Cilat lloje toke nuk janë të përshtatshme për PVP-në?

Përshtatshmëria e PVP-së (polivinilpirrolidonit) në tokë varet shumë nga vetitë fizike dhe kimike të tokës (si përbërja e grimcave, pH-ja, kripësia dhe përmbajtja e lëndës së orgjanike) dhe problemet themelore (si kompaktimi, ruajtja e ujit dhe nevojat e riparimit të ndotjes). Llojet e mëposhtme të tokës zakonisht nuk janë të përshtatshme për përdorimin e PVP-së ose kërkojnë kufizime të ashpra në përdorim për shkak të "pafuqisë së PVP-së për t'i adresuar problemeve themelore", "tendencës për efekte negative" ose "ekonomike ekstremisht të dobëta":

1. Toka saline-alkaline (pH > 8,5, EC > 4 ms/cm): PVP-ja është joefektive dhe mund të rëndojë dëmin nga kripërat

Problemi themelor i tokës saline-alkaline është jonët me kripë të lartë (si Na⁺ dhe Cl⁻ ) dhe një vlerë e lartë pH-je , që çon në shpërndarjen e koloidëve të tokës, permeabilitet të dobët dhe vështirësi për rrënjët e kulturave të absorboshin ujin. PVP-ja nuk është vetëm joefektive në këto toka, por mund të ketë edhe efekte negative për shkak të arsyeve të mëposhtme:

• Mjedisi me kripë të lartë shkatërron funksionin e adsorbimit dhe ruajtjes së ujit të PVP-së.
  Sasia e madhe e joneve pozitive si Na⁺ dhe Ca²⁺ në tokën me kripë do të konkurojë me grupet polare (grupet amidike) në zinxhirin molekular të PVP-së për sajtet e lidhjes, duke i dobësuar aftësinë e PVP-së për t'u ngjitur me grimcat e tokës. "Filmi mbrojtës polimerik" që do të mund të formohej nuk ngjitet dot në mënyrë të qëndrueshme, dhe efekti antingjitur është plotësisht joefektiv. Në të njëjtën kohë, kripëra e lartë do të shkatërrojë strukturën tridimensionale të hidrogelit të PVP-së, duke bërë që aftësia e saj për ruajtjen e ujit të bien më shumë se 50% (nuk mund të ruajë lagështinë dhe mund të përshpejtojë avullimin e saj).
• Vlera e lartë e pH-së e inhibon adsorbsionin e metaleve të rënda nga PVP-ja (nëse kërkohet riparim).
  Nëse toka e kripur me kripë-alkali është gjithashtu e ndotur me metale të rënda, adsorbimi i Pb2 + dhe Cd2 + i PVP varet nga "lidhja e lidhjes së koordinimit", dhe vlera e lartë e pH (> 8.5) do të dobësojë protonimin e grupit amid të PV
• nuk i përgjigjet çështjes kryesore të tokës së kripur me kripë dhe alkalizëm dhe mund të përkeqësojë dëmtimin e kripës
  - Jo. Nuk ka aftësinë të ulë nivelin e kripës ose të rregullojë pH-në. Për qasjet kryesore për përmirësimin e tokës së kripur me kripë janë shkrierja dhe drenimi i kripës, aplikimi i gipsit / gipsit të desulfurizuar për të zvogëluar nivelet e alkalit dhe rritja e aplikimit të plehrave organikë për të përmirësuar strukturën koloidale. Përdorimi i PVP nuk është vetëm kosto-efektiv, por zinxhirët e tij të mbetur të polimerit mund të kombinohen gjithashtu me jonet e natriumit në tokë, duke formuar komplekse kripe-polimeri që bllokojnë poret e tokës dhe dëmtojnë më tej permeabilitetin.

2. Argjilë e rëndë (përmbajtja e argjilës > 40%): i predispozuar ndaj "anoksisë dhe kompaktimit", efekti është shumë më i keq sesa përmirësuesit tradicionalë

Problemi kryesor i argjilës së rëndë është grimca të imëta, porë të vogla, permeabilitet i dobët ajror dhe akumulim i lehtë uji dhe kompaktim . Përmirësimi kërkon "rritjen e stabilitetit të strukturës agregate" (si p.sh. rritja e aplikimit të plehrave organike dhe briketes biologjike) në vend të efektit të shpërndarjes afatshkurtër të PVP-së. Arsyeja pse argjila e rëndë nuk është e përshtatshme për PVP janë si më poshtë:

• Sasia e tepërt e PVP-së mund lehtë të bllokojë porët dhe të përkeqësojë
  poret e ngushta të argjilës së rëndë me mungesë oksigjeni. Nëse përdoret PVP (veçanërisht në një përqendrim > 0,2%), zinxhirët e polimerëve të tij do të formojnë një "shtresë gël që kalon shumë nga lidhja" midis grimcave të tokës, duke bllokuar plotësisht pore kapilare dhe pore ventilimi. Pas ujërimit, uji nuk mund të depërtojë dhe rrënjët nuk mund të frymëzojnë, por përkundrazi çojnë në "kompaktim pa oksigjen" (rrënjët e kulturave putrojnë dhe gjethejt kthehen në të verdhë), gjë që është më e rëndë se problemi i argjilës së rëndë të papërpunuar.
• PVP nuk arrin të formojë agregate të qëndrueshme, dhe efekti i tij kundër kompaktimit zgjat pak kohë.
  Arsyeja themelore e kompaktimit të tokës së rëndë argjilore është mungesa e lëndës organike, që pengon formimin e agregateve të qëndrueshëm ndaj ujit nga koloidet e tokës. Ndërsa PVP mund të shpërndajë grimcat në afat të shkurtër, "mikroagregatet" që rezultojnë janë struktura fizike të përkohshme (të cilat çmontohen me shi të fortë ose irrugacion) dhe nuk mund të zëvendësojnë "agregatet stabilë afatgjata" që formohen nga fertilizatorët organikë. Pas një deri në dy javësh përdorimi, toka do të kompaktohet përsëri, dhe mbetjet e PVP-së mund të rrisin dendësinë e saj.
• Efikasiteti ekonomik është jashtëzakonisht i dobët. Përmirësuesit tradicionalë janë më efikas.
  Toka argjiloze e rëndë kërkon një sasi të madhe përmirësuesish për të qenë efektive. Nëse përdoret PVP (kosto 20-30 yuan/kg), doza për mu duhet të jetë 300-500 kg (koncentrim 0,2%), dhe kostoja tejkalon 6.000 yuan, gjë që është shumë më e lartë se fertilizatori organik (50-100 yuan/mu) ose karboni biologjik (200-300 yuan/mu), ndërsa efekti është më i dobët, kështu që është krejtësisht joefektive.

3. Toka me rërë (përmbajtja e rërës > 80%): PVP humbet lehtë, efekti është i shkurtër dhe kostoja është e lartë.

Problemi kryesor me tokën me rërë është kapaciteti i saj i dobët për ruajtjen e ujit dhe të plehrave, grimcat e trasha dhe kapaciteti i dobët adsorbues , por nuk ngjitet lehtë (hapësirat e mëdha midis grimcave). Edhe pse PVP mund të ruajë ujin në tokën me rërë për një periudhë të shkurtër kohore, në përgjithësi nuk është i përshtatshëm për përdorim për shkak të "humbjes së lehtë, nevojës së aplikimit të shpeshtë dhe efikasitetit ekonomik të dobët":

• PVP ka kapacitet të dobët adsorbues dhe humbet lehtë me shi/rrjedhje.
  Thërrmjet e tokës së rërës janë të trasha (sipërfaqe specifike e vogël) dhe kanë forcë të dobët lidhëse me molekulat e PVP-së (kryesisht duke u mbështetur në lidhje të dobëta hidrogjeni). Kur ulet ose shiut, PVP-ja lehtë përfshihet në thellësi të tokës me ujë (përtej gamës së thithjes së rrënjëve të kulturave), çka shkakton një rënje të shpejtë të koncentrimit të PVP-së në sipërfaqen e tokës – efekti i ruajtjes së lagështisë zgjat vetëm 2 deri në 3 ditë, dhe kërkohet aplikim i përsëritur çdo 3 deri në 5 ditë, gjë që është e vështirë.
• Kërkesa e ulët kundër ngjeshjes, funksionaliteti i PVP-së është i tepërt.
  Toka e rërës ka porë të mëdha midis grimcave, çka e bën "ngjeshjen e dendur" praktikisht të pamundur (mund të ndodhin vetëm crackime të vogla për shkak të thatësisë në sipërfaqe, pa nevojë për PVP). Funksioni kryesor i PVP-së (kundër ngjeshjes) është krejtësisht i tepërt në toka të rërës, dhe funksioni i saj i kufizuar i ruajtjes së ujit mund të arrihet me metoda me kosto të ulët si mbulimi me bukëthi dhe aplikimi i acidit humik, pa u mbështetur në PVP.
• Përdorimi i gjatë kohor mund të çojë në gelifikimin e sipërfaqes
  . Aplikimi i shpeshtë i PVP në tokën rëreze mund të shkaktojë grumbullimin e PVP-së që nuk ka humbur në sipërfaqe, duke formuar një "shtresë të hollë gjele" - megjithëse kjo shtresë mund të ruajë ujin, do të pengojë hyrjen e ajrit në tokë, duke shkaktuar hipoksi të rrënjëve në sipërfaqe (si p.sh. ziqenien e rrënjëve fibrilare të sipërfaqshme të misrit dhe trazit), gjë që më vonë ndikon negativisht në rritjen e kulturave.

4. Toka me përmbajtje ekstremisht të ulët të lëndës së orgjanike (përmbajtja e lëndës së orgjanike <0,5%): PVP nuk funksionon dhe mund të ndikojë në mikroorganizma

Problemi kryesor i toksave me përmbajtje shumë të ulët të lëndës së orgjanike (si toka e varfër, toka rërëzore të fryra nga era dhe toka të pastruara që janë erozuar për një kohë të gjatë) është mungesa e koloidëve të tokës, aktiviteti i ulët mikrobik dhe një strukturë e lirshme (ose toka e ngjeshur pa bazë për përmirësim) . PVP është i papërdorshëm në këto toka për arsyet e mëposhtme:

• Pa mbështetje të lëndës së orgjanike, PVP nuk mund të formojë mikroagregate.
  PVP-ja duhet të mbështetet në koloidet e tokës (si humusi) si "pika ngjitëse" për të formuar "mikroagregate", por toka e varfër me lëndë organike ka gati zero koloidë - zinxhirat molekulare të PVP-së nuk mund të lidhen qëndrueshëm me grimcat e tokës, dhe ose zhduken me ujin ose shpërndahen pa rregull në tokë, duke qenë i padukshëm për të parandaluar kompaktimin apo ruajtjen e ujit.
• Inhibon mikroorganizmat e mbetur dhe përkeqëson varfërimin e tokës.
  Numri i mikroorganizmave në një tokë të varfër me lëndë organike është tashmë shumë i vogël (veti e dobët dekompozimi), dhe zinxhirat me molekula të mëdha të PVP-së mund të ngjiten në sipërfaqen e mikroorganizmave, duke i penguar aktivitetet metabolike (si p.sh. dekompozimi i sasive të vogla të lëndës organike dhe fiksimi i azotit), duke ulur më tej fertilitetin e tokës dhe duke krijuar një cikël të keq: "sa më shumë përdoret, aq më e varfër bëhet".
• Bërësia e përmirësimit të tokës është ripërtërirja e lëndës organike. PVP-ja nuk mund ta zëvendësojë plotësisht
  këtë lloj tokë. Njësinë mënyrë për të përmirësuar këtë lloj tokë është të "shtoni sasi të mëdha lënde organike" (si kompostim, kthimin e shamiçit në fushë dhe mbjelljen e bimëve të tilla si pleh i gjelbër). Kur përmbajtja e lëndës organike rritet mbi 1%, mund të merren masa shtesë përmirësimi. Përdorimi i PVP-së nuk është vetëm ekonomikisht efektiv, por edhe vonon procesin themelor të përmirësimit.

5. Toka e rëndë me kontaminim nga metalet e rënda (përqendrimi i metaleve të rënda > 200 mg/kg): aftësia e adsorbimit të PVP-së është e pamjaftueshme, gjë që mund të çojë lehtësisht në probleme sekondare

PVP-ja mund të ndihmojë vetëm në riparimin e tokave të lehta të ndota nga metalet e rënda (përqendrim <100 mg/kg) dhe është krejtësisht e papërshtatshme për toka të rëndë të ndota (si toka rreth zonave të minierave, me përqendrim Pb/Cd >200 mg/kg) për arsyet e mëposhtme:

• Aftësia e adsorbimit është e kufizuar dhe nuk mund të ul aktivitetin e metaleve të rënda.
  Adsorpcioni i metaleve të rënda nga PVP-ja varet nga unaza e pirrolidones në zinxhirin molekular. Kapaciteti i adsorpcionit për një gram të vetëm PVP është vetëm 0,5~2 mg (varësisht nga lloji i frutave dhe perimeve). Toka e rëndë me ujë të ndotur kërkon koncentrime shumë të larta PVP (>1%) për të adsorbur disa metale të rënda - por koncentrimet e larta të PVP do të bllokojnë porët e tokës, duke çuar në hipoksi, gjë që do të rëndojë dëmin e kulturave.
• Është e pamundur të hiqen plotësisht metalat e rënda, dhe mund të "fiksohen përkohësisht" ato.
  Adsorpcioni i metaleve të rënda nga PVP-ja është "i kthyeshëm" (do të desorbohet në mjedis acidik ose në prani të koncentrimeve të larta të kationeve të tjerë). Nëse pH-ja e tokës në toka të rënda me ujë të ndotur më vonë bie (për shembull, si shiu acid), metalët e rëndë të adsorbuar do të lirohen përsëri, duke shkaktuar ndotje sekondare. Problemi nuk mund të zgjidhet thelbësisht (kërhen teknologji profesionale si "lakimi" dhe "fitoremedimi".)

Përmbledhje: Karakteristikat kryesore të tokave të papërshtatshme për përdorimin e PVP-së

Kyça për të përcaktuar nëse një tokë është e përshtatshme për PVP është ajo se PVP mund të adresojë problemet themelore të tokës pa shkaktuar efekte anësore negative . Tokat e mëposhtme plotësojnë karakteristikat themelore që i bëjnë ato "të papërshtatshme":

• Problemet themelore nuk mund të zgjidhen me PVP (si p.sh. "ulja e kripës dhe rregullimi i pH-së" në tokat saline-alkaline, "stabilizimi i agregateve" në tokat argjilore të rënda, dhe "shtimi i plehrave" në tokat që kanë mungesë lënde organike);
• Probleme të reja mund të lindin lehtësisht për shkak të karakteristikave të PVP-së (si p.sh. "hipoksia" në tokat argjilore të rënda, "humbja dhe humbja e kohës" në tokat rëreze, dhe "lëshimi i dytësor" në tokat e fortë të ndotura);
• Efikasiteti ekonomik është jashtëzakonisht i dobët (për shembull, tokat argjilore të rënda dhe rërezore kërkojnë një sasi të madhe PVP, kostoja e së cilës është shumë më e lartë sesa amendamentet tradicionale).

Logjika kryesore e përmirësimit të tokës është të „merren masa të synuara për të adresuar problemet themelore“ (si p.sh. rrjedhja e kripës nga toka saline-alkaline dhe shtimi i plehrave organike në tokën argjilore të rëndë). PVP-ja është vetëm një „mjet ndihmës në skenare speciale“ dhe nuk mund të zëvendësojë masat tradicionale të përmirësimit, madje më pak të përdoret për llojet e përshtatshme të tokës të përmendura më sipër.