Вплив заліза на стан грунту

Відео: Маші потрібно залізо з м`яса і інша нісенітниця (Marie Novosad "Так, веганство зіпсувало моє здоров`я")

Можлива взаємодія залізних предметів і кореневої системи в грунті. Як відомо, в народі існує стійка думка про користь приміщення в посадочні ями під плодові та ягідні рослини залізних предметів.

Одні пов`язують це з поліпшенням росту даних рослин, інші - з підвищенням вмісту в їх плодах і ягодах заліза. У попередній статті про роль заліза в рослинах була показана велика сумнівність в збільшенні його змісту в плодах і ягодах від внесення в грунт залізних предметів. Так, може бути, все-таки поміщені в грунт залізні предмети, якимось чином впливаючи на кореневу систему, покращують ріст рослини? Ось це питання я і хочу розглянути в даній статті.

Дослідженнями в 20 столітті було виявлено, що в основі життєдіяльності всіх живих організмів лежать різні електричні явища. Природно, електричні явища присутні і у всіх рослинах, і у всіх ґрунтових організмів.

Наявність електричних явищ в живих організмах створює навколо них електричні поля, звані біогенними. Ці біогенні електричні поля взаємодіють із зовнішнім середовищем, з природними атмосферним електричним і геомагнітних полями, з біогенними електричними полями інших живих організмів і відповідним чином змінюються.

Але електричні явища відбуваються не тільки в рослинах і ґрунтових мікроорганізмах, а й в грунті. Основні електричні характеристики самого верхнього шару землі, в якому розміщується коренева система рослин, визначає грунтовий розчин - постачальник харчування всіх рослин. Він складається з іонів різноманітних речовин, що володіють різними зарядами. Взаємодія іонів і спричинених ними електричних полів в розчині з грунтовими частинками і з кореневою системою рослин та її електричним полем досить складне. Електричне поле кореневої системи змушує рухатися іони грунтового розчину в її сторону. За спостереженнями, пересуваючись по силових лініях даного поля, іони акумулюються в суворо визначених ділянках кореня, специфічних для кожного іона, де і поглинаються кореневою системою. Неважко уявити, що будь-який зовнішній електричне поле рівною або більшою потужності буде змінювати електричне поле кореня конкретного рослини і впливати на його поглинальну здатність, а отже, і на зростання рослини. Творцями таких зовнішніх електричних полів, наприклад, можуть бути різні зовнішні джерела постійного або змінного струму при пропущенні його через грунт. Подібне штучне пропускання струму через грунт отримало назву електризація грунту.

Під електризацією грунту розуміють, перш за все, спосіб впливу на кореневу систему рослини - на її поглинальну здатність. До теперішнього часу накопичено багато даних, що показують, що слабкий електричний струм, пропущений через грунт, стимулює в рослинах ростові процеси. Потрібно відзначити, що дослідів з електризації грунту було проведено дуже багато, як у нас, так і за кордоном. Встановлено, що цей вплив змінює також пересування різних видів грунтової вологи, сприяє розчиненню ряду трудноусвояемих для рослин речовин, провокує найрізноманітніші хімічні реакції, в свою чергу змінюють реакцію ґрунтового розчину в потрібну сторону. При електровоздействія на грунт слабкими струмами в ній краще розвиваються і грунтові мікроорганізми. Визначено і параметри електричного струму, оптимальні для різноманітних грунтів: від 0,02 до 0,6 мА / кВ см для постійного струму і від 0,25 до 0,5 мА / кВ см для змінного струму частоти 50 гц. Питання, пов`язані з особливостями електризації грунту, були досить детально висвітлені в моїй великій статті "Електрика і рослини" ("УС" № 35/2003 рік).

Однак на практиці ток зазначених параметрів навіть на однакових грунтах може і не викликати посилення росту рослин і збільшення врожаю. Це пояснюється тим різноманіттям факторів, які виникають при взаємодії електрики з грунтом і оброблюваних на ній рослинами. У грунті, що належить до однієї і тієї ж класифікаційної категорії, можуть бути абсолютно різні концентрації водню, кальцію, фосфору та інших елементів, можуть бути різні умови аерації, а отже, і проходження власних окислювально-відновних процесів і ряду інших процесів. Нарешті, не треба забувати і про постійно змінюються параметрах атмосферної електрики і земного магнетизму, значно впливають на електричні явища в грунті. Багато що також залежить від застосовуваних електродів, напрямки протікання струму (зазвичай використовують протікання струму перпендикулярно кореневій системі) і способу електровоздействія (постійно, короткочасно і так далі). Зазвичай позитивного ефекту від електризації грунту зовнішніми джерелами струму в кожному конкретному випадку можна домогтися тільки підбором виду і величини струму, напрямки його протікання і часу впливу з урахуванням особливостей характеристики грунту і догляду за нею.

А що ж відбувається з поміщеними в грунт безпосередньо в грунтовий розчин залізними предметами? У попередній статті "Роль заліза в рослинах" говорилося, що в зв`язку з наявністю в залізних предметах різних домішок в присутності ґрунтового розчину (електроліту) на їх поверхні відбуваються електрохімічні реакції між частинками домішок і металевими гратами заліза, що призводять до руйнування цих предметів. Але, згідно з положеннями електрохімії, якщо металевий електрод (в нашому випадку залізний предмет) занурити в розчин, що містить іони того ж металу (в грунтовому розчині завжди хоч у малій кількості містяться іони заліза), то атоми металевої решітки електрода повинні переходити в розчин і утворювати гідратованих іони металу. У той же час гідратованих іони набувають електрони на електроді і утворюють атоми металу. В результаті вони стають частиною металевої решітки. Зрештою, на електроді встановлюється рівновага.

Процес, що йде в прямому напрямку, являє собою відновлення, при якому гідратованих іони металу в розчині відбирають електрони у електрода. Це призводить до дефіциту електронів на даному електроді і, отже, до виникнення на ньому позитивного заряду. Разом з тим, в зворотному процесі, тобто в процесі окислення, атоми металевої решітки переходять в розчин, утворюючи гідратованих катіони. Це призводить до утворення надлишкових електронів на даному електроді і виникнення на ньому негативного заряду. Від того, який із цих двох протилежних спрямованих процесів переважає, а отже, і від того, в який бік зміщено рівновагу, залежить заряд розглянутого електрода. Положення рівноваги залежить від цілого ряду чинників, в тому числі від хімічної природи металу, концентрації іонів в електроліті і від температури. Якщо рівновага зрушено в прямому напрямку, то відновлення переважає над окисленням і, отже, електрод набуває позитивний заряд. Якщо рівновага зрушено в зворотному напрямку, окислення переважає над відновленням і, отже, електрод набуває негативний заряд. У будь-якому випадку відбувається поділ зарядів, а значить, виникає різниця потенціалів між електродом і іонами в розчині. Розглянутий електрод зазвичай називають напівелементах.

Відео: Як впливає на роботу металошукача мінералізація грунту

Якщо в посадковій ямі знаходиться кілька залізних предметів, що мають невеликі розміри, або один залізний предмет значної довжини, то в зв`язку з різною кількістю іонів заліза в грунтовому розчині в різних місцях ями різниця потенціалів між малими залізними предметами і іонами в розчині буде різна, а у залізного предмета значної довжини ця різниця потенціалу буде різна на різних його ділянках. Таким чином, через різницю потенціалів між двома різними малими залізними предметами або двома різними ділянками залізного предмета значної довжини і іонами в грунтовому розчині буде спостерігатися протікання струму. Тобто кожна така пара напівелементів буде являти собою самий звичайний гальванічний елемент, який може складатися не тільки з електродів, виготовлених з різних металів і занурених у розчини, що містять однойменні з ними іони, але і з однакових електродів, занурених у розчини одного і того ж електроліту з різною концентрацій іонів. Такий гальванічний елемент називається концентрованим. Електрорушійна сила (е.р.с.) концентрованого елемента дорівнює різниці електродних потенціалів складових його електродів. Для кореневої системи рослини подібні гальванічні елементи через занурених в грунтовий розчин залізних предметів будуть являти собою зовнішні джерела постійного струму.

У 70-80-ті роки минулого століття українським вченим з м Кировграда І. П. Іванько були проведені великі експериментальні дослідження електричних властивостей гальванічних елементів з занурених в грунтовий розчин різних залізних (сталевих) предметів. Зокрема, під час перебування в грунті шматка сталевого дроту їм дійсно були виявлені на його поверхні в результаті окисно-відновних реакцій рознесені катодні і анодні зони. У підсумку на міжфазних межах цих зон виникає різниця потенціалів, що досягає 40-50 мВ. Утворюється вона і між двома проводами, укладеними в грунті. Якщо дроти знаходяться, наприклад, на відстані 4 м, то різниця потенціалів між ними становить 20-40 мВ. Але вона сильно змінюється в залежності від вологості і температури грунту, її механічного складу, кількості різних добрив та інших факторів.

Е.Д.С. між двома сталевими дротами в грунті І. П. Іванько назвав "агро-е.р.с.", Йому вдалося не тільки її виміряти, але і пояснити загальні закономірності, за якими вона утворюється. Характерно, що в певні періоди, як правило, при зміні фаз місяця і зміні погоди, стрілка гальванометра, за допомогою якого замірявся виникає між проводами ток, різко змінює положення - позначаються супроводжують подібні явища зміни в стані електричного поля атмосфери і геомагнітного поля Землі, що передаються грунтовому розчину.

Виходячи з наведених уявлень, І. П. Іванько запропонував створювати електролізуемие агрономічні поля. Для чого спеціальний тракторний агрегат Щелевателі-проводоукладчіком розподіляє змотують з барабана сталевий дріт діаметром 2,5 мм по дну щілини на глибину 37 см. Пройшовши гон, тракторист включає гідравліку на підйом, робочий орган виглубляется з грунту, а провід обрубується на висоті 25 см від поверхні грунту. Через 12 м по ширині поля операція повторюється. Зауважимо, що розміщена таким чином дріт не заважає проведенню звичайних агротехнічних робіт. Ну, а якщо буде потрібно, то такі сталеві дроти легко видалити з грунту за допомогою вузла розмотування і намотування мірної дроту.

Відео: Стан грунту на грядках навесні.

І. П. Іванько експериментально встановлено, що при запропонованому ним способі на електродах знаходиться "агро-е.р.с." величиною 25-35 мВ. Оскільки електроди мають різну полярність, між ними через вологий грунт виникає замкнуте електричне коло, по якій тече постійний струм щільністю від 4 до 6 мка / кв.см. Проходячи через грунтовий розчин як через електроліт, цей струм підтримує в родючому шарі процеси електродіаліз, електрофорезу, електролізу завдяки чому необхідні рослинам хімічні речовини грунту переходять з трудноусвояемих в легкозасвоювані форми. Також під впливом електричного струму все рослинні залишки, насіння бур`янів, відмерлі тваринні організми, завдяки стимуляції грунтових мікроорганізмів, швидше гуміфіціруется, що веде до зростання родючості грунту. Оскільки при протіканні через грунтовий розчин кореневої системи рослини струм створює електричне поле, яке при взаємодії з електричним полем кореня рослини стимулює його поглинальну здатність води і поживних речовин, і тим самим стимулюється ріст і продуктивність рослини.

Як видно, в даному варіанті електризація грунту виникає без спеціального штучного джерела енергії, лише в результаті протікання електрохімічних реакцій між поміщеними в грунтовий розчин залізними (сталевими) предметами. Тим часом за рахунок цієї «дармовий» енергії в експерименті отримана вельми висока прибавка врожаю зерна до 7 ц з гектара. Тому приміщення в посадочні ями особливим чином залізних предметів, краще протяжної форми, виявляється дійсно корисним із зазначених вище причин. Звичайно, якщо залізні предмети будуть розміщуватися десь в одному місці ями, де концентрація іонів заліза в грунтовому розчині буде практично однакова, то ніякого протікання струму між цими предметами НЕ буде спостерігатися, що не буде при цьому, природно, спостерігатиметься і ніякого ефекту стимуляції. Дуже мала Е.Д.С. і перебіг дуже малого струму буде спостерігатися і при приміщенні в яму малих залізних предметів, наприклад, як радить автор питання, удобрювати землю в ямі цвяхами, а значить, і також не буде спостерігатися ефекту стимуляції. Кращим варіантом є приміщення в посадочні ями двох шматків сталевого дроту, двох сталевих прутів або відрізків труб, двох залізних листів.

Зазначені залізні предмети повинні обов`язково розташовуватися з двох протилежних сторін ями в кореневмісному шарі грунту таким чином, щоб перебіг виникає при цьому електричного струму й освіченого струмом електричного поля було перпендикулярно кореневій системі рослини і щоб струм і поле обтікали якомога більше число всмоктувальних корінців кореневої системи. Але стимулюючу дію поміщених правильним чином потрібних залізних предметів в посадкову яму буде позначатися недовго, поки коренева система не вийде далеко за межі ями, тобто тільки в молодому віці рослини. Тому для забезпечення стимуляції росту і продуктивності рослини протягом всього його життя протяжні залізні предмети (дріт та інші) повинні розташовуватися за межами можливого поширення кореневої системи з двох сторін на глибині максимального розташування всмоктувальних корінців, напрямок протікання струму при цьому має бути перпендикулярним кореневій системі. Наприклад, відрізки сталевих дротів близько рядів плодових дерев можуть бути укладені з двох сторін в грунт на відстані 3-3,5 м на глибину 40-50 см, близько рядів ягідних рослин - на відстані 1,5-2 м на глибину 30-40 см. Точно також сталеві дроти можна укладати в траншеї близько плантацій суниці на глибину близько 15 см, близько плантацій овочевих, квіткових та інших культур, вибираючи прийнятні відстані між проводами і потрібну глибину їх укладання. У І. П. Іванько ефективною навіть була укладання проводів на відстані 12 м.

Ось так рекомендація реалізатора про приміщенні в посадочні ями залізних предметів для збільшення вмісту заліза в плодах виявилася невірною і вилилася в три великі мої статті. Зрештою виявилося, що поміщаються в посадочні ями певним чином залізні предмети можуть стимулювати ріст і продуктивність рослин. Зрозуміло, що знаходяться в грунті для стимуляції залізні предмети не є вічними, вони швидко руйнуються від корозії і від відбуваються в грунті електрохімічних реакцій між залізними предметами і грунтовим розчином. Тому на весь вік життя яблуні і груші (на 25-30 років) і навіть на століття життя смородини, агрусу, жимолості, малини (на 10-15 років) їх може не вистачити (чим товще дріт, тим більше термін його життя). Тоді доведеться робити прокладку нових проводів або інших протяжних предметів. Я повністю підтримую позицію автора питання, що викликав написання мною зазначених статей, про дуже критичному відношенню до всіх рекомендацій, що висловлюються реалізаторами будь-яких садівничих товарів. На мою думку, садівникам слід обов`язково поекспериментувати, перш ніж впроваджувати у себе на садових ділянках стимуляцію зростання і продуктивності рослин за допомогою поміщених в грунт різних залізних предметів.

В. Н. Шаламов

(Уральський садівник, 3 жовтня 2007)