Agenti umidificanti per il terreno – EXOwet R3823 e EXOwet R3831

La bagnabilità è un parametro che caratterizza il comportamento di un materiale quando entra in contatto con i liquidi. È una proprietà estremamente importante del suolo, poiché ne determina l’idoneità agricola e indica come dovrebbe essere inumidito per ottenere le rese più elevate possibili con il minor consumo idrico possibile.

La bagnabilità dei singoli strati del suolo influenza la distribuzione dell’acqua all’interno del profilo del suolo. Nel caso di suoli idrofobici con bassa bagnabilità, esiste il rischio che l’acqua si accumuli sulla loro superficie in seguito a forti piogge e provochi deflusso superficiale, che può portare a un’erosione idrica del suolo dannosa per l’ambiente. Le conseguenze di questo fenomeno includono la lisciviazione dei nutrienti, il degrado del suolo e, a lungo termine, una riduzione dei terreni coltivabili. Il grado di bagnabilità del suolo e il movimento dell’acqua al suo interno sono influenzati dalle sue proprietà, come la composizione chimica e granulometrica, la porosità, la proporzione di frazioni argillose e umiche, la quantità di sostanza organica e minerali presenti, la salinità, il pH, nonché da fattori esterni: condizioni meteorologiche, temperatura, siccità, incendi, contaminazione del suolo, perdite di carburante da macchinari agricoli e pratiche agrotecniche.

Tensioattivi nell’irrigazione del suolo

I tensioattivi sono tradizionalmente utilizzati nella produzione agricola e associati a diversi prodotti fitosanitari. Tuttavia, il loro impiego a livello globale nel settore agricolo è aumentato notevolmente grazie alla loro applicazione come additivi nell’acqua di irrigazione. I tensioattivi, agendo all’interfaccia tra acqua e suolo, riducono la tensione superficiale dell’acqua di irrigazione, consentendole di penetrare più facilmente nel terreno e di inumidirlo. Ciò ha un impatto positivo sull’efficienza dell’uso dell’acqua e, a lungo termine, sulla qualità del raccolto, in parte riducendo la lisciviazione dei nutrienti e aumentandone l’assorbimento da parte delle piante. Il Gruppo PCC risponde alla domanda di agenti bagnanti per il suolo offrendo miscele specializzate di tensioattivi non ionici: EXOwet R3823 e EXOwet R3831 .

La capacità del suolo di trattenere l’acqua di irrigazione

L’efficacia con cui il terreno trattiene l’acqua è fondamentale per determinare quanta umidità e nutrienti raggiungono effettivamente la zona radicale, anziché disperdersi o evaporare. Questo parametro influenza in larga misura l’efficacia dell’irrigazione, della fertilizzazione e le condizioni generali del terreno. Il grafico seguente confronta i coefficienti di ritenzione idrica di diverse soluzioni di irrigazione nel terreno:

Figura 1. Confronto dei coefficienti di ritenzione per le soluzioni umettanti.

Il test ha previsto l’applicazione di circa 60 g di una soluzione umettante (acqua o una soluzione all’1 %di un agente umettante adatto) a circa 20 g di terriccio universale essiccato e la misurazione della quantità di soluzione trattenuta nel terreno. La capacità di ritenzione delle singole soluzioni di irrigazione è stata confrontata utilizzando un coefficiente calcolato dalla formula:

Inumidire la zona radicale

L’utilizzo di EXOwet R3823 e R3831 consente di trattenere l’acqua di irrigazione negli strati superficiali del terreno. Una simulazione di questo tipo di situazione è mostrata nel video qui sotto. I cubetti di zucchero riproducono la struttura macro e microporosa del terreno.

Video 1. Simulazione dell’umidificazione della zona radicale del suolo.
L’acqua contenente agenti umettanti viene trattenuta negli strati superiori.

Ogni cubetto di zucchero è stato cosparso con la stessa quantità di soluzione irrigua (15 gocce) e se ne è osservato il movimento verso l’interno della struttura porosa. Dopo pochi secondi, si può notare che l’acqua senza additivi scorre istantaneamente verso lo strato inferiore, mentre l’acqua con l’aggiunta dello 0,5 %di agente umettante viene trattenuta nello strato superiore. Questo illustra come l’acqua contenente additivi rimanga nella zona radicale del suolo, dove è molto più facilmente disponibile per le piante rispetto all’acqua senza additivi, che scorre rapidamente verso gli strati più profondi, comportando quindi l’ulteriore rischio di lisciviazione dei nutrienti.

Capacità di bagnatura per immersione

Le capacità di bagnatura dei prodotti EXOwet R3823 e R3831 sono state confrontate con uno standard di riferimento e con l’acqua come campione di controllo, utilizzando anche il metodo interno "Determinazione della capacità di bagnatura per immersione". A tale scopo, sono stati utilizzati dischi standardizzati in tessuto di cotone grezzo a maglia con un diametro di 30 mm. La determinazione ha comportato la misurazione del tempo di bagnatura , ovvero il tempo intercorso tra l’immersione del disco di cotone in una soluzione allo 0,5%e il momento in cui inizia ad affondare. I risultati sono riassunti nel grafico sottostante:

Figura 2. Confronto dei tempi di bagnatura di dischetti di cotone con acqua (controllo) e soluzioni allo 0,5 %di agenti bagnanti. Le soluzioni EXOwet R bagnano i dischetti di cotone dopo soli 3 minuti circa, il campione di controllo dopo soli 4 minuti, mentre l’acqua senza aggiunta di agenti bagnanti non bagna i dischetti nemmeno dopo 2 ore dall’inizio del test. È quindi evidente che l’aggiunta di tensioattivi è essenziale per ottenere proprietà di bagnatura soddisfacenti.

Ritenzione idrica nel suolo

La ritenzione idrica nel terreno è un fenomeno estremamente importante, poiché aumenta la disponibilità di acqua per le piante e migliora la resistenza del suolo alla siccità. L’uso di agenti bagnanti nell’irrigazione aumenta significativamente la capacità di ritenzione idrica del terreno.

Per illustrare la capacità di ritenzione idrica di diverse soluzioni di irrigazione, è stata effettuata nuovamente una simulazione utilizzando zollette di zucchero. Le fotografie seguenti mostrano la bassa capacità di ritenzione idrica senza l’aggiunta di agenti bagnanti:

Figura 1. Simulazione della ritenzione idrica. L’acqua con un additivo bagnante allo 0,5%viene trattenuta in modo molto più efficace. Ciascuno dei cubetti di zucchero superiori è stato inumidito con 25 gocce di soluzione di irrigazione. Dopo alcuni minuti, si è osservato che l’acqua senza additivi era quasi completamente drenata dalla struttura porosa, mentre le soluzioni EXOwet R erano state completamente trattenute. Ciò indica che anche una piccola aggiunta di tensioattivi all’acqua aumenta significativamente la capacità di ritenzione idrica del suolo. Questo è estremamente importante in condizioni reali, poiché un rapido flusso d’acqua attraverso il profilo del suolo può portare alla lisciviazione dei nutrienti essenziali per la crescita delle piante.

Trattamenti di irrigazione ripetuti con EXOwet R3823 e R3831

Studi precedenti dimostrano chiaramente che irrigare il terreno con soluzioni di agenti bagnanti è significativamente più efficace rispetto all’utilizzo della sola acqua.

Il video qui sotto illustra come ripetuti trattamenti di irrigazione con una soluzione all’1 %di EXOwet R3831 influenzino il tasso di assorbimento dell’acqua durante i successivi cicli di irrigazione con sola acqua:

Video 2. Confronto dei tassi di bagnatura in base al numero di trattamenti
utilizzando una soluzione all’1 %di EXOwet R3831.

Lo studio ha utilizzato vasi di torba biodegradabili che simulano il terreno (sostanza organica del terreno), che sono stati posti in recipienti contenenti acqua senza additivi; il vaso 1 non era stato pre-inumidito con la soluzione EXOwet R3831, il vaso 2 è stato inumidito una volta con la soluzione EXOwet R3831 e poi asciugato, mentre il vaso 3 è stato inumidito due volte con la soluzione EXOwet R3831 e poi asciugato.

Si può osservare che, dopo alcuni minuti, il vaso 1 non assorbe ancora acqua; nel vaso 2, il tasso di assorbimento dell’acqua è moderato; mentre il vaso 3 si sta saturando molto rapidamente (la saturazione completa si è verificata dopo 10 minuti).

La conclusione di questo esperimento è la seguente: la pre-inumidizione del terreno con soluzioni di agenti bagnanti determina un aumento e un’accelerazione dell’assorbimento d’acqua durante i successivi trattamenti di irrigazione. Ciò conferma la validità dell’esecuzione di trattamenti di irrigazione multipli utilizzando soluzioni di agenti bagnanti per il terreno.

Uno studio simile è stato condotto su campioni di terreno reali. Contenitori con fori praticati sul fondo sono stati riempiti con circa 100 g di terriccio universale essiccato; questi sono stati trattati con acqua o soluzioni all’1 %di agenti bagnanti e poi essiccati. I contenitori con il terreno sono stati quindi immersi in capsule di Petri contenenti acqua semplice e sono stati misurati il ​​tempo impiegato e il volume di soluzione assorbita. I risultati sono mostrati nel grafico sottostante:

Figura 3. Confronto tra la velocità di bagnatura e la quantità di acqua assorbita dal terreno precedentemente inumidito con diverse soluzioni di irrigazione. Dallo studio si può concludere che l’uso di agenti bagnanti come additivi all’acqua di irrigazione aumenta non solo la quantità totale di acqua assorbita, ma anche la velocità di assorbimento. Il terreno pre-inumidito con soluzioni EXOwet R assorbe circa 10 volte più acqua nel primo minuto dopo l’irrigazione rispetto al terreno inumidito con sola acqua. L’assorbimento massimo di acqua per EXOwet R viene raggiunto già dopo circa 10-15 minuti, mentre per la sola acqua l’aumento dell’assorbimento è approssimativamente lineare; tuttavia, anche dopo 1 ora, è 1,5 volte inferiore rispetto agli agenti bagnanti.

Riepilogo

Come si evince dalle ricerche condotte, l’utilizzo di tensioattivi, in particolare quelli appartenenti al gruppo degli agenti bagnanti, può produrre effetti significativi e tangibili nel terreno. L’impiego di EXOwet R apporta numerosi vantaggi:

• Attenuare gli effetti negativi associati alla natura idrofobica del suolo.
• Irrigazione del terreno rapida e uniforme.
• Maggiore disponibilità di acqua per la crescita delle piante e la produzione agricola.
• Ritenzione idrica nella zona radicale.
• Prevenzione di fenomeni avversi quali accumulo di acque superficiali, deflusso superficiale ed erosione del suolo.
• Miglioramento generale della salute del suolo.