Qual è il principio specifico con cui opera il PVP nel suolo?

L'uso del PVP (polivinilpirrolidone) nel suolo dovrebbe basarsi sui principi di " bassa concentrazione, uso ausiliario e adattamento specifico all'applicazione ." I metodi devono essere progettati in base alle caratteristiche del terreno (solubilità in acqua, scarse proprietà migliorative del suolo e degradabilità limitata) e alle esigenze del terreno (anti-compattazione, ritenzione idrica e lento rilascio dei nutrienti). Devono inoltre essere evitati i rischi associati a un uso eccessivo o a una manipolazione impropria. Di seguito sono riportate sia le "Modalità d'uso" che le "Precauzioni":

1. Come utilizzare il PVP nel suolo (classificato in base allo scenario applicativo)

Il PVP non è un materiale comune per il miglioramento del suolo. È più adatto per scene di piccole dimensioni e delicate (come la coltivazione di piantine e piante in vaso), o come mezzo ausiliario per esigenze particolari (come la bonifica di un lieve inquinamento da metalli pesanti). Il metodo specifico deve essere adattato in base alla situazione:

1. Scenario principale 1: Substrato per piantine/terriccio da vaso (il più comunemente utilizzato, obiettivo: ritenzione idrica e prevenzione della compattazione del substrato)

• Oggetti applicabili : piantine di ortaggi (pomodori, lattuga), fiori in vaso (piante grasse, ravanelli verdi), orti sul balcone, ecc. con piccoli volumi di terreno/substrato.
• Concentrazione d'uso : 0,1%~0,5% (rapporto massa/volume, ovvero 1~5 g di PVP disciolti in 1 L di acqua) , regolato in base alla tolleranza di frutta e verdura/piante (utilizzare una bassa concentrazione dello 0,1%~0,2% per piante succulente e resistenti alla siccità e dello 0,3%~0,5% per verdure a foglia che amano l'umidità).
• Metodo di applicazione :
  ① Metodo di miscelazione (consigliato, adatto per substrati appena preparati) :
  • Fase 1: sciogliere il PVP solido (di qualità alimentare, come K30) in acqua a temperatura ambiente e mescolare fino a completa dissoluzione (nessuna particella, circa 5-10 minuti);
  • Fase 2: Spruzzare la soluzione PVP in modo uniforme sul terreno/matrice (ad esempio terriccio di torba, terriccio da giardino, matrice mista di perlite), mescolando durante la spruzzatura per assicurarsi che la soluzione e la matrice siano completamente miscelate (il contenuto d'acqua deve essere "abbastanza morbido da poter essere spremuto in una palla e allentato");
  • Fase 3: Dopo aver mescolato, lasciare riposare per 1-2 ore per consentire al PVP di assorbire completamente le particelle di terreno prima di posizionarlo in un vassoio per piantine o in un vaso da fiori per l'uso.
    ② Metodo di irrigazione radicale (applicabile alle piante in vaso già piantate) :
  • Preparare una soluzione di PVP a una concentrazione dello 0,1%~0,3% e versarla lentamente lungo il bordo del vaso (evitare di irrigare direttamente l'apparato radicale). La quantità per vaso è pari a 1/5~1/4 del volume del terriccio (ad esempio, 100~150 ml per un vaso di 10 cm di diametro), una volta al mese (evitare applicazioni frequenti che causano accumulo).
• Riferimento al dosaggio : 1 kg di substrato per piantine richiede 100~200 ml di soluzione di PVP allo 0,1% (ovvero 0,1~0,2 g di PVP puro), che può essere utilizzata per vassoi per piantine da 10~20 fori.

2. Scenario principale 2: terreni agricoli su piccola scala/colture in campo aperto (assistenza, obiettivo: prevenzione a breve termine dell'indurimento e conservazione dell'acqua)

• Oggetti applicabili : Colture a stelo corto come fragole e pomodorini, o piccoli appezzamenti di terreno (<0,1 mu) in zone aride. Non è adatto per colture cerealicole su larga scala (costi elevati ed effetto limitato).
• Concentrazione d'uso : 0.2%~0.4% (leggermente più alte delle piante in vaso perché il terreno agricolo è grande e facilmente eroso).
• Metodo di applicazione : combinazione di irrorazione + lavorazione superficiale :
  ① Preparare la soluzione PVP in base alla concentrazione e spruzzarla uniformemente sulla superficie del terreno con uno spruzzatore a zaino (quantità di spruzzatura: 100~150 ml/m², ovvero circa 7~10 l di soluzione per mu); ② Utilizzare un piccolo aratro per arare superficialmente il terreno (profondità di 3~5 cm) entro 1 ora dalla spruzzatura per consentire alla soluzione PVP di mescolarsi completamente con il terreno superficiale ed evitare che la soluzione venga persa con l'acqua piovana; ③ Il momento migliore per l'applicazione: prima che le piantine emergano dopo la semina o durante il periodo di recupero delle piantine dopo il trapianto (evitare il contatto diretto con le foglie delle piantine, che potrebbe causare lievi ustioni).

3. Scenario speciale 3: Bonifica di terreni leggermente contaminati da metalli pesanti (fissazione assistita, obiettivo: riduzione della biodisponibilità dei metalli pesanti)

• Oggetti applicabili : terreni leggermente contaminati da Pb²⁺ , Cu²⁺ e Cd²⁺ (concentrazione <100 mg/kg), come terreni agricoli di piccole dimensioni attorno alle aree minerarie e terreni di prova in vaso.
• Concentrazione d'uso : 0,5%~1% (concentrazione più elevata per migliorare l'adsorbimento) , che deve essere coordinato con la regolazione del pH del terreno (utilizzare la calce per regolare il pH a 6,5~7,0 per migliorare la capacità di adsorbimento del PVP per i metalli pesanti).
• Metodo di applicazione : Lisciviazione in soluzione + lavorazione del terreno :
  ① Preparare una soluzione di PVP allo 0,5%~1% e distribuirla uniformemente sulla superficie del terreno con un dosaggio di 2~3 L/m²; ② Dopo la lisciviazione, arare profondamente (profondità 10~15 cm) per consentire alla soluzione di PVP di entrare completamente in contatto con lo strato di terreno contaminato, lasciarla riposare per 7~10 giorni (per consentire al PVP di legarsi completamente ai metalli pesanti) e quindi piantare colture tolleranti ai metalli pesanti (come mais e girasole).

2. Considerazioni chiave per l'uso del PVP nel suolo (evitare i rischi + migliorare gli effetti)

1. Controllare rigorosamente la concentrazione e il dosaggio per evitare il "sovradosaggio"

• Limite superiore di concentrazione : Concentrazione di PVP nel suolo non dovrebbe superare l'1% (in base al peso secco del terreno). Una quantità eccessiva può causare:
  • Terreno argilloso: l'eccessiva reticolazione delle catene polimeriche ostruisce i pori del terreno, causando un brusco calo della permeabilità all'aria (simile alla "compattazione dell'anossia" e rendendo le radici delle colture suscettibili al marciume).
  • Terreno sabbioso: forma uno strato di idrogel eccessivamente spesso, che impedisce la penetrazione dell'acqua (e anzi provoca l'accumulo di acqua in superficie).
• Calcolo del dosaggio : Prendendo come esempio un terreno agricolo, il peso secco del terreno per mu (spessore dello strato arato 20 cm, densità apparente 1,2 g/cm³) è di circa 160.000 kg. Una concentrazione dell'1% corrisponde a un dosaggio di PVP puro di 1.600 kg (il costo è estremamente elevato e il dosaggio effettivo deve essere controllato allo 0,2%~0,4%, ovvero 320~640 kg/mu, che deve ancora essere valutato in base alla fattibilità economica).

2. Chiarire il suo “ruolo ausiliario”: non sostituisce le tradizionali misure di miglioramento del suolo

• Il ruolo del PVP è " assistenza a breve termine " e non può sostituire:
  • Punti chiave per prevenire la compattazione: maggiore applicazione di fertilizzanti organici (compost, restituzione della paglia al campo), biochar (per migliorare la stabilità della struttura dei pellet) e lavorazione razionale del terreno (per evitare una compattazione eccessiva);
  • Nucleo di ritenzione idrica: speciali agenti di ritenzione idrica del terreno (come poliacrilammide (PAM) e acido umico, che hanno una capacità di ritenzione idrica da 3 a 5 volte superiore a quella del PVP e hanno un costo inferiore);
  • Il fulcro della bonifica dai metalli pesanti: metodo di lisciviazione, bonifica vegetale (piantagione di piante iperaccumulatrici come l'erba millepiedi) e passivatori chimici (come calce e fosfato).
• Si consiglia di utilizzarli in combinazione, ad esempio "fertilizzante organico + 0,1% di PVP". Il fertilizzante organico crea una struttura granulare a lungo termine, mentre il PVP favorisce la ritenzione idrica e l'antiagglomerazione a breve termine. L'effetto è migliore rispetto all'uso del solo PVP.

3. Adattamento al tipo di terreno: evitare un approccio unico per tutti

Diversi terreni rispondono in modo diverso al PVP e richiedono adattamenti specifici:

4. Concentrarsi sul degrado ambientale: evitare “l’accumulo a lungo termine”

• Il tasso di degradazione del PVP nel suolo naturale è lento (la degradazione completa richiede dai 3 ai 6 mesi e può durare più di 1 anno in terreni a bassa temperatura e bassa attività microbica). L'uso continuo a lungo termine porterà a:
  • I polimeri ad alto peso molecolare si accumulano nel terreno, influenzando l'attività microbica del suolo (inibendo la flora batterica che decompone la materia organica, come gli attinomiceti);
  • La densità apparente del suolo aumenta lentamente (anche se non è ovvio, ma dobbiamo essere vigili a lungo termine).
• Misure di prevenzione: Utilizzare in modo intermittente (ad esempio una volta al mese durante la fase di germinazione, interrompere l'uso dopo due volte consecutive; una volta al trimestre nei terreni agricoli) e applicare agenti microbici (come Bacillus subtilis) dopo ogni utilizzo per favorire la degradazione del PVP.

5. Prestare attenzione alla sicurezza operativa e all'economia

• Selezione del materiale grezzo : PVP alimentare (come i modelli K30, K90, purezza > 99%). È vietato il PVP di grado industriale (può contenere polimeri a basso peso molecolare e monomeri residui, tossici per le colture).
• Controllo dei costi : Il prezzo di mercato del PVP è di circa 20-30 yuan/kg. A una concentrazione dello 0,1%, il suo costo è di 320-640 yuan per mu di terreno agricolo (solo costo della materia prima), un prezzo molto più alto di quello dei fertilizzanti organici (circa 50-100 yuan/mu). L'uso su larga scala non è economico ed è consigliato solo per scenari di piccole dimensioni e dettagliati.
• Protezione sicurezza : Indossare i guanti durante la preparazione della soluzione di PVP (per evitare un contatto prolungato con la pelle che potrebbe causare una leggera secchezza). In caso di contatto accidentale con gli occhi, sciacquare immediatamente con acqua (il PVP in sé non è tossico, ma le soluzioni ad alta concentrazione possono irritare le mucose).

6. Monitorare l'efficacia dell'uso e adeguare il piano in modo tempestivo

• Monitoraggio degli indicatori fisici : 7-10 giorni dopo l'uso, testare la porosità del terreno (dovrebbe aumentare del 5%-10%) e il contenuto d'acqua (il tasso di ritenzione idrica dovrebbe aumentare del 15%-25%). Se gli indicatori diminuiscono, ridurre la concentrazione o sospendere l'uso;
• Monitoraggio della crescita delle colture : Osservare le condizioni delle foglie della coltura (se ingialliscono o appassiscono) e lo sviluppo delle radici (se anneriscono o marciscono). Se si riscontrano anomalie, è necessario irrigare immediatamente per diluire la coltura (per ridurre la concentrazione di PVP).
• Monitoraggio della bonifica dei metalli pesanti : Un mese dopo la semina, testare il contenuto di metalli pesanti nelle foglie/frutti delle colture (deve essere conforme allo standard GB 2762 "Limiti nazionali di sicurezza alimentare per i contaminanti negli alimenti"). Se supera lo standard, aumentare la concentrazione di PVP o modificare il piano di bonifica.

Riassumi

L'uso del PVP nel suolo dovrebbe seguire il principio di " piccola portata, bassa concentrazione, ausiliario ":

• È preferibile utilizzarlo in contesti delicati come substrati per piantine e piante in vaso. La concentrazione deve essere controllata tra lo 0,1% e lo 0,5% e applicata tramite miscelazione o irrigazione radicale.
• Evitare l'uso eccessivo e prolungato e non sostituire le misure tradizionali come fertilizzanti organici e agenti speciali per la ritenzione idrica;
• Incorporare piani di adeguamento del tipo di terreno monitorando al contempo le prestazioni e i rischi ambientali per garantire che le prestazioni del terreno a breve termine vengano migliorate senza compromettere la salute del terreno e la sicurezza delle colture a lungo termine.