Средства для увлажнения почвы — EXOwet R3823 и EXOwet R3831

Увлажняемость — это параметр, характеризующий поведение материала при взаимодействии с жидкостями. Это чрезвычайно важная характеристика почвы, поскольку она определяет её сельскохозяйственную ценность и указывает, как следует проводить её увлажнение, чтобы получить максимально высокие урожаи при минимальном расходе воды.

Смачиваемость отдельных слоев почвы влияет на распределение воды в почвенном профиле. Для гидрофобных почв с низкой увлажнимостью существует риск скопления воды на их поверхности после обильных осадков и поверхностного стока, что может вызвать неблагоприятную для окружающей среды водную эрозию почвы. Результатом этого явления является вымывание питательных веществ, деградация почвы, а в дальнейшей перспективе — сокращение площади пахотных земель.

На степень увлажнимости почвы и движение воды в почве влияют такие её свойства, как химический и гранулометрический состав, пористость, доля глинистых фракций и гумуса, количество содержащегося в ней органического вещества и минералов, засоленность, pH, а также внешние факторы: погодные условия, температура, засухи, пожары, загрязнение почвы, утечки топлива из сельскохозяйственной техники или агротехнические мероприятия.

Поверхностно-активные вещества в орошении почвы

Поверхностно-активные вещества в растениеводстве традиционно применялись и ассоциировались с различными препаратами средств защиты растений. Однако их глобальное использование в агропромышленности резко возросло в связи с применением в качестве добавки к воде для орошения.

Поверхностно-активные вещества, воздействуя на границе раздела фаз между водой и почвой, снижают поверхностное натяжение оросительной жидкости, что позволяет ей легче проникать в почву и увлажнять её. Это положительно сказывается на эффективности использования воды и, в долгосрочной перспективе, на качестве урожая, в том числе за счёт снижения вымывания питательных веществ и повышения их усвоения растениями.

Группа PCC удовлетворяет спрос на средства для увлажнения почвы, предлагая использовать специальные смеси неионогенных поверхностно-активных веществ — EXOwet R3823 и EXOwet R3831.

Способность удерживать поливной раствор в почве

То, насколько эффективно почва удерживает воду, имеет решающее значение для того, сколько влаги и питательных веществ фактически поступает в корневую зону, а не стекает или испаряется. Этот параметр в значительной степени определяет эффективность орошения, удобрения и общее состояние почвы. На приведённом ниже графике сравниваются коэффициенты удержания различных поливных растворов почвой:

График 1 . Сравнение коэффициентов удержания увлажняющих растворов.

Исследование заключалось в нанесении примерно 60 г увлажняющего раствора (воды или 1 %-ного раствора соответствующего увлажнителя) на примерно 20 г высушенной универсальной почвы и измерении количества раствора, удерживаемого в почве. Способность удерживать влагу отдельных увлажняющих растворов сравнивали с использованием коэффициента, определяемого по формуле:

Увлажнение корневой зоны

Использование EXOwet R3823 и R3831 позволяет удерживать воду для орошения в верхних слоях почвы. Моделирование подобной ситуации показано на видео ниже. Кубики сахара имитируют макро- и микропористую структуру почвы.

Видео 1. Моделирование увлажнения корневой зоны почвы.
Вода с добавлением увлажнителей удерживается в верхних слоях.

Каждый кубик был сбрызнут одинаковым количеством оросительного раствора (15 капель), после чего наблюдали за его проникновением вглубь пористой структуры. Через несколько секунд можно заметить, что вода без добавок мгновенно проникает в нижний слой, тогда как вода с 0,5% добавкой смачивающих веществ задерживается в верхнем слое. Это иллюстрирует удержание воды с добавками в корневой зоне почвы, где она гораздо лучше доступна для растений по сравнению с водой без добавок, которая быстро проникает в более глубокие слои, что, кроме того, создает риск вымывания питательных веществ.

Смочительная способность при погружении

Смочительные способности продуктов EXOwet R3823 и R3831 сравнивали с эталоном и водой в качестве контрольного образца также с помощью внутреннего метода «Определение способности к смачиванию путем погружения». Для этого использовались стандартизированные диски из необработанного хлопкового трикотажа диаметром 30 мм. Определение заключалось в измерении времени смачивания, то есть времени между погружением хлопкового диска в 0,5 %-ный раствор и моментом, когда он начинает тонуть. Результаты представлены на приведенном ниже графике:

График 2 . Сравнение времени смачивания хлопковых дисков водой (контроль) и 0,5 %-ными растворами смачивающих веществ.

Растворы EXOwet R смачивают хлопковые диски уже примерно через 3 минуты, контрольный образец — только через 4 минуты, тогда как вода без добавления смачивающих веществ не смачивает диски даже через 2 часа после начала исследования. Таким образом, видно, что добавление поверхностно-активных веществ необходимо для получения удовлетворительных смачивающих свойств.

Удержание воды в почве

Удержание воды в почве является чрезвычайно важным явлением, поскольку способствует увеличению доступности воды для растений и повышению устойчивости почвы к засухе. Использование увлажняющих средств при орошении значительно повышает водоудерживающую способность почвы.

Чтобы наглядно продемонстрировать способность удерживать различные ирригационные растворы, было повторно проведено моделирование на кубиках сахара. На приведенных ниже фотографиях запечатлена незначительная способность удерживать воду без добавления увлажнителей:

Рисунок 1. Моделирование удержания воды. Вода с 0,5% добавкой смачивающих веществ удерживается значительно лучше.

Каждый из верхних кубиков был смочен 25 каплями оросительного раствора. Через несколько минут было отмечено почти полное вытекание воды без добавок из пористой структуры, при этом растворы EXOwet R были полностью удержаны. Это указывает на то, что даже небольшое добавление поверхностно-активных веществ в воду значительно повышает способность почвы удерживать воду. Это чрезвычайно важно в реальных условиях, поскольку быстрый проток воды через почвенный профиль может привести к вымыванию питательных веществ, необходимых растениям для роста.

Повторные поливы с использованием EXOwet R3823 и R3831

Из предыдущих исследований ясно следует, что орошение почвы с использованием растворов смачивающих веществ значительно эффективнее, чем с использованием одной только воды.

На видео ниже показано, как многократные поливы 1%-ным раствором EXOwet R3831 влияют на скорость поглощения воды при последующих поливах чистой водой:

Видео 2. Сравнение скорости увлажнения в зависимости от количества обработок
с использованием 1% раствора EXOwet R3831.

Для исследования использовались биоразлагаемые торфяные горшки, имитирующие почву (почвенное органическое вещество), которые были помещены в чашки с водой без добавок, при этом горшок 1 предварительно не увлажнялся раствором EXOwet R3831, горшок 2 был увлажнён один раз раствором EXOwet R3831, а затем высушен, а горшок 3 был увлажнён раствором EXOwet R3831 дважды, а затем высушен.

Можно заметить, что горшок 1 через несколько минут по-прежнему не впитывает воду, в горшке 2 скорость впитывания воды умеренная, тогда как горшок 3 увлажняется очень быстро (через 10 минут произошло полное увлажнение).

Вывод из представленного эксперимента следующий: предварительное увлажнение почвы растворами увлажнителей приводит к усилению и ускорению поглощения воды при последующих поливах. Это подтверждает целесообразность проведения нескольких поливов с использованием растворов увлажнителей почвы.

Аналогичное исследование было проведено на реальных образцах почвы. В контейнеры с отверстиями, просверленными в дне, поместили по примерно 100 г пересушенной универсальной почвы, обработали водой или 1 %-ными растворами смачивающих веществ и высушили. Затем емкости с почвой погрузили в чашки с водой без добавок и измерили время и количество поглощенного раствора. Полученные результаты представлены на следующем графике:

График 3. Сравнение скорости увлажнения и количества воды, впитанной почвой, предварительно увлажненной различными ирригационными растворами.

Из проведенного исследования можно сделать вывод, что использование увлажняющих средств в качестве добавок к оросительной воде увеличивает не только общее количество поглощенной воды, но и скорость поглощения. Почва, предварительно увлажненная растворами EXOwet R, поглощает примерно в 10 раз больше воды в первую минуту после полива, чем почва, увлажненная одной только водой. Максимальная скорость впитывания для EXOwet R достигается уже примерно через 10–15 минут, тогда как для самой воды рост скорости впитывания является приблизительно линейным, но даже через 1 час она в 1,5 раза меньше, чем для увлажнителей.

Заключение

Как видно из проведенных исследований, применение поверхностно-активных веществ, в частности смачивателей, может давать значительные, заметные эффекты в почве. Использование EXOwet R дает множество преимуществ:

• Устранение негативных последствий, связанных с гидрофобными свойствами почвы.
• Быстрое и равномерное увлажнение почвы.
• Повышение доступности воды для роста растений и сельскохозяйственного производства.
• Задержание воды в корневой зоне.
• Предотвращение неблагоприятных явлений, таких как скопление воды на поверхности, поверхностный сток и эрозия почвы.
• Общее улучшение состояния почвы.