en) | Preparation method of artificial turf and in-situ ecological restoration spray seeding matrix prepared by using same | |
| RU2496588C1 (en) | Method of soil protection from erosion and creation of green coverage | |
| CN103351868A (en) | Modified sand soil | |
| Gabriels | Applications of soil conditioners for agriculture and engineering | |
| CN111808615A (en) | Biodegradable powdery liquid film material for preventing and controlling sand and use method thereof | |
| Ni et al. | Vegetation growth promotion and overall strength improvement using biopolymers in vegetated soils | |
| De Boodt | Synthetic Polymers as Soil Conditioners: Thirty-Five Years of Experimentations | |
| Chiorescu | Research on the influence of hydrogels stockosorb and terracottem on the development of some agricultural plants species |