Сущность эффекта: в электрическом поле вода с растворенными в ней солями «отжимается» от анода к катоду.
Идея об использовании этого эффекта в мелиорации была выдвинута еще в 1936 году советским ученым Смирновым-Логиновым.
Пропуская в течение 350 часов электрический ток через толщу почвы с содовым засолением, он зафиксировал снижение уровня воды на один метр.
Однако исследования в этой области по- настоящему развернулись лишь несколько лет назад на биологическом факультете МГУ.
Группа ученых, работавших под руководством доктора биологических наук А.Вадюниной, воздействовала постоянным током на образцы солончаков Карабахской долины.
В сеть постоянного тока включалась электролизная ванна, в которую насыпалась водонасыщенная почва.
Положительно заряженные ионы натрия и водорода двигались к катоду и оседали там, а отрицательно заряженные гидроксил и кислотный остаток угольной кислоты устремлялись к аноду.
Ионы, скапливаясь, образовывали атомы и молекулы новых веществ, таких, как угольно-натриевая соль (взамен угольно- кальциевой) и кальций. То есть, так же ка к и при гипсовании, в результате реакции замещения вредный компонент почвы — натрий — связывался в новом продукте — угольно-натриевой соли.
Одновременно высвобождался кальций, присутствие которого в почве весьма желательно.
Чудодейственная сила электроосмоса заставляла почву менять свой минералогический состав — облагораживаться.
Агрономы, конечно, спросят: а какова количественная сторона дела? Ток силой от 1 до 0,2 ампера за 50 — 75 часов уменьшал вдвое содержание солей в земле. В течение трех месяцев один из контрольных образцов вообще не пропускал воду.
Когда же к нему подключили ток, то он стал водопроницаем и профильтровал 27 литров воды, использовав на это 40 ампер-часов.
С практической точки зрения интересно также, что на количество выходящих солей влияет расположение электродов: электроосмос по вертикали оказался в пять раз эффективнее, чем по горизонтали. Одновременно изменяется и почвенная структура.
После обработки ее током происходит срастание отдельных кристаллов в поликристаллическую монолитную массу, то есть почва будет лучше противостоять ветровой и водной эрозии.
С другой стороны, улучшаются и фильтрационные свойства почвы, препятствуя ее засолению. Именно этот эффект привлек в свое время внимание строителей, применивших электрический ток для укрепления оснований сооружений, расположенных в неустойчивых плывучих грунтах.
Выводы московских ученых были проверены в полевых условиях на содово-засоленной почве Карабахской долины.
В Азербайджан, где особенно остро стоит проблема засоления почв, отправилась целая экспедиция: группа биологов МГУ и сотрудники Всесоюзного института электрификации сельского хозяйства.
Эффективность промывок на площади 12 гектаров резко возросла после того, ка к через почву пропустили постоянный ток. Даже «закоренелый» солончак, который не поддавался гипсованию, был расслоен под током на глубину пахотного слоя (0,5 м).
Этот метод оказался в шесть раз дешевле химического.
Однако, несмотря на столь обнадеживающие результаты, ученые МГУ считают, что промывка почвы в производственных условиях пока что невозможна.
Прежде всего, монтаж электро схемы в полевых условиях довольно трудоемок. Катод в виде алюминиевой сетки с размером ячеек метр на метр требуется разместить на всей поверхности поля. В середине каждой клетки устанавливается анод.
Дело, таким образом, за созданием специальной установки, с помощью которой можно было бы механизировать этот процесс.
Кроме того, расход электроэнергии все-таки достаточно велик. Правда, было замечено, что водопроницаемость почвы остается некоторое время достаточно высокой и после выключения тока.
Периодически отключая ток, очевидно, можно добиться сокращения энергозатрат. Вероятно, наилучшим выходом будет применение импульсных генераторов тока, создающих на электродах большую разность потенциалов (порядка нескольких киловатт) на короткое время (доли секунды).
Такие электроустановки могут найти применение не только при рассолении почвы, но и для борьбы с ветровой и водной эрозией, для дезинфекции и дезинсекции почвы.
Последнее особенно важно, так ка к химические методы борьбы с сельскохозяйственными вредителями не всегда безопасны для человека.