Zmáčadlá pôdy – EXOwet R3823 a EXOwet R3831

Zmáčateľnosť je parameter charakterizujúci správanie materiálu pri kontakte s kvapalinami. Je to mimoriadne dôležitá vlastnosť pôdy, pretože určuje jej poľnohospodársku vhodnosť a ukazuje, ako by sa mala zvlhčovať, aby sa dosiahli čo najvyššie výnosy s čo najnižšou spotrebou vody.

Zmáčateľnosť jednotlivých vrstiev pôdy ovplyvňuje rozloženie vody v pôdnom profile. V prípade hydrofóbnych pôd s nízkou zmáčateľnosťou existuje riziko hromadenia vody na ich povrchu po silných dažďoch a spôsobenia povrchového odtoku, čo môže viesť k environmentálne škodlivej vodnej erózii pôdy. Dôsledky tohto javu zahŕňajú vyplavovanie živín, degradáciu pôdy a z dlhodobého hľadiska aj zníženie ornej pôdy.

Stupeň zmáčateľnosti pôdy a pohyb vody v pôde sú ovplyvnené jej vlastnosťami, ako je chemické a granulometrické zloženie, pórovitosť, podiel ílových a humusových frakcií, množstvo prítomných organických látok a minerálov, slanosť, pH, ako aj vonkajšími faktormi: poveternostnými podmienkami, teplotou, suchami, požiarmi, kontamináciou pôdy, únikmi paliva z poľnohospodárskych strojov a agrotechnickými postupmi.

Povrchovo aktívne látky v zavlažovaní pôdy

Povrchovo aktívne látky sa tradične používajú v rastlinnej výrobe a spájajú sa s rôznymi prípravkami na ochranu rastlín. Ich globálne používanie v poľnohospodárskom sektore však prudko vzrástlo v dôsledku ich aplikácie ako prísady do závlahovej vody.

Povrchovo aktívne látky, ktoré pôsobia na rozhraní medzi vodou a pôdou, znižujú povrchové napätie závlahovej vody, čo jej umožňuje ľahšie prenikať do pôdy a zvlhčovať ju. To má pozitívny vplyv na efektívnosť využívania vody a z dlhodobého hľadiska aj na kvalitu plodín, čiastočne znížením vyplavovania živín a zvýšením ich príjmu rastlinami.

Skupina PCC reaguje na dopyt po pôdnych zmáčadlách ponukou špecializovaných zmesí neiónových povrchovo aktívnych látok – EXOwet R3823 a EXOwet R3831.

Schopnosť pôdy zadržiavať zavlažovaciu vodu

Účinnosť pôdy v zadržiavaní vody je kľúčová pre to, koľko vlhkosti a živín sa skutočne dostane do koreňovej zóny, namiesto toho, aby odtekali alebo sa odparovali. Tento parameter do značnej miery určuje účinnosť zavlažovania, hnojenia a celkový stav pôdy. Graf nižšie porovnáva retenčné koeficienty rôznych zavlažovacích roztokov v pôde:

Obrázok 1. Porovnanie retenčných koeficientov zmáčovacích roztokov.

Test zahŕňal aplikáciu približne 60 g zmáčacieho roztoku (voda alebo 1 %roztok vhodného zmáčacieho činidla) na približne 20 g sušeného univerzálneho kvetináčového kompostu a meranie množstva roztoku, ktoré sa zadržalo v pôde. Retenčná kapacita jednotlivých závlahových roztokov sa porovnávala pomocou koeficientu vypočítaného podľa vzorca:

Zvlhčenie koreňovej zóny

Použitie EXOwet R3823 a R3831 umožňuje zadržiavanie závlahovej vody v horných vrstvách pôdy. Simulácia tejto situácie je znázornená vo videu nižšie. Cukrové kocky napodobňujú makro- a mikroporéznu štruktúru pôdy.

Video 1. Simulácia zmáčania koreňovej zóny pôdy.
Voda obsahujúca zmáčacie činidlá sa zadržiava v horných vrstvách.

Každá kocka cukru bola posypaná rovnakým množstvom zavlažovacieho roztoku (15 kvapiek) a bol pozorovaný jej pohyb hlbšie do pórovitej štruktúry. Po niekoľkých sekundách je možné vidieť, že voda bez prísad okamžite steká do spodnej vrstvy, zatiaľ čo voda s 0,5 %prísadou zmáčacej látky sa zadržiava v hornej vrstve. To ilustruje, ako voda obsahujúca prísady zostáva v koreňovej zóne pôdy, kde je pre rastliny oveľa ľahšie dostupná v porovnaní s vodou bez prísad, ktorá rýchlo steká do hlbších vrstiev, čím so sebou nesie dodatočné riziko vyplavovania živín.

Zmáčacia schopnosť ponorením

Zmáčacia kapacita produktov EXOwet R3823 a R3831 bola porovnaná s referenčným štandardom a vodou ako kontrolnou vzorkou, tiež s použitím internej metódy „Stanovenie zmáčacej kapacity ponorením“. Na tento účel boli použité štandardizované disky vyrobené zo surovej bavlnenej pleteniny s priemerom 30 mm. Stanovenie zahŕňalo meranie času zmáčania , t. j. času medzi ponorením vatového diska do 0,5 %roztoku a okamihom, kedy sa začne ponárať. Výsledky sú zhrnuté v grafe nižšie:

Obrázok 2. Porovnanie časov zmáčania vatových diskov vodou (kontrola) a 0,5 %roztokmi zmáčacími činidlami.

Roztoky EXOwet R zmáčajú vatové disky už po približne 3 minútach, kontrolná vzorka až po 4 minútach, zatiaľ čo voda bez pridaných zmáčacími činidlami disky nezmáčajú ani 2 hodiny po začiatku testu. Je preto zrejmé, že pridanie povrchovo aktívnych látok je nevyhnutné na dosiahnutie uspokojivých zmáčacich vlastností.

Zadržiavanie vody v pôde

Zadržiavanie vody v pôde je mimoriadne dôležitý jav, pretože zvyšuje dostupnosť vody pre rastliny a zlepšuje odolnosť pôdy voči suchu. Použitie zmáčadiel pri zavlažovaní výrazne zvyšuje schopnosť pôdy zadržiavať vodu.

Na ilustráciu schopnosti rôznych zavlažovacích roztokov zadržiavať vodu bola opäť vykonaná simulácia s použitím kociek cukru. Fotografie nižšie znázorňujú nízku schopnosť zadržiavať vodu bez pridania zmáčadiel:

Obrázok 1. Simulácia zadržiavania vody. Voda s 0,5 %prísadou zmáčadla sa zadržiava oveľa efektívnejšie.

Každá z vrchných kociek cukru bola navlhčená 25 kvapkami zavlažovacieho roztoku. Po niekoľkých minútach sa pozorovalo, že voda bez prísad takmer úplne odtekla z pórovitej štruktúry, zatiaľ čo roztoky EXOwet R boli úplne zadržané. To naznačuje, že aj malé pridanie povrchovo aktívnych látok do vody výrazne zvyšuje schopnosť pôdy zadržiavať vodu. To je v reálnych podmienkach mimoriadne dôležité, pretože rýchly prietok vody cez pôdny profil môže viesť k vyplavovaniu živín nevyhnutných pre rast rastlín.

Opakované zavlažovacie ošetrenia s použitím EXOwet R3823 a R3831

Predchádzajúce štúdie jasne ukazujú, že zavlažovanie pôdy pomocou roztokov zmáčadiel je výrazne účinnejšie ako použitie samotnej vody.

Video nižšie ilustruje, ako opakované zavlažovacie ošetrenia s použitím 1 %roztoku EXOwet R3831 ovplyvňujú rýchlosť absorpcie vody počas nasledujúcich zavlažovacích cyklov s použitím samotnej vody:

Video 2. Porovnanie rýchlosti zmáčania v závislosti od počtu ošetrení
s použitím 1%roztoku EXOwet R3831.

V štúdii sa použili biologicky odbúrateľné rašelinové kvetináče simulujúce pôdu (organické látky v pôde), ktoré boli umiestnené v miskách obsahujúcich vodu bez prísad; kvetináč 1 nebol vopred navlhčený roztokom EXOwet R3831, kvetináč 2 bol raz navlhčený roztokom EXOwet R3831 a potom vysušený, zatiaľ čo kvetináč 3 bol dvakrát navlhčený roztokom EXOwet R3831 a potom vysušený.

Je možné pozorovať, že po niekoľkých minútach kvetináč 1 stále neabsorbuje vodu; v kvetináči 2 je rýchlosť absorpcie vody stredná; zatiaľ čo kvetináč 3 sa veľmi rýchlo nasýti (úplné nasýtenie nastalo po 10 minútach).

Záver z tohto experimentu je nasledovný: predvlhčenie pôdy roztokmi zmáčadla vedie k zvýšenej a urýchlenej absorpcii vody počas následných zavlažovacích ošetrení. Toto potvrdzuje platnosť vykonávania viacerých zavlažovacích ošetrení s použitím roztokov zmáčadiel pôdy.

Podobná štúdia sa uskutočnila na skutočných vzorkách pôdy. Nádoby s vyvŕtanými otvormi v dne boli naplnené približne 100 g vysušeného univerzálneho kvetinového kompostu; tieto boli ošetrené vodou alebo 1 %roztokmi zmáčadiel a potom vysušené. Nádoby s pôdou boli potom ponorené do Petriho misiek obsahujúcich čistú vodu a bol zmeraný čas a objem absorbovaného roztoku. Výsledky sú znázornené v grafe nižšie:

Obrázok 3. Porovnanie rýchlosti zmáčania a množstva vody absorbovanej pôdou predtým navlhčenou rôznymi závlahovými roztokmi.

Zo štúdie možno vyvodiť záver, že použitie zmáčacíc ako prísad do závlahovej vody zvyšuje nielen celkové množstvo absorbovanej vody, ale aj rýchlosť absorpcie. Pôda vopred navlhčená roztokmi EXOwet R absorbuje v prvej minúte po zaliatí približne 10-krát viac vody ako pôda navlhčená iba vodou. Maximálna absorpcia vody pri EXOwet R sa dosiahne už približne po 10 – 15 minútach, zatiaľ čo pri samotnej vode je nárast absorpcie približne lineárny; avšak aj po 1 hodine je 1,5-krát nižšia ako pri zmáčacich látkach.

Zhrnutie

Ako vyplýva z vykonaného výskumu, použitie povrchovo aktívnych látok, najmä tých zo skupiny zmáčadiel, môže mať v pôde významné a badateľné účinky. Použitie EXOwet R prináša mnoho výhod:

• Zmiernenie negatívnych účinkov spojených s hydrofóbnou povahou pôdy.
• Rýchle a rovnomerné zavlažovanie pôdy.
• Zvýšená dostupnosť vody pre rast rastlín a poľnohospodársku produkciu.
• Zadržiavanie vody v koreňovej zóne.
• Prevencia nepriaznivých javov, ako je akumulácia povrchovej vody, povrchový odtok a erózia pôdy.
• Celkové zlepšenie zdravia pôdy.