Smáčecí prostředky pro půdu – EXOwet R3823 a EXOwet R3831

Smáčivost je parametr charakterizující chování materiálu při kontaktu s kapalinami. Je to nesmírně důležitá vlastnost půdy, protože určuje její zemědělskou vhodnost a ukazuje, jak by měla být zvlhčována, aby se dosáhlo co nejvyšších výnosů s co nejnižší spotřebou vody.

Smáčivost jednotlivých vrstev půdy ovlivňuje rozložení vody v půdním profilu. V případě hydrofobních půd s nízkou smáčivostí existuje riziko hromadění vody na jejich povrchu po silných deštích a způsobení povrchového odtoku, což může vést k environmentálně škodlivé vodní erozi půdy. Důsledky tohoto jevu zahrnují vyplavování živin, degradaci půdy a v dlouhodobém horizontu i úbytek orné půdy.

Stupeň smáčivosti půdy a pohyb vody v půdě jsou ovlivněny jejími vlastnostmi, jako je chemické a granulometrické složení, pórovitost, podíl jílovité a humusové frakce, množství přítomné organické hmoty a minerálů, slanost, pH, a také vnějšími faktory: povětrnostními podmínkami, teplotou, suchem, požáry, kontaminací půdy, úniky paliva ze zemědělských strojů a agrotechnickými postupy.

Povrchově aktivní látky v zavlažování půdy

Povrchově aktivní látky se tradičně používají v rostlinné výrobě a spojují se s různými přípravky na ochranu rostlin. Jejich globální používání v zemědělském sektoru však prudce vzrostlo v důsledku jejich aplikace jako přísady do závlahové vody.

Povrchově aktivní látky, které působí na rozhraní mezi vodou a půdou, snižují povrchové napětí závlahové vody, což jí umožňuje snadnější pronikání do půdy a její zvlhčování. To má pozitivní vliv na efektivitu využívání vody a z dlouhodobého hlediska i na kvalitu plodin, částečně snížením vyplavování živin a zvýšením jejich příjmu rostlinami.

Skupina PCC reaguje na poptávku po smáčecích činidlech pro půdu nabídkou specializovaných směsí neiontových povrchově aktivních látek – EXOwet R3823 a EXOwet R3831.

Schopnost půdy zadržovat závlahovou vodu

Účinnost půdy v zadržování vody je klíčová pro to, kolik vlhkosti a živin se skutečně dostane do kořenové zóny, spíše než aby odtékaly nebo se odpařovaly. Tento parametr do značné míry určuje účinnost zavlažování, hnojení a celkový stav půdy. Níže uvedený graf porovnává retenční koeficienty různých zavlažovacích roztoků v půdě:

Obrázek 1. Porovnání retenčních koeficientů smáčecích roztoků.

Test zahrnoval aplikaci přibližně 60 g smáčecího roztoku (voda nebo 1%roztok vhodného smáčedla) na přibližně 20 g sušeného univerzálního substrátu a měření množství roztoku zadrženého v půdě. Retenční kapacita jednotlivých závlahových roztoků byla porovnána pomocí koeficientu vypočítaného podle vzorce:

Zvlhčení kořenové zóny

Použití EXOwet R3823 a R3831 umožňuje zadržování závlahové vody v horních vrstvách půdy. Simulace této situace je znázorněna ve videu níže. Cukrové kostky napodobují makro- a mikroporézní strukturu půdy.

Video 1. Simulace smáčení kořenové zóny půdy.
Voda obsahující smáčecí činidla se zadržuje v horních vrstvách.

Každá kostka cukru byla pokropena stejným množstvím závlahového roztoku (15 kapek) a byl pozorován její pohyb hlouběji do porézní struktury. Po několika sekundách je vidět, že voda bez přísad okamžitě proudí do spodní vrstvy, zatímco voda s 0,5%přísadou smáčecího činidla se zadržuje v horní vrstvě. To ilustruje, jak voda obsahující přísady zůstává v kořenové zóně půdy, kde je pro rostliny mnohem snadněji dostupná ve srovnání s vodou bez přísad, která rychle proudí do hlubších vrstev, a tím s sebou nese další riziko vyplavování živin.

Smáčivost ponořením

Smáčivost produktů EXOwet R3823 a R3831 byla porovnána s referenčním standardem a vodou jako kontrolním vzorkem, rovněž s použitím interní metody „Stanovení smáčivosti ponořením“. Pro tento účel byly použity standardizované kotouče vyrobené ze surové bavlněné pleteniny o průměru 30 mm. Stanovení zahrnovalo měření doby smáčení , tj. doby mezi ponořením vatového kotouče do 0,5%roztoku a okamžikem, kdy se začne potápět. Výsledky jsou shrnuty v níže uvedeném grafu:

Obrázek 2. Porovnání doby smáčení vatových kotoučů vodou (kontrola) a 0,5%roztoky smáčecích činidel.

Roztoky EXOwet R smáčí vatové kotouče již po cca 3 minutách, kontrolní vzorek až po 4 minutách, zatímco voda bez přidaných smáčecích činidel kotouče nesmáčí ani 2 hodiny po zahájení testu. Je tedy zřejmé, že přidání povrchově aktivních látek je nezbytné pro dosažení uspokojivých smáčecích vlastností.

Zadržování vody v půdě

Zadržování vody v půdě je mimořádně důležitý jev, protože zvyšuje dostupnost vody pro rostliny a zlepšuje odolnost půdy vůči suchu. Použití smáčecích činidel při zavlažování výrazně zvyšuje schopnost půdy zadržovat vodu.

Pro ilustraci schopnosti různých zavlažovacích roztoků zadržovat vodu byla opět provedena simulace s použitím kostkového cukru. Níže uvedené fotografie ukazují nízkou schopnost zadržovat vodu bez přidání smáčecích činidel:

Obrázek 1. Simulace zadržování vody. Voda s 0,5%přísadou smáčedla je zadržována mnohem efektivněji.

Každá z vrchních kostek cukru byla navlhčena 25 kapkami závlahového roztoku. Po několika minutách bylo pozorováno, že voda bez přísad téměř úplně odtekla z porézní struktury, zatímco roztoky EXOwet R byly plně zadrženy. To naznačuje, že i malé přidání povrchově aktivních látek do vody významně zvyšuje schopnost půdy zadržovat vodu. To je v reálných podmínkách nesmírně důležité, protože rychlý tok vody půdním profilem může vést k vyplavování živin nezbytných pro růst rostlin.

Opakované zavlažování s použitím EXOwet R3823 a R3831

Předchozí studie jasně ukazují, že zavlažování půdy pomocí roztoků smáčecích činidel je výrazně účinnější než použití samotné vody.

Níže uvedené video ilustruje, jak opakované zavlažování s použitím 1%roztoku EXOwet R3831 ovlivňuje rychlost absorpce vody během následných zavlažovacích cyklů s použitím samotné vody:

Video 2. Porovnání rychlosti smáčení v závislosti na počtu ošetření
s použitím 1%roztoku EXOwet R3831.

Studie použila biologicky odbouratelné rašelinové květináče simulující půdu (půdní organickou hmotu), které byly umístěny do misek s vodou bez přísad; květináč 1 nebyl předem navlhčen roztokem EXOwet R3831, květináč 2 byl jednou navlhčen roztokem EXOwet R3831 a poté vysušen, zatímco květináč 3 byl dvakrát navlhčen roztokem EXOwet R3831 a poté vysušen.

Je možné pozorovat, že po několika minutách květináč 1 stále neabsorbuje vodu; v květináči 2 je rychlost absorpce vody střední; zatímco květináč 3 se velmi rychle nasycuje (k úplnému nasycení došlo po 10 minutách).

Závěr tohoto experimentu je následující: předem navlhčení půdy roztoky smáčecích činidel vede ke zvýšené a urychlené absorpci vody během následných závlahových ošetření. To potvrzuje platnost provádění vícenásobných závlahových ošetření s použitím roztoků smáčecích činidel půdy.

Podobná studie byla provedena na skutečných vzorcích půdy. Nádoby s vyvrtanými otvory ve dně byly naplněny přibližně 100 g vysušeného univerzálního substrátu pro květináče; tyto byly ošetřeny vodou nebo 1%roztoky smáčecích činidel a poté vysušeny. Nádoby s půdou byly poté ponořeny do Petriho misek s čistou vodou a byl měřen čas a objem absorbovaného roztoku. Výsledky jsou uvedeny v grafu níže:

Obrázek 3. Porovnání rychlosti smáčení a množství vody absorbované půdou předem navlhčenou různými závlahovými roztoky.

Ze studie lze vyvodit závěr, že použití smáčecích činidel jako přísad do závlahové vody zvyšuje nejen celkové množství absorbované vody, ale také rychlost absorpce. Půda předem navlhčená roztoky EXOwet R absorbuje v první minutě po zalévání přibližně 10krát více vody než půda navlhčená pouze vodou. Maximální absorpce vody u EXOwet R je dosažena již za přibližně 10–15 minut, zatímco u samotné vody je nárůst absorpce přibližně lineární; nicméně i po 1 hodině je 1,5krát nižší než u smáčecích činidel.

Shrnutí

Jak vyplývá z provedeného výzkumu, použití povrchově aktivních látek, zejména těch ze skupiny smáčecích činidel, může mít v půdě významné a znatelné účinky. Použití přípravku EXOwet R přináší mnoho výhod:

• Zmírnění negativních účinků spojených s hydrofobní povahou půdy.
• Rychlé a rovnoměrné zavlažování půdy.
• Zvýšená dostupnost vody pro růst rostlin a zemědělskou produkci.
• Zadržování vody v kořenové zóně.
• Prevence nepříznivých jevů, jako je akumulace povrchové vody, povrchový odtok a eroze půdy.
• Celkové zlepšení stavu půdy.