Nguyên lý cụ thể khi PVP hoạt động trong đất là gì?

Việc sử dụng PVP (polyvinylpyrrolidone) trong đất phải dựa trên các nguyên tắc của " nồng độ thấp, sử dụng phụ trợ và thích ứng ứng dụng cụ thể Các phương pháp nên được thiết kế dựa trên đặc tính của đất (độ hòa tan trong nước, khả năng cải tạo đất yếu và khả năng phân hủy hạn chế) và nhu cầu của đất (chống nén chặt, giữ nước và giải phóng dinh dưỡng chậm). Cũng cần tránh các rủi ro liên quan đến việc sử dụng quá mức hoặc xử lý không đúng cách. Chi tiết về cả "Cách sử dụng" và "Thận trọng" như sau:

1. Cách sử dụng PVP trong đất (phân loại theo tình huống ứng dụng)

PVP không phải là vật liệu chính để cải tạo đất. Nó phù hợp hơn cho những cảnh nhỏ và tinh tế (như trồng cây giống và cây trồng trong chậu), hoặc như một biện pháp hỗ trợ cho các nhu cầu đặc biệt (như khắc phục ô nhiễm kim loại nặng nhẹ). Phương pháp cụ thể cần được điều chỉnh tùy theo hiện trường:

1. Kịch bản cốt lõi 1: Đất trồng cây con/Đất bầu (Được sử dụng phổ biến nhất, mục tiêu: giữ nước và ngăn ngừa sự nén chặt của giá thể)

• Đối tượng áp dụng : cây giống rau (cà chua, rau diếp), hoa trồng trong chậu (cây mọng nước, củ cải xanh), vườn rau trên ban công, v.v. với lượng đất/giá thể nhỏ.
• Nồng độ sử dụng : 0,1%~0,5% (tỷ lệ khối lượng trên thể tích, tức là 1~5g PVP hòa tan trong 1 lít nước) , điều chỉnh theo khả năng chịu đựng của trái cây và rau/cây trồng (sử dụng nồng độ thấp 0,1%~0,2% cho cây mọng nước và cây chịu hạn, và 0,3%~0,5% cho rau lá ưa ẩm).
• Phương pháp áp dụng :
  ① Phương pháp trộn (khuyến nghị, phù hợp với chất nền mới chuẩn bị) :
  • Bước 1: Hòa tan PVP rắn (loại dùng trong thực phẩm, chẳng hạn như K30) vào nước ở nhiệt độ phòng và khuấy cho đến khi tan hoàn toàn (không còn cặn, khoảng 5-10 phút);
  • Bước 2: Xịt đều dung dịch PVP lên đất/nền đất (như đất than bùn, đất vườn, nền đất hỗn hợp đá trân châu), khuấy đều trong khi xịt để đảm bảo dung dịch và nền đất được trộn đều (hàm lượng nước phải "đủ mềm để có thể bóp thành một cục và nới lỏng");
  • Bước 3: Sau khi trộn, để yên trong 1-2 giờ để PVP hấp thụ hoàn toàn các hạt đất trước khi cho vào khay ươm cây hoặc chậu hoa để sử dụng.
    ② Phương pháp tưới rễ (áp dụng cho cây trồng trong chậu đã được trồng) :
  • Chuẩn bị dung dịch PVP với nồng độ 0,1%~0,3%, tưới từ từ dọc theo mép chậu hoa (tránh tưới trực tiếp vào bộ rễ). Lượng dung dịch cho mỗi chậu là 1/5~1/4 thể tích đất trồng (ví dụ: 100~150ml cho chậu hoa đường kính 10cm), mỗi tháng một lần (tránh bón quá nhiều gây tích tụ).
• Liều dùng tham khảo : 1kg môi trường ươm cây cần 100~200mL dung dịch PVP 0,1% (tức là 0,1~0,2g PVP nguyên chất), có thể sử dụng cho khay ươm cây có 10~20 lỗ.

2. Kịch bản cốt lõi 2: Đất nông nghiệp quy mô nhỏ/Trồng trọt ngoài trời (Hỗ trợ, Mục tiêu: Phòng ngừa ngắn hạn tình trạng đất cứng và bảo tồn nước)

• Đối tượng áp dụng : Các loại cây thân ngắn như dâu tây và cà chua bi, hoặc các mảnh đất nhỏ (<0,1 mu) ở vùng khô cằn. Không thích hợp cho các loại cây lương thực quy mô lớn (chi phí cao và hiệu quả hạn chế).
• Nồng độ sử dụng : 0.2%~0.4% (cao hơn một chút so với cây trồng trong chậu vì đất nông nghiệp lớn và dễ bị xói mòn).
• Phương pháp áp dụng : kết hợp phun thuốc + cày nông :
  ① Chuẩn bị dung dịch PVP theo nồng độ và phun đều lên bề mặt đất bằng bình phun đeo lưng (lượng phun: 100~150mL/m², tức là khoảng 7~10L dung dịch cho mỗi mu); ② Sử dụng máy xới đất nhỏ để xới đất nông (độ sâu 3~5cm) trong vòng 1 giờ sau khi phun để dung dịch PVP được trộn đều với đất mặt để tránh dung dịch bị mất đi theo nước mưa; ③ Thời điểm bón tốt nhất: trước khi cây con mọc lên sau khi gieo hoặc trong thời kỳ cây con phục hồi sau khi cấy (tránh tiếp xúc trực tiếp với lá cây con, có thể gây bỏng nhẹ).

3. Kịch bản đặc biệt 3: Khắc phục đất bị ô nhiễm kim loại nặng nhẹ (Hỗ trợ cố định, Mục tiêu: Giảm khả dụng sinh học của kim loại nặng)

• Đối tượng áp dụng : đất bị ô nhiễm nhẹ bởi Pb²⁺, Cu²⁺ và Cd²⁺ (nồng độ <100mg/kg), chẳng hạn như đất nông nghiệp quy mô nhỏ xung quanh khu vực khai thác mỏ và đất thử nghiệm trong chậu.
• Nồng độ sử dụng : 0,5%~1% (nồng độ cao hơn để tăng cường hấp phụ) , cần phối hợp với việc điều chỉnh pH đất (sử dụng vôi để điều chỉnh pH lên 6,5~7,0 để tăng khả năng hấp phụ kim loại nặng của PVP).
• Phương pháp áp dụng : Thẩm thấu dung dịch + cày xới :
  ① Chuẩn bị dung dịch PVP 0,5%~1% và tưới đều vào bề mặt đất với liều lượng 2~3L/m²; ② Sau khi rửa trôi, cày sâu (sâu 10~15cm) để dung dịch PVP tiếp xúc hoàn toàn với lớp đất bị ô nhiễm, để yên trong 7~10 ngày (để PVP phức hợp hoàn toàn với kim loại nặng), sau đó trồng các loại cây trồng chịu được kim loại nặng (như ngô và hướng dương).

2. Những lưu ý chính khi sử dụng PVP trong đất (Tránh rủi ro + Cải thiện hiệu quả)

1. Kiểm soát chặt chẽ nồng độ và liều lượng để tránh “quá liều”

• Giới hạn nồng độ trên : Nồng độ PVP trong đất không được vượt quá 1% (dựa trên trọng lượng khô của đất). Lượng dư thừa sẽ dẫn đến:
  • Đất sét: Liên kết chéo quá mức của các chuỗi polyme làm tắc nghẽn các lỗ rỗng trong đất, gây ra sự giảm mạnh khả năng thấm khí (tương tự như "sự nén chặt thiếu oxy" và khiến rễ cây dễ bị thối).
  • Đất cát: tạo thành lớp hydrogel quá dày, cản trở sự thấm nước (và thay vào đó gây ra sự tích tụ nước trên bề mặt).
• Tính toán liều lượng : Lấy đất nông nghiệp làm ví dụ, trọng lượng khô của đất trên một mẫu Anh (độ dày lớp cày 20cm, mật độ khối 1,2g/cm³) là khoảng 160.000kg. Nồng độ 1% tương ứng với liều lượng PVP nguyên chất là 1.600kg (chi phí cực kỳ cao, và liều lượng thực tế cần được kiểm soát ở mức 0,2%~0,4%, tức là 320~640kg/m³, vẫn cần được đánh giá kết hợp với tính khả thi về mặt kinh tế).

2. Làm rõ “vai trò phụ trợ” của nó: nó không thay thế các biện pháp cải tạo đất truyền thống

• Vai trò của PVP là " hỗ trợ ngắn hạn " và không thể thay thế:
  • Những điểm chính để ngăn ngừa sự nén chặt: Tăng cường bón phân hữu cơ (phân trộn, trả lại rơm cho đồng ruộng), than sinh học (để tăng cường độ ổn định của cấu trúc viên) và canh tác hợp lý (để tránh sự nén chặt quá mức);
  • Lõi giữ nước: các tác nhân giữ nước đặc biệt cho đất (như polyacrylamide (PAM) và axit humic, có khả năng giữ nước gấp 3 đến 5 lần so với PVP và có giá thành thấp hơn);
  • Cốt lõi của quá trình khắc phục kim loại nặng: phương pháp rửa trôi, khắc phục bằng thực vật (trồng các loại cây siêu tích tụ như cỏ chân rết) và chất thụ động hóa học (như vôi và phốt phát).
• Nên sử dụng kết hợp: chẳng hạn như "phân hữu cơ + 0,1% PVP". Phân hữu cơ tạo cấu trúc hạt dài hạn, còn PVP hỗ trợ giữ nước và chống vón cục trong ngắn hạn. Hiệu quả tốt hơn so với chỉ sử dụng PVP.

3. Thích ứng với loại đất: Tránh áp dụng phương pháp chung cho tất cả

Các loại đất khác nhau phản ứng khác nhau với PVP và cần có những điều chỉnh cụ thể:

4. Tập trung vào sự suy thoái môi trường: Tránh “tích tụ lâu dài”

• Tốc độ phân hủy của PVP trong đất tự nhiên chậm (quá trình phân hủy hoàn toàn mất từ 3 đến 6 tháng và có thể kéo dài hơn 1 năm trong đất có nhiệt độ thấp, hoạt động của vi sinh vật thấp). Sử dụng liên tục trong thời gian dài sẽ dẫn đến:
  • Các polyme có trọng lượng phân tử cao tích tụ trong đất, ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật trong đất (ức chế hệ vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ, chẳng hạn như xạ khuẩn);
  • Mật độ khối đất tăng chậm (mặc dù không rõ ràng, nhưng chúng ta cần phải cảnh giác về lâu dài).
• Các biện pháp phòng tránh: Sử dụng không liên tục (ví dụ: một lần một tháng trong giai đoạn cây con, ngừng sử dụng sau hai lần liên tiếp; một lần một quý trong đất nông nghiệp) và sử dụng các tác nhân vi sinh (như Bacillus subtilis) sau mỗi lần sử dụng để thúc đẩy quá trình phân hủy PVP.

5. Chú ý đến an toàn vận hành và tiết kiệm

• Chọn nguyên liệu thô : PVP cấp thực phẩm (chẳng hạn như các mẫu K30, K90, độ tinh khiết > 99%). Không được sử dụng PVP cấp công nghiệp (có thể chứa polyme phân tử thấp và monome dư, gây độc cho cây trồng).
• Kiểm soát chi phí Giá thị trường của PVP khoảng 20-30 nhân dân tệ/kg. Ở nồng độ 0,1%, chi phí cho mỗi mẫu đất nông nghiệp là 320-640 nhân dân tệ (chỉ tính chi phí nguyên liệu), cao hơn nhiều so với phân bón hữu cơ (khoảng 50-100 nhân dân tệ/mẫu). Sử dụng trên diện tích lớn không kinh tế và chỉ được khuyến nghị cho các trường hợp quy mô nhỏ, chi tiết.
• Bảo vệ an toàn : Đeo găng tay khi pha dung dịch PVP (để tránh tiếp xúc lâu với da gây khô da nhẹ). Nếu vô tình dính vào mắt, hãy rửa ngay bằng nước (bản thân PVP không độc hại, nhưng dung dịch nồng độ cao có thể gây kích ứng niêm mạc).

6. Theo dõi hiệu quả sử dụng và điều chỉnh kế hoạch kịp thời

• Giám sát chỉ số vật lý : Sau 7-10 ngày sử dụng, kiểm tra độ xốp của đất (nên tăng 5%-10%) và hàm lượng nước (tỷ lệ giữ nước nên tăng 15%-25%). Nếu các chỉ số giảm, hãy giảm nồng độ hoặc tạm dừng sử dụng;
• Theo dõi sự phát triển của cây trồng : Quan sát tình trạng lá cây (có bị vàng hoặc héo không) và sự phát triển của rễ (có bị đen hoặc thối không). Nếu phát hiện bất kỳ dấu hiệu bất thường nào, cần tưới nước ngay lập tức để pha loãng cây trồng (nhằm giảm nồng độ PVP).
• Giám sát việc khắc phục kim loại nặng : Một tháng sau khi trồng, kiểm tra hàm lượng kim loại nặng trong lá/quả cây trồng (phải tuân thủ GB 2762 "Tiêu chuẩn an toàn thực phẩm quốc gia về giới hạn chất gây ô nhiễm trong thực phẩm"). Nếu vượt quá tiêu chuẩn, hãy tăng nồng độ PVP hoặc thay đổi phương án khắc phục.

Tóm tắt

Việc sử dụng PVP trong đất phải tuân theo nguyên tắc " phạm vi nhỏ, nồng độ thấp, phụ trợ ":

• Tốt nhất nên sử dụng cho các cảnh quan mỏng manh như giá thể cây con và cây trồng trong chậu. Nồng độ nên được kiểm soát ở mức 0,1% đến 0,5% và bón bằng cách trộn hoặc tưới gốc.
• Tránh sử dụng quá mức và lâu dài, không thay thế các biện pháp truyền thống như phân hữu cơ và chất giữ nước đặc biệt;
• Kết hợp các kế hoạch điều chỉnh loại đất trong khi theo dõi hiệu suất và rủi ro môi trường để đảm bảo cải thiện hiệu suất đất trong ngắn hạn mà không ảnh hưởng đến sức khỏe đất và an toàn cây trồng trong dài hạn.