Quel est le principe spécifique d'action du PVP dans le sol ?

L'utilisation du PVP (polyvinylpyrrolidone) dans le sol doit reposer sur les principes de « faible concentration, utilisation auxiliaire et adaptation spécifique à l'application ». Les méthodes doivent être conçues en fonction de ses caractéristiques (solubilité dans l'eau, propriétés d'amélioration du sol limitées et dégradabilité limitée) et des exigences du sol (anti-tassement, rétention d'eau et libération lente des nutriments). Il convient également d'éviter les risques liés à une utilisation excessive ou à une manipulation inappropriée. Les points suivants détaillent à la fois « Comment utiliser » et « Précautions » :

1. Utilisation du PVP dans le sol (classée par scénario d'application)

Le PVP n'est pas un matériau courant pour l'amélioration des sols. Il est plus adapté aux applications à petite échelle et aux environnements délicats (tels que la culture de semis et les plantes en pot), ou comme moyen auxiliaire pour des besoins spécifiques (comme la rémédiation d'une pollution légère par les métaux lourds). La méthode spécifique doit être ajustée selon le contexte :

1. Scénario principal 1 : Support de culture pour semis / Terreau (le plus couramment utilisé, objectif : rétention d'eau et prévention de la compaction du substrat)

• Objets concernés : semis de légumes (tomates, laitue), plantes en pot (plantes grasses, radis vert), jardins maraîchers sur balcon, etc., avec de petits volumes de sol / substrat.
• Concentration d'utilisation : 0,1 % à 0,5 % (rapport masse/volume, c'est-à-dire 1 à 5 g de PVP dissous dans 1 L d'eau) , à ajuster selon la tolérance des fruits et légumes / plantes (utiliser une faible concentration de 0,1 % à 0,2 % pour les plantes grasses et les plantes résistantes à la sécheresse, et de 0,3 % à 0,5 % pour les légumes feuilles qui aiment l'humidité).
• Méthode d'application :
  ① Méthode de mélange (recommandée, adaptée aux substrats nouvellement préparés) :
  • Étape 1 : Dissoudre le PVP solide (alimentaire, par exemple K30) dans de l'eau à température ambiante et mélanger jusqu'à dissolution complète (aucun résidu, environ 5 à 10 minutes) ;
  • Étape 2 : Pulvériser la solution de PVP uniformément sur le sol/la matrice (par exemple un mélange de tourbe, de terre de jardin ou de perlite), en remuant pendant la pulvérisation afin d'assurer un mélange complet entre la solution et la matrice (l'humidité doit être telle que le mélange puisse être « façonné en boule en le serrant, puis se détende facilement ») ;
  • Étape 3 : Après le mélange, laisser reposer pendant 1 à 2 heures pour permettre au PVP d'être complètement absorbé par les particules du sol, avant de placer le mélange dans un plateau de semis ou un pot de fleurs pour utilisation.
    ② Méthode d'irrigation racinaire (applicable aux plantes en pot déjà installées) :
  • Préparez une solution de PVP à une concentration de 0,1 % à 0,3 %, et versez-la lentement le long du bord du pot (éviter d'arroser directement le système racinaire). La quantité par pot correspond à 1/5 à 1/4 du volume du substrat (par exemple, 100 à 150 mL pour un pot de fleur de 10 cm de diamètre), une fois par mois (éviter les applications fréquentes qui provoqueraient une accumulation).
• Référence de dosage : 1 kg de support pour jeunes plants nécessite 100 à 200 mL de solution de PVP à 0,1 % (c'est-à-dire 0,1 à 0,2 g de PVP pur), utilisable pour des bacs à godets de 10 à 20 alvéoles.

2. Scénario principal 2 : Petites exploitations agricoles / Cultures en plein champ (action complémentaire, objectif : prévention à court terme du tassement et conservation de l'eau)

• Objets concernés : Cultures à tige courte telles que les fraises et les tomates cerises, ou de petites parcelles (< 0,1 mu) en zones arides. Non adapté aux grandes cultures céréalières (coût élevé et efficacité limitée).
• Concentration d'utilisation : 0.2%~0.4% (légèrement plus élevé que pour les plantes en pot, car le sol des champs est vaste et facilement érodé).
• Méthode d'application : pulvérisation + association avec labour superficiel :
  ① Préparer la solution de PVP selon la concentration indiquée et la pulvériser uniformément sur la surface du sol à l'aide d'un pulvérisateur dorsal (quantité de pulvérisation : 100~150 mL/m², soit environ 7~10 L de solution par mu) ; ② Utiliser un petit motoculteur pour labourer légèrement le sol (profondeur de 3~5 cm) dans l'heure suivant la pulvérisation, afin de bien mélanger la solution PVP avec la couche superficielle du sol et éviter sa perte par ruissellement pluvial ; ③ Le meilleur moment pour l'application : avant l'émergence des jeunes pousses après semis, ou pendant la période de reprise après transplantation (éviter tout contact direct avec les feuilles des jeunes plants, susceptible de provoquer de légères brûlures).

3. Scénario particulier 3 : Remédiation des sols légèrement contaminés par des métaux lourds (fixation assistée, objectif : réduire la biodisponibilité des métaux lourds)

• Objets concernés : sols légèrement contaminés par Pb²⁺, Cu²⁺ et Cd²⁺ (concentration <100 mg/kg), comme les petites exploitations agricoles situées aux alentours de zones minières ou les sols utilisés en pots lors de tests.
• Concentration d'utilisation : 0,5 % à 1 % (concentration plus élevée pour renforcer l'adsorption) , ce qui doit être coordonné avec un ajustement du pH du sol (utiliser de la chaux pour ajuster le pH à 6,5~7,0 afin d'améliorer la capacité d'adsorption des métaux lourds par le PVP).
• Méthode d'application : Lessivage par solution + travail du sol :
  ① Préparer une solution de PVP à 0,5 %~1 % et l'appliquer uniformément en lessivage à la surface du sol à raison de 2~3 L/m² ; ② Après le lessivage, labourer profondément (profondeur de 10~15 cm) afin que la solution de PVP entre pleinement en contact avec la couche de sol contaminé, laisser reposer pendant 7~10 jours (pour permettre au PVP de se complexer complètement avec les métaux lourds), puis planter des cultures tolérantes aux métaux lourds (telles que le maïs et le tournesol).

2. Points clés à considérer lors de l'utilisation du PVP dans le sol (éviter les risques + améliorer les effets)

1. Contrôler strictement la concentration et la dose pour éviter la « surdose »

• Limite supérieure de concentration : la concentration de PVP dans le sol ne doit pas dépasser 1 % (en fonction du poids sec du sol). Une quantité excessive entraînera :
  • Sol argileux : Une réticulation excessive des chaînes polymériques obstrue les pores du sol, provoquant une chute brutale de la perméabilité à l'air (similaire à une « compaction par anoxie ») et rendant les racines des cultures sensibles à la pourriture.
  • Sol sablonneux : forme une couche d'hydrogel excessivement épaisse, ce qui entrave la pénétration de l'eau (et provoque plutôt une accumulation en surface).
• Calcul de la dose : Prenons l'exemple des terres agricoles : le poids sec du sol par mu (épaisseur de la couche labourée de 20 cm, densité apparente de 1,2 g/cm³) est d'environ 160 000 kg. Une concentration de 1 % correspond à une dose de PVP pur de 1 600 kg (le coût est extrêmement élevé, et la dose réelle doit être maintenue entre 0,2 % et 0,4 %, soit 320 à 640 kg/mu), cette dernière devant toutefois être évaluée en fonction de la faisabilité économique.

2. Préciser son « rôle d'appoint » : il ne remplace pas les mesures traditionnelles d'amélioration des sols

• Le rôle du PVP est d'aide à court terme " et ne peut remplacer :
  • Points clés pour prévenir la compaction : augmentation de l'apport d'engrais organiques (compost, restitution de la paille au champ), utilisation de biocharbon (afin d'améliorer la stabilité de la structure des agrégats) et labour rationnel (pour éviter une compaction excessive) ;
  • Noyau de rétention d'eau : agents spéciaux de rétention d'eau dans le sol (tels que le polyacrylamide (PAM) et l'acide humique, dont la capacité de rétention d'eau est 3 à 5 fois supérieure à celle du PVP et qui sont moins coûteux) ;
  • Le cœur de la remédiation des métaux lourds : méthode de lessivage, phytoremédiation (plantation de plantes hyperaccumulatrices telles que le gazon pétaire) et passivateurs chimiques (tels que la chaux et les phosphates).
• Il est recommandé de les utiliser en combinaison : par exemple « engrais organique + 0,1 % PVP ». L'engrais organique crée une structure granulaire durable, tandis que le PVP aide à court terme à la rétention d'eau et à l'anti-agglomération. L'effet est meilleur que l'utilisation du PVP seul.

3. Adaptation au type de sol : éviter une approche unique valable pour tous

Les différents types de sol réagissent différemment au PVP et nécessitent des ajustements spécifiques :

4. Mettre l'accent sur la dégradation environnementale : Éviter l'« accumulation à long terme »

• Taux de dégradation du PVP dans le sol naturel est lent (la dégradation complète prend de 3 à 6 mois et peut être prolongée à plus d'un an dans un sol à basse température et faible activité microbienne). Une utilisation continue à long terme entraînera :
  • Une accumulation de polymères à haut poids moléculaire dans le sol, affectant l'activité microbienne du sol (inhibition de la flore bactérienne qui décompose la matière organique, comme les actinomycètes) ;
  • La masse volumique apparente du sol augmente lentement (bien que peu visible, nous devons rester vigilants à long terme).
• Mesures d'évitement : Utilisation discontinue (par exemple, une fois par mois pendant la phase de semis, arrêter après deux utilisations consécutives ; une fois par trimestre en milieu agricole), et appliquer des agents microbiens (tels que Bacillus subtilis) après chaque utilisation afin de favoriser la dégradation du PVP.

5. Porter attention à la sécurité et à l'économie opérationnelles

• Sélection des matières premières : PVP alimentaire (comme les modèles K30, K90, pureté > 99 %) doit être utilisé. L'utilisation de PVP industriel est interdite (il peut contenir des polymères à bas poids moléculaire et des monomères résiduels, toxiques pour les cultures).
• Contrôle des coûts : Le prix du marché du PVP est d'environ 20 à 30 yuans/kg. À une concentration de 0,1 %, le coût s'élève à 320-640 yuans par mu de terrain agricole (coût uniquement des matières premières), ce qui est nettement supérieur à celui de l'engrais organique (environ 50-100 yuans/mu). Une utilisation à grande échelle n'est pas économique et n'est recommandée que pour de petits scénarios précis.
• Protection de sécurité : Portez des gants lors de la préparation de la solution de PVP (afin d'éviter un contact prolongé avec la peau pouvant provoquer une légère sécheresse). En cas de projection dans les yeux, rincez immédiatement à l'eau (le PVP lui-même est non toxique, mais les solutions à forte concentration peuvent irriter les muqueuses).

6. Surveiller l'efficacité de l'utilisation et ajuster le plan en temps voulu

• Surveillance des indicateurs physiques : 7 à 10 jours après l'application, mesurez la porosité du sol (doit augmenter de 5 à 10 %) et la teneur en eau (le taux de rétention d'eau devrait augmenter de 15 à 25 %). Si ces indicateurs diminuent, réduisez la concentration ou suspendez l'utilisation ;
• Surveillance de la croissance des cultures : Observer l'état des feuilles de la culture (si elles jaunissent ou se flétrissent) et le développement des racines (si elles noircissent ou pourrissent). En cas d'anomalie, appliquer immédiatement de l'eau pour diluer la culture (réduire la concentration en PVP).
• Surveillance de la remédiation des métaux lourds : Un mois après la plantation, tester la teneur en métaux lourds des feuilles ou fruits de la culture (doit respecter la norme GB 2762 « Norme nationale de sécurité alimentaire – Limites des contaminants dans les aliments »). Si la limite est dépassée, augmenter la concentration en PVP ou modifier le plan de remédiation.

Résumer

L'utilisation du PVP dans le sol doit suivre le principe de " petite échelle, faible concentration, auxiliaire ":

• Il est préférablement utilisé dans des environnements délicats tels que les substrats de semis et les plantes en pot. La concentration doit être contrôlée entre 0,1 % et 0,5 %, et appliquée par mélange ou irrigation racinaire.
• Éviter une utilisation excessive et prolongée, et ne pas remplacer les mesures traditionnelles telles que les engrais organiques et les agents spéciaux de rétention d'eau ;
• Intégrer des plans d'ajustement en fonction du type de sol tout en surveillant les performances et les risques environnementaux afin d'améliorer la performance à court terme du sol sans compromettre la santé à long terme du sol ni la sécurité des cultures.