Cili është roli i PVP-së në tokë? A mund të parandalojë kompaktimin e tokës?

Si një polimer i tretshëm në ujë, PVP (polivinilpirolidoni) përdoret kryesisht në aplikime të tokës për shkak të ruajtjes së ujit, të shpërndarjes dhe të thithjes vetive. Edhe pse mund të ndihmojë në përmirësimin e tokës, ai nuk është një material themelor ose kryesor për përmirësimin e tokës. Edhe pse ka një efekt të caktuar ndihmës në parandalimin e ngurtësimit të tokës, kjo kërkon një konsideratë të kujdesshme të karakteristikave të tokës dhe përdorim të duhur, dhe efikasiteti i tij është më i dobët sesa ai i kondicionuesve tradicionalë të tokës (si plehrat organike dhe acidi humik) . Mekanizmi i veprimit të tij specifik, skenarët e përshtatshëm dhe kufizimet mund të eksplorohen nga tre perspektiva të mëposhtme:

roli ndihmës i PVP-së në "parandalimin e kompaktimit të tokës": duke përmirësuar strukturën e tokës

Shkaku kryesor i kompaktimit të tokës është agregimi i dobët i grimcave të tokës dhe mungesa e lëndës së orgjanike , gjë që rezulton në lidhje të ngushtë midis grimcave dhe zvogëlimin e porozitetit (duke bërë të vështirë kalimin e ajrit dhe ujit). PVP-ja mund ta përmirësojë pak këtë problem përmes "adsorbimit fizik" dhe "shpërndarjes së grimcave". Mekanizmi specifik është si më poshtë:

• Grupet polare (si amidet) në zinxhirin molekular të PVP-së zhyten në sipërfaqet e grimcave të tokës (si argjila dhe rëra e hov) përmes lidhjeve të hidrogjenit dhe forcave të van der Valit, duke formuar një "filmi mbrojtës polimerik" në sipërfaqen e jashtme të grimcave. Ky film
  zvogëlon lidhjen direkte midis grimcave të tokës (duke parandaluar grumbullimin e grimcave të argjilës për shkak të efekteve elektrostatike) ndërkohë që rrit edhe lubrifikimin midis grimcave, duke ulur mundësinë e kompaktimit pas shtypjes.
  Për shembull , në tokat argjilore të pranëshme ndaj ngjeshjes, trajtimi me PVP me përqendrim të ulët (0.1%-0.5% bazuar në peshën e thatë të tokës) mund të rrisë shpërndarjen e grimcave të tokës nga 10%-15% dhe të zvogëlojë fortësinë sipërfaqësore me afërsisht 20% pas ujërimit (me një zgjim të duhur të tokës).
• polimer
  zinxhirët veprojnë si "urë", duke lidhur butësisht grimcat e shpërndara të tokës (si rëra dhe mërgimë) në agregate të madhësisë mikronike (në vend të grumbujve të ngjeshur dhe të mëdhenj). Këto mikroagregate krijojnë pora të vogla që ruajnë ujin (duke zvogëluar ngjeshjen e shkaktuar nga avullimi) dhe njëkohësisht lejojnë kalimin e ajrit, duke parandaluar ngjeshjen e tokës hermetike.
  Shënim : Struktura e mikroagregateve të formuara nga PVP është më pak e qëndrueshme dhe nuk mund të zëvendësojë "agregatet e qëndrueshëm ndaj ujit" (rezistencë afatgjatë ndaj erozioni dhe ngjeshjeje) të formuara nga plehrat organike dhe acidi humik. Ajo mund të ofrojë vetëm një lehtësim të shkurtër kundër ngjeshjes dhe kërkon ribashkim të rregullt ose kombinim me shtesa të tjera.
• Zvogëloni ngjeshjen e sipërfaqes së shkaktuar nga avullimi i ujit
  PVP-ja ka një kapacitet të caktuar për ruajtjen e ujit (mund të absorbojë ujë disa herë më shumë se pesha e saj për të formuar një hidrogel), i cili mund të ngjitet në sipërfaqen e tokës dhe të ngadalësojë avullimin e shpejtë të ujit. Sipërfaqja e tokës është e prirur të 'tharret dhe të crackojë' për shkak të humbjes së papritur të ujit (siç është toka e zhveshur në zonat thatëse). Efekti i ruajtjes së ujit nga PVP-ja mund të zvogëlojë këtë rrezik dhe të ruajë gjendjen e lëngët të sipërfaqes së tokës.

2. Funksione të tjera ndihmëse të PVP-së në tokë (jo thelbësore kundër ngurtësimit)

Përveç ndihmës në parandalimin e kompaktimit të tokës, PVP-ja mund, bazuar në karakteristikat e saja, të luajë rolet e mëposhtme në tokë, por këto janë kryesisht 'aplikime ndihmëse' dhe jo nevoja thelbësore:

• Agjent i Ruajtjes së Ujit në Tokë (Aplikim Afatshkurtër, Në Shkallë të Vogël):
  PVP-ja absorbton ujin për të formuar një hidrogel që çliron ngadalë lagështinë, duke rritur përmbajtjen e lagështisë në tokë. Kjo është veçanërisht e përshtatshme për farërat, bimët e vases ose sasi të vogla toke në zonat thatëse (si përfshirë substratet për fidane të bimëve succulente dhe perimesh). Për shembull, shtimi i 0.2%–0.5% PVP në substratin e fidanit mund të rrisë aftësinë e tij për mbajtjen e ujit nga 15% deri në 25%, duke zvogëluar frekuencën e ujërimit dhe parandaluar kompaktimin e substratit si pasojë e ujërimit të tepërt.
  Kufijet : Aftësia e PVP-së për mbajtjen e ujit është më e dobët se agjentët specializuar për mbajtjen e ujit në tokë (si poliakrilamidi (PAM) dhe acidet humike), ndërsa kostoja më e lartë e saj e bën të papërshtatshme për përdorim në fusha të mëdha bujqësore.
• Si një bartës me çlirim të ngadaltë për plehrat dhe pesticidet (duke rritur efikasitetin e përdorimit)
  , PVP mund të imobilizojë fertilizatorët e tretshëm në ujë (si për shembull, fertilizatorët azotik dhe kali) ose pesticidet me toxicitet të ulët në tokë përmes "enkapsulimit" ose "adsorbimit", ngadalësoni rrjedhjen dhe humbjen e tyre (duke parandaluar infiltrimin e tyre në shtresat më të thella të tokës me ujin e reshjeve), duke arritur kështu një "lëshim të ngadaltë". Për shembull, kur PVP përzihet me ure dhe aplikohet në tokë, periudha e lëshimit të ureut mund të zgjatet nga një deri në dy javë në tre deri në katër javë, duke zvogëluar harxhimin e paftueshëm të ushqyesve dhe duke parandaluar salinizimin e tokës që shkaktohet nga lëshimi i koncentruar i fertilizatorit (gjithashtu mund të përshkallëmojë në mënyrë tërthore kompaktimin e tokës).
• Adsorbimi i joneve të metaleve të rënda (Rimëkësimi i asistuar i tokave të kontaminuara lehtë): Unaza e pirrolidonit në zinxhirin molekular të PVP-së mund të adsorbojë jonet e metaleve të rënda (si p.sh.
  Pb²⁺ , Cu²⁺ , dhe Cd²⁺ ) në tokë përmes koordinimit, duke zvogëluar disponueshmërinë biologjike të tyre (duke zvogëluar marrjen nga bimët). Kjo e bën të përshtatshme për toka arashore ose toka për enë me kontaminim të butë me metale të rënda për shembull, shtimi i 0,5%–1% PVP në tokë të ndotur me Pb²⁺ mund të zvogëlojë marrjen e metaleve rëndë nga kultivat për 20%–30%. Megjithatë, kjo nuk heq plotësisht metalët e rëndë dhe kërkon teknika shtesë riparimi (siç është lixivimi dhe fitoremedimi).

3. Konsiderata Kryesore (Kufizime) për Përdorimin e PVP-së për Përmirësimin e Tokës

PVP-ja nuk është një material i veçantë i dizajnuar për përmirësimin e tokës. Ajo ka kufizime të dukshme në aplikimet praktike dhe duhet shmangur varësia e tepërt prej saj:

• Më pak efektive se plotësimet tradicionale dhe më e shtrenjtë, PVP-ja
  qasjet kryesore për parandalimin e ngjeshjes së tokës përfshijnë shtimin e lëndës organike (si komposti dhe kthimin e strugës në fushë), përdorimin e acidit humik/biochar (për të rritur qëndrueshmërinë e agregateve), ose optimizimin e praktikave të punimit të tokës (për të shmangur kompaktimin e tepruar). Efekti i PVP-së kundër kompaktimit është vetëm një suplement afatshkurtër, dhe çmimi i saj për njësi është dukshëm më i lartë se ai i fertilizatorëve organikë (rreth 5-10 herë më i lartë se fertilizatorët organikë). Kjo e bën atë joekonomike për aplikime në fusha të mëdha tokësore dhe është më e përshtatshme për aplikime më të vogla, të fokusuar (si p.sh. kultivimi i fidanëve dhe bimët në kasetona).
• Përdorimi i tepërt mund të ndikojë në permeabilitetin e tokës.
  Nëse koncentrimi i PVP-së është shumë i lartë (p.sh. më shumë se 1%, bazuar në peshën e thatë të tokës), zinxhirët e polimerëve të saj mund të formojnë një shtresë gjele "të kaluar-shumë" midis grimcave të tokës, e cila në vazhdim ruan pore e tokës dhe çon në uljen e permeabilitetit (e ngjashme me "hipooksinë dhe kompaktimin e tokës"), veçanërisht në toka argjilore. Rreziku është më i lartë.
• Shkalla e dekompozimit mjedisor është e kufizuar, dhe doza duhet të kontrollohet.
  Shkalla e degradimit të PVP në tokën natyrale është e ngadaltë (degradimi i plotë zgjat nga disa muaj deri në disa vjet, në varësi të aktivitetit të mikroorganizmave). Përdorimi i gjatë dhe i tepërt mund të çojë në grumbullimin e polimerëve me molekulë të lartë në tokë. Megjithëse nuk ka toksicitet të qartë, mund të ndikojë në aktivitetin e mikroorganizmave të tokës (për shembull, duke shtypur disa baktere që zbërthejnë lëndën organike). Është e nevojshme të ndiqet parimi "me koncentrim të ulët, përdorim i shkurtër" (dosa e vetme nuk duhet të tejkalojë 0,5% të peshës së thatë të tokës).
• I papërshtatshëm për të gjitha llojet e tokave
  • Toka e rërës (permeabilitet i mirë ndaj ajrit por mbajtje e dobët uji): efektet e PVP-së për mbajtjen e ujit dhe përhapjen mund të përmisojnë pak mbajtjen e fertilitetit të tokës, por ka efekt të vogël në parandalimin e ngjeshjes (toka e rërës vetëm nuk ngjeshet lehtë);
  • Tokë saline-alkaline (me kripë të lartë, pH të lartë): Adsorbcioni i PVP-së mund të pengohet nga jonet e kripërave, efekti është shumë i zvogëluar, dhe nuk mund të përmirësojë problemin e thatësuar të tokës (nevojiten modifikime speciale si gipsi dhe gipsi pa sulfur).

Përfundo

PVP mund të luajë një rol në parandalimin e ngjeshjes së tokës, ruajtjen e ujit në afat të shkurtë dhe në lëshimin e ngadalshëm të ushqyesve , por duhet theksuar qartë se:

• Efekti i saj mbi ngjeshjen e tokës është "ndihmës dhe i shkurtër", shumë më i dobët krahasuar me modifikuesit tradicionalë si plehrat organike dhe acidi humik, dhe nuk është i përshtatshëm si material kyç për parandalimin e ngjeshjes së tokës;
• Më e përshtatshme për skena të vogla dhe të delikta (si nëntrokët për fara dhe toka për enë) sesa për fusha të mëdha bujqësore;
• Duhet të kontrollohet me saktësi përqendrimi gjatë përdorimit (0,1%~0,5%) për të shmangur përdorimin e tepërt që mund të çojë në uljen e permeabilitetit ndaj ajrit ose grumbullimin mjedisor.

Nëse kërkohet parandalimi i gjatëkohësh dhe efikas i kompaktimit të tokës, kyçu është ende arritja e saj përmes "rritjes së aplikimit të materieve organike + blegtori e arsyeshme + ujërregullim shkencor". PVP-ja mund të përdoret vetëm si mjet ndihmës në skenarë të veçantë.