किन मृदा प्रकारों के लिए PVP उपयुक्त नहीं है?

मृदा में PVP (पॉलीविनाइलपाइरोलिडोन) की उपयुक्तता मृदा के भौतिक और रासायनिक गुणों (जैसे कण संरचना, पीएच, लवणता और कार्बनिक पदार्थ की मात्रा) और मूल मुद्दों (जैसे संकुलन, जल धारण क्षमता और प्रदूषण उपचार की आवश्यकता) पर अत्यधिक निर्भर करती है। निम्नलिखित प्रकार की मृदा में आम तौर पर PVP के उपयोग के लिए अनुपयुक्त होती है या "PVP की मूल समस्याओं को संबोधित करने में अक्षमता", "नकारात्मक प्रभाव के प्रति संवेदनशीलता" या "अत्यंत खराब अर्थशास्त्र" के कारण इसके उपयोग पर सख्त प्रतिबंध आवश्यक होते हैं:

1. लवण-क्षारीय मृदा (pH＞8.5, EC＞4 ms /cm): PVP अप्रभावी है और लवण के कारण होने वाली क्षति को बढ़ा सकता है

लवण-क्षारीय मृदा की मूल समस्या है उच्च लवण आयन (जैसे Na⁺ और Cl⁻ ) और एक उच्च पीएच मान , जिसके कारण मृदा कोलॉइड का फैलाव, निम्न पारगम्यता होती है, और फसलों की जड़ों के लिए जल अवशोषित करना कठिन हो जाता है। PVP ऐसी मृदा में न केवल अप्रभावी होता है, बल्कि निम्नलिखित कारणों से नकारात्मक प्रभाव भी डाल सकता है:

• उच्च लवण वाला वातावरण PVP के अधिशोषण और जल-धारण कार्य को नष्ट कर देता है।
  लवणीय-क्षारीय मृदा में Na⁺ और Ca²⁺ जैसे धनायनों की अधिक मात्रा PVP आण्विक श्रृंखला पर उपस्थित ध्रुवीय समूहों (एमाइड समूह) के लिए बंधन स्थलों पर प्रतिस्पर्धा करेगी, जिससे मृदा कणों को अधिशोषित करने की PVP की क्षमता कमजोर हो जाती है। जो "बहुलक सुरक्षात्मक फिल्म" बन सकती थी, वह स्थिर रूप से जुड़ नहीं पाती, और गठान रोकथाम का प्रभाव पूरी तरह से निष्फल हो जाता है। साथ ही, उच्च लवणता PVP हाइड्रोजेल की त्रि-आयामी संरचना को नष्ट कर देती है, जिससे इसकी जल-धारण क्षमता में 50% से अधिक की कमी आ जाती है (यह नमी को बंद नहीं रख सकता और नमी के वाष्पीकरण को तेज कर सकता है)।
• उच्च pH मान PVP के भारी धातु अधिशोषण को दबा देता है (यदि सुधार की आवश्यकता हो)।
  यदि लवण-क्षारीय मृदा भारी धातुओं से भी प्रदूषित है, तो Pb²⁺ और Cd²⁺ के PVP अधिशोषण पर "समन्वय बंधन बंधन" की निर्भरता होती है, और उच्च pH मान (>8.5) PVP के एमाइड समूह के प्रोटोनीकरण को कमजोर कर देगा, समन्वय क्षमता में महत्वपूर्ण कमी आएगी, और यहां तक कि अधिशोषित भारी धातु आयनों के निर्मोचन का कारण भी बन सकता है, जिससे फसल द्वारा अवशोषण का जोखिम बढ़ जाता है।
• लवण-क्षारीय मृदा के मूल मुद्दे को संबोधित करने में विफल रहता है और लवण के कारण होने वाले नुकसान को बढ़ा सकता है
  . इसमें लवण के स्तर को कम करने या pH को समायोजित करने की क्षमता नहीं होती। लवण-क्षारीय मृदा में सुधार के लिए मुख्य दृष्टिकोण हैं: लवण को निकालना और निकासी करना, क्षारीयता को कम करने के लिए जिप्सम/डीसल्फ्यूराइज्ड जिप्सम का उपयोग, और कोलॉइडी संरचना में सुधार के लिए कार्बनिक उर्वरकों के उपयोग में वृद्धि। PVP का उपयोग केवल लागत प्रभावी ही नहीं है, बल्कि इसकी अवशिष्ट पॉलिमर श्रृंखलाएं मृदा में सोडियम आयनों के साथ संयोग करके लवण-पॉलिमर संकुल बना सकती हैं, जो मृदा के छिद्रों को अवरुद्ध कर देते हैं और पारगम्यता को और अधिक खराब कर देते हैं।

2. भारी मिट्टी (मृत्तिका की मात्रा > 40%): "अनॉक्सिया और संकुचन" के लिए प्रवृत्त, प्रभाव पारंपरिक सुधारकों की तुलना में काफी खराब है

भारी मिट्टी की मूल समस्या है सूक्ष्म कण, छोटे छिद्र, वायु की कम पारगम्यता, और पानी के जमाव व संकुचन की सरलता . सुधार के लिए "समूह संरचना की स्थिरता में वृद्धि" (जैसे जैविक उर्वरकों और बायोचार के उपयोग में वृद्धि) की आवश्यकता होती है, न कि PVP का अल्पकालिक प्रकीर्णन प्रभाव। भारी मिट्टी के लिए PVP उपयुक्त नहीं होने के कारण निम्नलिखित हैं:

• अत्यधिक PVP छिद्रों को अवरुद्ध कर सकता है और संकुचन को बढ़ा सकता है
  ऑक्सीजन से वंचित भारी मिट्टी के संकरे छिद्र। यदि पीवीपी का उपयोग किया जाता है (विशेष रूप से 0.2% से अधिक सांद्रता पर), तो इसकी पॉलिमर श्रृंखलाएँ मिट्टी के कणों के बीच एक "अत्यधिक-क्रॉस-लिंक्ड जेल परत" बना देंगी, जो केशिका छिद्रों और वायन छिद्रों को पूरी तरह से अवरुद्ध कर देगी। पानी देने के बाद, पानी प्रवेश नहीं कर पाता और जड़ें सांस नहीं ले पातीं, बल्कि इसके बजाय "अनॉक्सिक संकुचन" (फसल की जड़ें सड़ जाती हैं और पत्तियाँ पीली पड़ जाती हैं) होता है, जो अनुपचारित भारी मिट्टी की समस्या से भी अधिक गंभीर है।
• पीवीपी स्थिर समूहों का निर्माण नहीं करता है, और इसका संकुचन रोकथाम प्रभाव अल्पकालिक होता है।
  भारी मिट्टी के संकुचन का मूल कारण कार्बनिक पदार्थ की कमी है, जिससे मिट्टी के कोलॉइड जल-स्थिर संहति बनाने में असमर्थ रहते हैं। यद्यपि अल्प अवधि में PVP कणों को फैला सकता है, परंतु परिणामी "सूक्ष्म संहति" अस्थायी भौतिक संरचनाएँ होती हैं (जो भारी वर्षा या सिंचाई के साथ टूट जाती हैं) और वे कार्बनिक उर्वरकों द्वारा बनी "दीर्घकालिक स्थिर संहति" का स्थान नहीं ले सकतीं। उपयोग के एक से दो सप्ताह के बाद, मिट्टी पुनः संकुचित हो जाएगी, और PVP अवशेष इसकी कठोरता बढ़ा सकता है।
• आर्थिक दक्षता अत्यंत खराब है। पारंपरिक सुधारक अधिक कुशल होते हैं।
  भारी मिट्टी को प्रभावी ढंग से सुधारने के लिए सुधारकों की बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है। यदि PVP का उपयोग किया जाए (लागत 20-30 युआन/किग्रा), तो प्रति मु खुराक 300-500 किग्रा (सांद्रता 0.2%) की आवश्यकता होगी, जिससे लागत 6,000 युआन से अधिक हो जाएगी, जो कार्बनिक उर्वरक (50-100 युआन/मु) या बायोचार (200-300 युआन/मु) की तुलना में बहुत अधिक है, और प्रभाव भी खराब है, इसलिए यह पूरी तरह से अव्यावहारिक है।

3. रेतीली मिट्टी (रेत की मात्रा > 80%): पीवीपी आसानी से नष्ट हो जाता है, प्रभाव अल्पकालिक होता है और लागत अधिक होती है।

रेतीली मिट्टी की मुख्य समस्या है इसकी जल एवं उर्वरक धारण क्षमता कमजोर होना, कण बड़े आकार के होना तथा अधिशोषण क्षमता कमजोर होना , लेकिन यह संकुचित होने के लिए आसान नहीं है (कणों के बीच बड़े छिद्र होते हैं)। हालांकि पीवीपी रेतीली मिट्टी में अल्प समय के लिए जल धारण कर सकता है, लेकिन आमतौर पर इसका उपयोग उसके "आसानी से नष्ट होने, बार-बार आवेदन की आवश्यकता होने तथा आर्थिक दक्षता कम होने" के कारण उपयुक्त नहीं माना जाता है:

• पीवीपी की अधिशोषण क्षमता कमजोर होती है और यह वर्षा/सिंचाई के साथ आसानी से नष्ट हो जाता है।
  रेतीली मिट्टी के कण मोटे होते हैं (कम विशिष्ट सतह क्षेत्र) और PVP अणुओं के साथ कमजोर बंधन बल रखते हैं (मुख्य रूप से कमजोर हाइड्रोजन बंध पर निर्भर), जब सिंचाई या वर्षा होती है, तो PVP पानी के साथ गहरी मिट्टी में आसानी से प्रवेश कर जाता है (फसल की जड़ों की अवशोषण सीमा से बाहर), जिससे मिट्टी की सतह पर PVP की सांद्रता तेजी से गिर जाती है - जलधारण प्रभाव केवल 2 से 3 दिनों तक रहता है, और हर 3 से 5 दिन में दोहराकर उपयोग करने की आवश्यकता होती है, जो झंझटपूर्ण है।
• कम संकुलन-रोधी आवश्यकताएं, PVP की कार्यक्षमता अतिरिक्त है।
  रेतीली मिट्टी में कणों के बीच के छिद्र बड़े होते हैं, जिससे "घने संकुलन" का होना लगभग असंभव होता है (केवल सतही सूखे के कारण हल्की दरारें हो सकती हैं, जिसमें PVP की आवश्यकता नहीं होती है)। रेतीली मिट्टी में PVP का मुख्य कार्य (संकुलन-रोधी) पूरी तरह से अनावश्यक है, और इसका सीमित जलधारण कार्य स्ट्रॉ मल्चिंग और ह्यूमिक एसिड के उपयोग जैसी कम लागत वाली विधियों द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, बिना PVP पर निर्भर रहे।
• लंबे समय तक उपयोग करने से सतह पर जेलन (gelation) हो सकता है
  . रेतीली मिट्टी में PVP के बार-बार उपयोग से PVP के सतह पर जमा होने की संभावना होती है, जिससे एक "पतली जेल परत" बन जाती है - हालाँकि यह परत पानी को बरकरार रख सकती है, लेकिन मिट्टी में हवा के प्रवेश में बाधा डालती है, जिससे सतही जड़ों में ऑक्सीजन की कमी होती है (जैसे गेहूं और मक्का की सतही रेशेदार जड़ों का काला पड़ना), जो फसल के विकास को प्रभावित करता है।

4. अत्यंत कम कार्बनिक पदार्थ वाली मिट्टी (कार्बनिक पदार्थ सामग्री <0.5%): PVP कार्य नहीं कर सकता और सूक्ष्मजीवों को प्रभावित कर सकता है

अत्यंत कम कार्बनिक पदार्थ वाली मिट्टी की मुख्य समस्या (जैसे गरीब, हवा द्वारा उड़ाई गई रेतीली मिट्टी और लंबे समय तक कटाव वाली बंजर मिट्टी) है मिट्टी के कोलॉइड्स की कमी, कम सूक्ष्मजीव सक्रियता, और ढीली संरचना (या सुधार के आधार के बिना संकुचित मिट्टी) . ऐसी मिट्टी में PVP निम्न कारणों से अप्रभावी होता है:

• कार्बनिक पदार्थ के समर्थन के बिना, PVP सूक्ष्म संहिति नहीं बना सकता।
  पीवीपी को माइक्रोएग्रीगेट्स बनाने के लिए मृदा कोलॉइड्स (जैसे ह्यूमस) पर "एंकर पॉइंट्स" के रूप में निर्भर रहना पड़ता है, लेकिन जैविक पदार्थ से वंचित मृदा में लगभग कोई कोलॉइड नहीं होता - पीवीपी आण्विक श्रृंखलाएँ मृदा कणों के साथ स्थिर रूप से संयोजित नहीं हो पातीं, और या तो पानी के साथ बह जाती हैं या मिट्टी में अव्यवस्थित ढंग से फैल जाती हैं, जिससे मृदा के सम्पीड़न रोकने या जल धारण करने में असमर्थता आ जाती है।
• शेष सूक्ष्मजीवों को दबाता है और मृदा निर्धनता को बढ़ाता है।
  जैविक पदार्थ से वंचित मृदा में सूक्ष्मजीवों की संख्या पहले से ही बहुत कम होती है (कमजोर अपघटन क्षमता), और पीवीपी की उच्च आण्विक श्रृंखलाएँ सूक्ष्मजीवों की सतह पर जम सकती हैं, जिससे उनकी चयापचय गतिविधियों (जैसे थोड़े से जैविक पदार्थ का अपघटन और नाइट्रोजन स्थिरीकरण) में बाधा आती है, जिससे मृदा उर्वरता और अधिक कम हो जाती है और "जितना अधिक उपयोग करें, उतनी अधिक खराब" का दुष्चक्र बन जाता है।
• मृदा सुधार का मूल जैविक पदार्थ की पूर्ति करना है। पीवीपी पूरी तरह से प्रतिस्थापित नहीं कर सकता।
  इस प्रकार की मिट्टी में सुधार करने का एकमात्र तरीका यह है कि "जैविक पदार्थों की बड़ी मात्रा" (जैसे कि कम्पोस्टिंग, परती में भूसा डालना और हरी खाद वाली फसलों की खेती) जोड़ी जाए। एक बार जब जैविक पदार्थ की मात्रा 1% से अधिक हो जाती है, तो अतिरिक्त सुधारात्मक उपायों पर विचार किया जा सकता है। PVP का उपयोग करना न केवल लागत-प्रभावी होता है बल्कि मुख्य सुधार प्रक्रिया को भी धीमा कर देता है।

5. गंभीर रूप से भारी धातु से दूषित मिट्टी (भारी धातु की सांद्रता > 200 मिग्रा/किग्रा): PVP की अधिशोषण क्षमता अपर्याप्त होती है, जिससे आसानी से द्वितीयक समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं

PVP केवल हल्के भारी धातु से दूषित मिट्टी (सांद्रता <100 मिग्रा/किग्रा) के सुधार में सहायता कर सकता है और गंभीर रूप से दूषित मिट्टी (जैसे खनन क्षेत्रों के आसपास की मिट्टी, जिसमें Pb/Cd की सांद्रता >200 मिग्रा/किग्रा हो) के लिए पूरी तरह से अनुपयुक्त है, निम्नलिखित कारणों से:

• अधिशोषण क्षमता सीमित होती है और भारी धातुओं की क्रियाशीलता को कम नहीं कर सकती।
  PVP का भारी धातुओं के अधिशोषण आण्विक श्रृंखला पर पाइरोलिडोन वलय पर निर्भर करता है। PVP के एक ग्राम द्वारा अधिशोषण क्षमता केवल 0.5~2 मिग्रा होती है (फल और सब्जियों के प्रकार के आधार पर)। गंभीर रूप से प्रदूषित मिट्टी में कुछ भारी धातुओं को अधिशोषित करने के लिए PVP की अत्यधिक उच्च सांद्रता (>1%) की आवश्यकता होती है - लेकिन PVP की उच्च सांद्रता मिट्टी के छिद्रों को अवरुद्ध कर देगी, जिससे ऑक्सीजन की कमी होगी, जिससे फसलों को हानि और बढ़ जाएगी।
• भारी धातुओं को पूरी तरह से हटाना असंभव है, और केवल "अस्थायी रूप से तय" किया जा सकता है।
  PVP द्वारा भारी धातुओं का अधिशोषण "उलटा जा सकने वाला" है (यह अम्लीय वातावरण या अन्य धनायनों की उच्च सांद्रता में पुनः विशोषित हो जाएगा)। यदि भारी प्रदूषित मिट्टी में बाद में मिट्टी का pH घट जाता है (जैसे अम्ल वर्षा), तो अधिशोषित भारी धातु पुनः मुक्त हो जाएंगी, जिससे द्वितीयक प्रदूषण होगा। समस्या का मूल रूप से समाधान नहीं किया जा सकता ("लीचिंग" और "फाइटोरेमेडिएशन" जैसी पेशेवर तकनीकों की आवश्यकता होती है)।

सारांश: PVP के उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं मिट्टी की मुख्य विशेषताएं

यह निर्धारित करने की मुख्य बात कि क्या एक मृदा PVP के लिए उपयुक्त है या नहीं, यह है कि PVP मृदा की मूल समस्याओं को नकारात्मक प्रभाव के बिना हल कर सकता है । निम्नलिखित मृदाएँ "अनुपयुक्त" होने की मूल विशेषताओं को पूरा करती हैं:

• मूल समस्याओं को PVP द्वारा हल नहीं किया जा सकता (जैसे लवणीय-क्षारीय मृदा में "लवण कम करना और pH को समायोजित करना", भारी मृत्तिका मृदा में "संगुटकों को स्थिर करना", और कार्बनिक पदार्थ से वंचित मृदा में "उर्वरक डालना");
• PVP की विशेषताओं के कारण नई समस्याएँ आसानी से उत्पन्न हो सकती हैं (जैसे भारी मृत्तिका मृदा में "ऑक्सीजन की कमी", रेतीली मृदा में "हानि और अपव्यय", और भारी रूप से संदूषित मृदा में "द्वितीयक मुक्ति");
• आर्थिक दक्षता बहुत खराब है (उदाहरण के लिए, भारी मृत्तिका और रेतीली मृदा को PVP की बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है, जिसकी लागत पारंपरिक सुधारकों की तुलना में बहुत अधिक है)।

मृदा सुधार की मूल तर्कशक्ति "मूलभूत समस्याओं के समाधान के लिए लक्षित उपाय अपनाना" (जैसे लवण-क्षारीय मिट्टी से नमक निकालना और भारी चिकनी मिट्टी में जैविक उर्वरक मिलाना) है। पीवीपी केवल "विशेष परिस्थितियों में सहायक साधन" है और पारंपरिक सुधार उपायों का स्थान नहीं ले सकता, ऊपर उल्लिखित अनुपयुक्त मिट्टी के प्रकारों के लिए तो बिल्कुल भी उपयोग नहीं किया जा सकता।