способ экспресс-оценки скорости диффузии ионов в почвах

Формула изобретения

Способ экспресс-оценки скорости диффузии ионов в почвах, заключающийся в контакте почвы с источником диффундирующих ионов, отличающийся тем, что скорость диффузии ионов в почве определяют по скорости ионного обмена между почвой и контактирующей с ней ионообменной мембраной, измеряя скорость изменения диффузионно-адсорбционного потенциала между ионообменной мембраной и почвой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам определения свойств почв.

Известен способ определения скорости диффузии веществ в почвах [1], заключающийся в помещении почвенного образца на поверхность источника диффундирующего вещества на определенное время с последующим разделением почвенного образца на отдельные слои и определении содержания диффундирующего вещества в каждом из слоев.

Основными недостатками такого способа измерения скорости диффузии ионов в почвах являются длительность проведения эксперимента и трудоемкость, связанные с разделением образца почвы на отдельные слои с последующим анализом этих слоев, так как в связи с неоднородностью почв толщина одного слоя не может быть меньше 4-5 мм, а для получения достоверных данных количество слоев должно быть больше 7-8. Кроме того, данный способ не позволяет определять скорость диффузии ионов в полевых условиях, а требует отбора почвенных образцов для проведения лабораторных исследований.

Целью изобретения является проведение оценки скорости диффузии ионов в полевых условиях, а также уменьшение трудоемкости и повышение производительности при определении скорости диффузии ионов в почвах.

Технической задачей изобретения является определение скорости ионного обмена между ионообменной мембраной и контактирующей с ней почвой.

Поставленная задача решается путем размещения на поверхности почвы ионообменной мембраны, насыщенной однозарядным ионом, и измерения скорости изменения диффузионно-адсорбционного потенциала между мембраной и почвой за счет ионного обмена между мембраной и почвой, определяемого скоростью диффузии ионов из почвы в мембрану.

Техническая сущность изобретения заключается в контакте почвы с источником диффундирующих ионов, а скорость диффузии ионов в почве определяют по скорости ионного обмена между почвой и контактирующей с ней ионообменной мембраной, измеряя скорость изменения диффузионно-адсорбционного потенциала между ионообменной мембраной и почвой.

Предлагаемый способ позволяет значительно упростить проведение эксперимента, увеличить производительность при определении скорости диффузии ионов в почвах и проводить испытания непосредственно в полевых условиях.

Нижеследующие примеры раскрывают суть предлагаемого изобретения.

Пример 1

Тепличный субстрат помещали в пластиковый циллиндр диаметром 45 мм и уплотняли. На поверхность тепличного субстрата помещали катионообменную мембрану, насыщенную ионами калия в 0,1 н. растворе хлорида калия и промытую дистиллированной водой. На свободную поверхность почвы и внешнюю поверхность мембраны помещали стандартные хлорсеребряные электроды, контактирующие с почвой и мембраной через загущенные агаром солевые мостики, и измеряли скорость изменения разности потенциалов между электродами. Для проведения сравнительных испытаний использовали тепличный субстрат, высушенный до воздушно-сухого состояния, в который была добавлена вода до содержания, соответствующего наименьшей полевой влагоемкости. В одной серии образцов (образец 1) определение скорости изменения диффузионно-адсорбционного потенциала проводили сразу после добавления воды, а в другой (образец 2) - через 5 суток. Параллельно готовили почвенные образцы для определения скорости диффузии нитрата калия по известной методике.

Были получены следующие результаты:

для скорости диффузии нитрата калия по известной методике (мм/мин) для образца 1 - 2,0, для образца 2 - 1,33;

для скорости изменения диффузионно-адсорбционного потенциала (мВ/мин) для образца 1 - 2,8, для образца 2 - 1,9.

Ошибка при определении скорости изменения диффузионно-адсорбционного потенциала не превышала 5%. Время проведения одного эксперимента составляло 5-7 минут.

Как видно из полученных данных, метод достаточно точно позволяет определять относительную скорость диффузии ионов в почве (2,0/1,332,8/1,9) и рассчитывать абсолютную скорость диффузии для данной почвы, имея результаты лабораторных испытаний для одного почвенного образца.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет проводить испытания в полевых условиях, значительно упростить и повысить производительность при определении скорости диффузии ионов в почвах.

Источники информации

1. Пакшина С.М. Миграция солей в микропорах почвы. Автореферат дис. докт. биол. наук. Новосибирск: СО АН СССР, 1990, с.3.