מה התפקיד של PVP בקרקע? האם הוא יכול למנוע דחיסות קרקע?

כפולימר מסיס במים, PVP (פוליוינילפירולידון) משמש בעיקר ביישומים של קרקע בזכות אחסון מים, פיזור והhaplya תכונות. אף שהוא יכול לסייע בשיפוץ קרקע, הוא אינו חומר מרכזי או נפוץ לשיפוץ קרקע. למרות שיש לו אפקט עזר מסוים במניעת דיקדוק הקרקע, יש לקחת בחשבון בזהירות את מאפייני הקרקע ושימוש מתאים, ויעילותו חלשה יותר בהשוואה למנשרי קרקע טרדיציוניים (כגון שמרי אורגניים וחומת חומית) . ניתן לבחון את מנגנון הפעולה הספציפי שלו, תרחישי יישום ומגבלותיו משלושה שלדים:

1. התפקיד המשני של PVP ב"מניעת דחיסות קרקע": על ידי שיפור מבנה הקרקע

הסיבה העיקרית לדחיסות קרקע היא איגוד לקוי של חלקיקי קרקע וחוסר בחומר אורגני , מה שגורם הדבקה צפופה בין החלקיקים וצמצום הנקבוביות (מה שמקשה על חדירת אוויר ומים). PVP יכול לשפר מעט את הבעיה הזו באמצעות "הấpסת פיזיקלית" ו"פיזור חלקיקים". המנגנון הספציפי הוא כדלקמן:

• קבוצות קוטביות (כגון אמידים) על שרשרת מולקולת ה-PVP מופסות אל פני שטח של חלקיקי קרקע (כגון חימר וסילט) באמצעות קשרי מימן וכוחות ואן דר 발ס, ויוצרות "שכבת מגן פולימרית" על פני השטח החיצוני של החלקיקים. שכבה זו
  מפחיתה הדבקה ישירה בין חלקיקי הקרקע (ומונעת מקבוצות של חלקיקי חימר להתחבר בגלל אפקטים אלקטרוסטטיים), ובנוסף מגדילה את הליבון בין החלקיקים, ומפחיתה את הסבירות לדחיסה לאחר לחיצה.
  לדוגמה , בקרקעות טין הרגישות לדחיסה, טיפול ב-PVP בריכוז נמוך (0.1%-0.5% על בסיס משקל ייבוש של קרקע) יכול להגביר את פיזור חלקיקי הקרקע ב-10%-15% ולצמצם את הקשיחות הפניםית בכ-20% לאחר ריצוף (בשילוב עם הר backpage מתאימה).
• פולימר
  שרשראות פועלות כ"גשרים", ומחברות בעדינות חלקיקי קרקע מפוזרים (כגון חול וחולצה) ל- איגודים בגודל מיקרומטרי (במקום חתיכות גדולות ודחוסות מאוד). איגודים מיקרוסקופיים אלו יוצרים נקבוביות זעירות שמחזיקות מים (ומפחיתות דחיסה הנגרמת על ידי התאיידות) ובו בזמן מאפשרות חדירת אויר, ומונעות מהקרקע להפוך לדחוסה בשל חסימת חדירת האוויר.
  הערה : המבנה של איגודים מיקרוסקופיים שנוצר על ידי PVP פחות יציב ואינו יכול להחליף את "האיגודים היציבים במים" (העמידות ארוכת הטווח נגד שחיקה ודחיסה) שנוצרים על ידי abonים אורגניים וחומת חומית. הוא יכול רק לספק הקלה זמנית מדחיסה ודורש מילוי חוזר או שילוב עם חומרים מת amend אחרים.
• הפחתת דחיסה פניםית הנגרמת על ידי התאיידות מים
  ל-PVP יש יכולת עצירת מים מסוימת (הוא יכול לספוג מים כפול משקלו כדי ליצור הידרוגל), שיכול להתאגר על פני הקרקע ולהאט את האדים המהיר של המים. פני הקרקע נוטים "להייבש ולקרק" בשל אובדן פתאומי של מים (כגון קרקע חשופה באזורים יבשים). השפעת ריטנציה של מים של PVP יכולה להפחית את הסיכון הזה ולשמור על מצב הרופף של הקרקע על פני השטח.

2. משרד החוץ תפקידים עזרתיים אחרים של PVP באדמה (ליבה שאינה נגד קשיחות)

בנוסף לעזרה במניעת דחיסה של הקרקע, PVP יכול גם, בהתבסס על המאפיינים שלה, לשחק את התפקידים הבאים בקרקע, אבל אלה בעיקר "יישומים עזרתיים" ולא צרכים חיוניים:

• סוכן שמירת מים בקרקע (יישום לטווח קצר בקנה מידה קטן):
  PVP סופג מים כדי ליצור הידרוגל שמשחרר לאט לחות, הגדלת תכולת הלחות בקרקע. זה מתאים במיוחד שתילים, צמחים באגרגר או שטחים קטנים של אדמה באזורים יבשים (כגון תחליבים לצמחי succulent ולירקות צעירים). לדוגמה, הוספת 0.2%–0.5% של PVP לתחליב הזרעים יכולה להעלות את קיבול החזקה במים ב-15%–25%, מה שמקטין את תדירות ההשקיה ומונע דיקדוק של התחליב עקב השקיה מוגזמת.
  הגבלה : הקיבול של PVP לשמור על מים חלש בהשוואה לסוכנים מיוחדים לשמירת מים בקרקע (כגון פוליאקרילאמיד (PAM) וחומצות חומיות), והמחיר הגבוה שלו הופך אותו לא מתאים לשימוש בשטחים חקלאיים גדולים.
• כמוביל שחרור איטי של דשנים ו pesticieds (הגברת יעילות השימוש)
  , פוליוויניל פירולידון יכול להגביל שחרור של דשנים מסיסים במים (כגון דשנים חלשובים וחומרי אשלגן) או של מبيدים בעלי רעילות נמוכה דרך "אינקפסולציה" או "הצמדת-שטח", ובכך замיע אתlixנותם ואיבודם (ונמנעת חדירתם לשכבות קרקע עמוקות יותר עם מי הגשמים), ומביא ל"שחרור איטי". לדוגמה, כאשר פוליוויניל פירולידון מתערבב עם אוריאה ומוחדר לקרקע, ניתן להאריך את תקופת שחרור האוריאה משבועיים לשלושה עד ארבעה שבועות, ובכך מפחיתים בזבוז חומרי תזונה ומונעים מליחות של הקרקע הנגרמת על ידי שחרור מרוכז של דשן (דבר שיכול גם באופן עקיף להחמיר דיקוק של הקרקע).
• הצמדת יוני מתכות כבדות (ייעול בהabilitציה של קרקעות מזוהמות קלט): טבעת הפירולידון שבשרשרת המולקולרית של פוליוויניל פירולידון יכולה להצמיד יוני מתכות כבדות (כגון
  Pb²⁺ , Cu²⁺ , ו-Cd²⁺ ) בקרקע באמצעות קואורדינציה, ובכך להפחית את זמינותם הביולוגית (להקטין ספיגת גידולים). זה הופך אותו מתאים ל שדות חקלאים או קרקעות בתים עם זיהום קל של מתכות כבדות .לדוגמה, הוספת 0.5%–1% של PVP לאדמה מזוהמת ב-Pb²⁺ יכולה להפחית את ספיגת היבולים ב-20%–30%. עם זאת, זה אינו מסיר לחלוטין את המתכות הכבדות ודורש טכניקות ניקוי נוספות (כגון שטיפה ופיטו-ניקוי).

3. שיקולים מרכזיים (מגבלות) לשימוש ב-PVP לשיפור אדמה

PVP אינו חומר מיוחד שתוכנן לשיפור קרקע. לקיומו מגבלות ברורות ביישומים מעשיים, ולכן יש להימנע מהסתמכות מוגזמת עליו:

• פחות יעיל מהשינויים המסורתיים ויקר יותר, ה- PVP
  גישות עיקריות למניעת דחיסת קרקע כוללות השלמה בחומר אורגני (כגון שכבת דשן וחזרת קש אל השדה), החלת חומת חומצה/ביוצ'אר (לשיפור יציבות הצבורה), או אופטימיזציה של פרקטיקות עיבוד (כדי להימנע מקיבוע מוגזם). אפקט הניגוד לקיבוע של PVP הוא רק תוספת לטווח קצר, ומחירו ליחידה גבוה בהרבה מזה של שמרי אורגניים (בערך פי 5-10 משמרים אורגניים). זה הופך אותו ללא כלכלי לשימוש בשדות חקלאים גדולים יותר, והוא מתאים יותר ליישומים קטנים וממוקדים (כגון גידול עצי שורש וחציבות).
• שימוש מוגזם עלול להשפיע על חדירות הקרקע.
  אם ריכוז ה-PVP גבוה מדי (למשל, יותר מ-1%, בהתאם למשקל היבש של הקרקע), שרשרות הפולימר שלו עשויות ליצור שכבת ג'ל "מעורבת צלבית מוגזמת" בין חלקיקי הקרקע, מה שעלול לסגור את נקבובי הקרקע ולגרום לצניחה בחדירות (באופן דומה ל"חוסר חמצן בקרקע וקיבוע"), במיוחד בקרקעות טerosיות. הסיכון כאן גדול יותר.
• ההתנוות הסביבתית מוגבלת, וצריך לשלוט בכמות המוחדרת.
  קצב ההתדרדרות של PVP בקרקע טבעית הוא איטי (התפרקות מלאה נמשכת מספר חודשים עד שנים, בהתאם לפעילות המיקרואורגניזמים). שימוש ממושך ובריכוזים גבוהים עלול להוביל להצטברות של פולימרים במולקולות גדולות בקרקע. אף שאין לו רעילות ברורה, הוא עלול להשפיע על פעילות המיקרואורגניזמים בקרקע (למשלав, עיכוב של חיידקים מסוימים שמפרקים חומר אורגני). יש לפעול לפי עקרון "ריכוז נמוך ושימוש קצר-טווח" (המינון האחדותי לא יעלה על 0.5% ממשקל היבש של הקרקע).
• אינו מתאים לכל סוגי הקרקעות
  • קרקע חולנית (חדירה טובה לאוויר אך שמירה על מים ירודה): אפקט החזקה במים והפצה של PVP יכולים לשפר מעט את שמרנות הפertility של הקרקע, אך יש להם השפעה מינורית על מניעת דיקדוק (קרקע חולנית אינה נוטה לדיקדוק כבר מטבעה);
  • קרקע מלוחה-אלקלית (מלח גבוה, pH גבוה): יוני מלח עלולים להפריע לספיחת ה-PVP, ההשפעה מצטמצמת מאוד, והיא אינה יכולה לשפר את בעיית המלחת הקרקע (נדרשים תוספים מיוחדים כגון גבס וגבס נטול גופרית).

סיכום

ל-PVP יכול להיות תפקיד במניעת דיקדוק קרקע, שמירה על לחות לטווח קצר, ושחרור איטי של חומרי תזונה , אך יש להבהיר:

• התוצאה שלו על דיקדוק קרקע היא "עזרית וקצרה-טווח", פחותה בהרבה מהשיפורי קרקע מסורתיים כמו שמרי אורגניים וחומת חומית, ולא מתאימה כחומר מרכזי למניעת דיקדוק קרקע;
• מתאים יותר למשתמעים קטנים ומלאכיים (כגון תחליב זריעה ואדמה לצמחים) ולא לשדות חקלאיים גדולים;
• יש לשלוט بدיקותיות בריכוז במהלך השימוש (0.1%~0.5%) כדי להימנע משימוש מוגזם שעלול להוביל להפחתת חדירת האוויר או הצטברות סביבתית.

אם יש צורך במניעת דחסות אדמה לטווח ארוך ויעילה, המפתח הוא עדיין השגת זה באמצעות "הגדלת יישום חומרים אורגניים + חקלאות סבירה + רiego מדעי". PVP יכול לשמש רק כאמצעי תומך בסצנריוס מיוחדים.