Jordfuktningsmedel – EXOwet R3823 och EXOwet R3831

Vätbarhet är en parameter som kännetecknar ett materials beteende när det kommer i kontakt med vätskor. Det är en extremt viktig egenskap hos jord, eftersom den avgör dess jordbruksmässiga lämplighet och anger hur den bör fuktas för att uppnå högsta möjliga avkastning med lägsta möjliga vattenförbrukning.

Vätbarheten hos enskilda jordlager påverkar vattenfördelningen inom jordprofilen. När det gäller hydrofoba jordar med låg vätbarhet finns det en risk att vatten ansamlas på deras yta efter kraftigt regn och orsakar ytavrinning, vilket kan leda till miljöskadlig vattenerosion av jorden. Konsekvenserna av detta fenomen inkluderar urlakning av näringsämnen, jordförstöring och, på längre sikt, en minskning av åkermark.

Graden av markens vätbarhet och vattenrörelsen i jorden påverkas av dess egenskaper, såsom kemisk och granulometrisk sammansättning, porositet, andelen lera- och humusfraktioner, mängden organiskt material och mineraler, salthalt, pH, samt externa faktorer: väderförhållanden, temperatur, torka, bränder, markföroreningar, bränsleläckage från jordbruksmaskiner och agrotekniska metoder.

Tensider i jordbevattning

Tensider har traditionellt använts i grödoproduktion och i samband med olika växtskyddsmedel. Deras globala användning inom jordbrukssektorn har dock ökat kraftigt på grund av deras tillämpning som tillsats i bevattningsvatten.

Tensider, som verkar i gränssnittet mellan vatten och jord, minskar ytspänningen hos bevattningsvattnet, vilket gör att det lättare kan tränga in i jorden och fukta den. Detta har en positiv inverkan på vattenanvändningens effektivitet och, på längre sikt, på grödans kvalitet, delvis genom att minska urlakningen av näringsämnen och öka deras upptag av växter.

PCC-gruppen svarar på efterfrågan på jordvätningsmedel genom att erbjuda specialiserade blandningar av nonjoniska tensider – EXOwet R3823 och EXOwet R3831.

Markens förmåga att hålla kvar bevattningsvatten

Hur effektivt jorden håller kvar vatten är avgörande för hur mycket fukt och näringsämnen som faktiskt når rotzonen, snarare än att rinna av eller avdunsta. Denna parameter avgör i hög grad effektiviteten av bevattning, gödsling och jordens allmänna tillstånd. Diagrammet nedan jämför retentionskoefficienterna för olika bevattningslösningar i jorden:

Figur 1. Jämförelse av retentionskoefficienter för vätmedel.

Testet innebar att cirka 60 g av en vätmedelslösning (vatten eller en 1-procentig lösning av ett lämpligt vätmedel) applicerades på cirka 20 g torkad universalplanteringsjord och att mäta hur mycket av lösningen som kvarhölls i jorden. Retentionskapaciteten hos de enskilda bevattningslösningarna jämfördes med en koefficient beräknad enligt formeln:

Fukta rotzonen

Användningen av EXOwet R3823 och R3831 gör att bevattningsvatten kan hållas kvar i de övre jordlagren. En simulering av denna typ av situation visas i videon nedan. Sockerbitar efterliknar jordens makro- och mikroporösa struktur.

Video 1. Simulering av vätning av jordens rotzon.
Vatten som innehåller vätmedel kvarhålls i de övre lagren.

Varje sockerbit ströddes med samma mängd bevattningslösning (15 droppar) och dess rörelse djupare in i den porösa strukturen observerades. Efter några sekunder kan man se att vatten utan tillsatser rinner direkt till det undre lagret, medan vatten med 0,5 %vätmedelstillsats kvarhålls i det övre lagret. Detta illustrerar hur vatten som innehåller tillsatser stannar kvar i jordens rotzon, där det är mycket mer lättillgängligt för växter jämfört med vatten utan tillsatser, som rinner snabbt ner i djupare lager och därmed medför en ytterligare risk för urlakning av näringsämnen.

Vätningsförmåga genom nedsänkning

Vätningskapaciteten hos EXOwet R3823- och R3831-produkterna jämfördes med en referensstandard och vatten som kontrollprov, även detta med hjälp av den interna metoden "Bestämning av vätningskapacitet genom nedsänkning". För detta ändamål användes standardiserade skivor gjorda av rå bomullstricka med en diameter på 30 mm. Bestämningen innebar att mäta vätningstiden , dvs. tiden mellan nedsänkning av bomullsskivan i en 0,5 %lösning och det ögonblick den börjar sjunka. Resultaten sammanfattas i diagrammet nedan:

Figur 2. Jämförelse av vätningstiderna för bomullsskivor med vatten (kontroll) och 0,5 %lösningar av vätmedel.

EXOwet R-lösningar väter bomullsskivorna efter endast cirka 3 minuter, kontrollprovet först efter 4 minuter, medan vatten utan tillsatta vätmedel inte väter skivorna ens 2 timmar efter testets start. Det är därför tydligt att tillsats av tensider är avgörande för att uppnå tillfredsställande vätegenskaper.

Vattenretention i marken

Vattenretention i jorden är ett extremt viktigt fenomen, eftersom det ökar växternas tillgång till vatten och förbättrar jordens motståndskraft mot torka. Användningen av vätmedel vid bevattning ökar jordens vattenhållande kapacitet avsevärt.

För att illustrera vattenhållande kapaciteten hos olika bevattningslösningar utfördes en simulering igen med sockerbitar. Fotografierna nedan visar den låga vattenhållande kapaciteten utan tillsats av vätmedel:

Figur 1. Simulering av vattenretention. Vatten med 0,5 %vätmedelstillsats hålls kvar mycket mer effektivt.

Var och en av de översta sockerbitarna fuktades med 25 droppar bevattningslösning. Efter några minuter observerades att vattnet utan tillsatser nästan helt hade runnit bort från den porösa strukturen, medan EXOwet R-lösningarna hölls kvar helt. Detta indikerar att även en liten tillsats av tensider till vatten avsevärt ökar jordens vattenretentionsförmåga. Detta är extremt viktigt under verkliga förhållanden, eftersom snabbt vattenflöde genom jordprofilen kan leda till urlakning av näringsämnen som är viktiga för växttillväxt.

Upprepade bevattningsbehandlingar med EXOwet R3823 och R3831

Tidigare studier visar tydligt att bevattning av jorden med vätmedelslösningar är betydligt effektivare än att använda enbart vatten.

Videon nedan illustrerar hur upprepade bevattningsbehandlingar med en 1%lösning av EXOwet R3831 påverkar vattenabsorptionshastigheten under efterföljande bevattningscykler med enbart vatten:

Video 2. Jämförelse av vätningshastigheter beroende på antal behandlingar
med en 1%lösning av EXOwet R3831.

Studien använde biologiskt nedbrytbara torvkrukor som simulerade jord (jordorganiskt material), vilka placerades i skålar innehållande vatten utan tillsatser; kruka 1 hade inte förfuktats med EXOwet R3831-lösningen, kruka 2 fuktades en gång med EXOwet R3831-lösningen och torkades sedan, medan kruka 3 fuktades två gånger med EXOwet R3831-lösningen och torkades sedan.

Det kan observeras att kruka 1 fortfarande inte absorberar vatten efter några minuter; i kruka 2 är vattenabsorptionshastigheten måttlig; medan kruka 3 blir mättad mycket snabbt (fullständig mättnad inträffade efter 10 minuter).

Slutsatsen från detta experiment är följande: förfuktning av jorden med vätmedelslösningar resulterar i ökad och accelererad vattenabsorption under efterföljande bevattningsbehandlingar. Detta bekräftar giltigheten av att utföra flera bevattningsbehandlingar med jordfuktningsmedelslösningar.

En liknande studie utfördes på faktiska jordprover. Behållare med hål borrade i botten fylldes med cirka 100 g torkad universaljord; dessa behandlades med vatten eller 1%lösningar av vätmedel och torkades sedan. Behållarna med jord doppades sedan i petriskålar med vanligt vatten, och tiden det tog och volymen av absorberad lösning mättes. Resultaten visas i diagrammet nedan:

Figur 3. Jämförelse av vätningshastigheten och mängden vatten som absorberas av jord som tidigare fuktats med olika bevattningslösningar.

Det kan dras slutsatsen från studien att användningen av vätmedel som tillsatser till bevattningsvatten inte bara ökar den totala mängden absorberat vatten, utan även absorptionshastigheten. Jord som förfuktats med EXOwet R-lösningar absorberar cirka 10 gånger mer vatten under den första minuten efter vattning än jord som enbart fuktats med vatten. Det maximala vattenupptaget för EXOwet R nås så tidigt som efter cirka 10–15 minuter, medan ökningen av upptaget för enbart vatten är ungefär linjär; men även efter 1 timme är den 1,5 gånger lägre än för vätmedlen.

Sammanfattning

Som framgår av den forskning som genomförts kan användningen av tensider, särskilt de från gruppen vätmedel, ge betydande, märkbara effekter i jorden. Användningen av EXOwet R medför många fördelar:

• Mildra de negativa effekterna som är förknippade med jordens hydrofoba natur.
• Snabb och jämn jordbevattning.
• Ökad vattentillgång för växttillväxt och jordbruksproduktion.
• Vattenretention i rotzonen.
• Förebyggande av negativa fenomen som ansamling av ytvatten, ytavrinning och jorderosion.
• Övergripande förbättring av markhälsan.