How does soil salinity affect plant growth？

Comment la salinité du sol affecte-t-elle la croissance des plantes？ ?

When it comes to "saline-alkali land", I believe most of you will think of a question like this reflexively: Is saline soil acidic?

Lorsqu'il est question de "terres salines et alcalines", je pense que la plupart d'entre vous se posent la question suivante par réflexe : Un sol salin est-il acide ?

When it comes to "saline-alkali land", I believe most of you will think of a question like this reflexively:

Is saline soil acidic?

What grows saline soil?

And after this two, how to improve it?

"How do plants living in saline soil?"

Are alkaline soils salty?

Is saline soil acidic?

What grows saline soil?

And after this two, how to improve it?

Are alkaline soils salty?

What is saline and alkaline land?

To understand it easily we can put it in an easy way: Saline-alkali land is land with excessive saline-alkali content, which directly inhibits or harms plant growth.And how does this situation happen? For the reasons of it, I want to quote the word from Cheng Weixin who is an expert engaged in saline-alkali land treatment at the Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research of the Chinese Academy of Sciences. His description was concise and clear, it can be summed up in three words which are: ” High” , “ Large ” and “Accumulation ”. "High" means that with groundwater level getting higher, the salt in the groundwater rises with the water level and accumulates in the soil; "Large" means that the water in the soil evaporates greatly, which promotes the upward movement and accumulation of salt in the groundwater ; " Accumulation " refers to the accumulation of salt (alkali), which eventually reaches a certain concentration (such as unreasonable application of fertilizers, resulting in an increase in the amount of salt/ alkali in the soil), forming saline-alkali land.

Why need saline-alkali to be improved?

First let me introduce a concept to you - Cultivated Land Reserves.Soil salinity effects on plant growth.It means that some of the non-cultivated land resources can be improved into cultivated land resources through specific technologies.As we all know, human is the foundation of a nation, and food is the foundation of human. So food sufficiency is the most vital factor for people’s life as well as economic and social development. So the cultivated land is the fundamental guarantee of food security. However, with the increase of the world population, as well as the abuse and destruction of cultivated land resources by human activities, the shortage of cultivated land resources has become one of the most serious resource problems that the world facing.Here, we take China as an example. China has large population and considerable arable land, yet less per capita arable land resources. Based on official statistics of 2021, China's total cultivated land was 1.3146 billion hectares, which ranks fourth globally. However, China's per capita cultivated land area is only 0.7 hectare which is far below the world average.

For the purpose of improving the situation and achieve a breakthrough, it is necessary to achieve "expenditure-reducing and new resource-detecting". Which means that while protecting existing cultivated land resources, strengthen the improvement, meanwhile it is also important to develop and rational use of "new cultivated land". The "new cultivated land" here is exactly the Cultivated Land Reserves.Cultivated Land Reserve is an important basis for the implementation of land reclamation, which is closely related to the strict protection of the redline of cultivated land, efficient use of land resources and ensuring food security, etc.As one of the main backup land resources which is suitable for developing into arable land, saline-alkali land has always been one of the main resources of Cultivated Land Reserve.According to the incomplete statistics of UNESCO and FAO, the area of saline-alkali land in the world is nearly 1 billion hectares, of which China has about 1 hundred million hectares, ranking third among the top ten countries. The effective improvement and rational utilization of the arable land resources will reverse the shortage of arable land resources in China as well as in the whole world. In the meantime it will contribute to increasing yield, ensuring food security and building effective agriculture.

Above all, you can see clearly the importance of improving saline-alkali land.

How to Remedy saline-alkali land?

Understanding the definition and causes of saline-alkali land is the starting point for improving saline-alkali land. Now let’s see how to improve saline-alkali land:"Water" is the most critical factor. It is not only the medium of salt accumulation or alkalization of soil, but also the driving force of soil desalination or dealkalization. Therefore, reducing the evaporation loss of saline-alkali soil and increasing the moisture of saline-alkali soil are one of the effective ways to improve saline-alkali land.At the same time, improving the fertility retention of saline-alkali land is also a good way to effectively improve the condition of it. The ultimate goal of improving saline-alkali land is to turn saline-alkali land into good arable land, so as to achieve higher and stable yields. For this purpose, we must start from two aspects - one is desalination and dealkalization, the other is improving soil fertility. Without desalination and dealkalization, the soil cannot be fertilized and the potential fertility of the soil cannot be exerted. The result is that the yield cannot be guaranteed; without fertilizing the soil, the physical and chemical properties of the soil cannot be further improved, the desalination and dealkalization effect cannot be consolidated, the higher yield cannot be achieved. It can be seen that these two factors are closely related and they are the ways to build high and stable yield fields.

It is a long-term task to develop the effective way to improve saline-alkali land. Today, a variety of effective methods have been explored, such as washing salt, land clearance, and increasing the application of organic fertilizers. Among them, soil water-retaining agents, as one kind of super absorbent polymer (SAP) with good water-absorbing and water-retaining capacity, are widely used in the field of agriculture. SAP can absorb a large amount of water, release water slowly, and repeatedly absorb when environmental factors change (the degree of drought of soil, etc). Many scientific researchers carry out soil improvement by adding water-retaining agents to soil to increase water content, increase water and fertilizer retention capacity of soil, and improve soil structure. Therefore, soil water-retaining agent allows people to see its potential in saline-alkali land improvement, and provides a possibility for the development and utilization of new land resources.

What plants grow best in alkaline soil？Do tomato plants like acid or alkaline soil？Plants for dry shade alkaline soil？Let's explore the answer together.

Qingdao SOCO New Materials Co., Ltd. (hereinafter referred to as "SOCO") is a high-tech enterprise specializing in the research, development, production and sales of super absorbent polymer (SAP). SOCO has always been deeply focused on developing the technology of soil water-retaining hydrogel. So far it has developed a series of soil water-retaining crystals products called “SOCO® Polymer” which have solved many agricultural problems all over the world, such as increasing yield, saving irrigation water, improving soil condition, saving labor cost, etc. In addition to achieving better effect of water-saving and yield-increasing, it has also devoted to the field of improving saline-alkali land through developing new model of SOCO® Polymer.

In September 2020, SOCO’s R&D Laboratory officially launched the development project of Saline-alkali Resistant SOCO® Polymer. At the beginning of the project, SOCO's R&D team discussed and summarized the difficulties in the research and development of saline-alkali-resistant soil super absorbent polymer at this stage: the water absorption capacity of agricultural hydrogel prepared by the existing technology can be highly damaged in saline-alkali land (with high salt content), so it can easily cause the dilemma of "high input but low yield".Among them, Ca2+, Mg2+ and other ions in the saline-alkali soil have a great influence on the water absorption performance of superabsorbent polymers This is because the osmotic pressure inside and outside the network of the soil water retaining gel resin strictly holds the absorption efficiency of the it. As the ionic strength in the solution increases, the osmotic pressure inside and outside the network decreases, and the screening effect of Mg2+ and Ca2+ on anionic groups (carboxylate and sulfonate) is more obvious, which leads to the decrease of absorption efficiency.

At the same time, in different cationic salt solutions with the same concentration, the absorption efficiency of super absorbent polymer sap decreased significantly with the increase of the number of charges carried by the cations. It was because the complexing ability of the carboxylic acid groups on the superabsorbent composite network could induce Divalent ions form intramolecular and intermolecular complexes, thereby affecting the water absorption properties of the super absorption polymer After finding the difficulties, next step is "precise strike". In order to improve the salt resistance of new model of SOCO® Polymer, the R&D team of SOCO has adopted the more advanced aqueous solution polymerization preparation method to prepare the Saline-alkali Resistant SOCO® Polymer through a lots of experiments.The aqueous solution polymerization method mainly polymerizes the monomers, crosslinking agents and initiators in the aqueous phase. Its advantages lie in the low viscosity of the entire polymerization system, uniform mass and heat transfer between components, easy temperature control during the reaction process, high initiator use efficiency, relatively uniform molecular weight of the product, safety and no pollution, and simple post-processing.

Nowadays Saline-alkali Resistant SOCO® Polymer developed in this project has achieved a water absorption rate of 700 times in deionized water, and a water absorption rate of more than 100 times in 0.9% salt water.

In addition, from the analysis of the preparation of raw materials, the cost of Saline-alkali Resistant SOCO® Polymer developed by SOCO is comparable to that of the existing products in the market. Considering product effect, Saline-alkali Resistant SOCO® Polymer of this project can be priced at about at least 2 times that of the common natural super absorbent polymer in current market.

At present, the development project pf Saline-alkali Resistant SOCO® Polymer is still in progress, and is moving towards a higher goal. In that case, we are making further improvements in the production process to further improve the salinity and alkali resistance of the product. At the same time, the experimental was also carried out to test the product performance on the farmland.

It is foreseeable that, a new safe and eco-friendly agricultural technology with simple using instruction, will increases yield and saves water. Agriculture super absorbent polymer will become one of the key methods to solve the core problems of agriculture for a long time in the future. The development of saline-alkali-tolerant superabsorbent polymers with better comprehensive performance, has great significance to solve the food crisis caused by insufficient arable land. It can also expand the application of superabsorbent polymers in the future and fill the market gap of saline-alkali- resistant superabsorbent polymers. As a leading brand in the global soil Potassium Polyacrylate industry, SOCO gathers scientific research strength, always sticks to the R & D of soil potassium polyacrylate technology, and actively explores more possibilities of it in the agricultural field. In the future, not only Saline-alkali Resistant SOCO® Polymer, SOCO will propose more solutions for problems and difficulties in modern agriculture, so as to promote the development of green agriculture, contribute our effort in protecting the global food security.

Lorsqu'il est question de "terres salines et alcalines", je pense que la plupart d'entre vous se posent la question suivante par réflexe :

Un sol salin est-il acide ?

Qu'est-ce qui pousse sur un sol salin ?

Et après cela, comment l'améliorer ?

"Comment les plantes vivent-elles dans un sol salin ?

Les sols alcalins sont-ils salés ?

Les sols salins sont-ils acides ?

Qu'est-ce qui pousse dans les sols salins ?

Et après cela, comment l'améliorer ?

Les sols alcalins sont-ils salés ?

Qu'est-ce qu'une terre saline et alcaline ?

Pour le comprendre facilement, nous pouvons l'expliquer d'une manière simple : Les terres salines et alcalines sont des terres dont la teneur en sel et en alcali est excessive, ce qui inhibe ou nuit directement à la croissance des plantes Pour le savoir, je citerai les propos de Cheng Weixin, expert en traitement des terres salines-alcalines à l'Institut des sciences géographiques et de la recherche sur les ressources naturelles de l'Académie chinoise des sciences. Sa description était concise et claire, elle peut être résumée en trois mots qui sont : " élevé ", " important " et " accumulation ". " Élevé " signifie que le niveau des eaux souterraines s'élève avec le niveau de l'eau et s'accumule dans le sol ; " Important " signifie que l'eau du sol s'évapore beaucoup, ce qui favorise le mouvement ascendant et l'accumulation de sel dans les eaux souterraines ; " Accumulation " fait référence à l'accumulation de sel (alcali), qui finit par atteindre une certaine concentration (comme l'application déraisonnable d'engrais, entraînant une augmentation de la quantité de sel/alcali dans le sol), formant ainsi des terres salines-alcalines.

Pourquoi faut-il améliorer les terres salines-alcalines ?

Permettez-moi tout d'abord de vous présenter un concept : les réserves de terres cultivées.La salinité du sol a des effets sur la croissance des plantes.Cela signifie que certaines ressources terrestres non cultivées peuvent être transformées en ressources terrestres cultivées grâce à des technologies spécifiques.Comme nous le savons tous, l'être humain est le fondement d'une nation, et la nourriture est le fondement de l'être humain. Comme nous le savons tous, l'homme est le fondement d'une nation et la nourriture est le fondement de l'homme. La suffisance alimentaire est donc le facteur le plus vital pour la vie des gens ainsi que pour le développement économique et social. Les terres cultivées sont donc la garantie fondamentale de la sécurité alimentaire. Cependant, avec l'augmentation de la population mondiale, ainsi que l'abus et la destruction des ressources en terres cultivées par les activités humaines, la pénurie de ressources en terres cultivées est devenue l'un des problèmes de ressources les plus graves auxquels le monde est confronté. La Chine a une population importante et des terres arables considérables, mais moins de ressources en terres arables par habitant. D'après les statistiques officielles de 2021, la superficie totale des terres cultivées de la Chine était de 1,3146 milliard d'hectares, ce qui la place au quatrième rang mondial. Toutefois, la superficie des terres cultivées par habitant n'est que de 0,7 hectare, ce qui est bien inférieur à la moyenne mondiale.

Pour améliorer la situation et réaliser une percée, il est nécessaire de "réduire les dépenses et de détecter de nouvelles ressources". Cela signifie que tout en protégeant les ressources existantes en terres cultivées, en renforçant l'amélioration, il est également important de développer et d'utiliser rationnellement les "nouvelles terres cultivées". La réserve de terres cultivées est une base importante pour la mise en œuvre de la récupération des terres, qui est étroitement liée à la protection stricte de la ligne rouge des terres cultivées, à l'utilisation efficace des ressources foncières et à la garantie de la sécurité alimentaire, etc.Selon les statistiques incomplètes de l'UNESCO et de la FAO, la superficie des terres salines-alcalines dans le monde s'élève à près d'un milliard d'hectares, dont la Chine possède environ 100 millions d'hectares, ce qui la place au troisième rang des dix premiers pays. L'amélioration efficace et l'utilisation rationnelle des ressources en terres arables permettront d'inverser la tendance à la pénurie de ressources en terres arables en Chine et dans le monde entier. Dans le même temps, elles contribueront à augmenter les rendements, à garantir la sécurité alimentaire et à mettre en place une agriculture efficace.

Par-dessus tout, vous pouvez voir clairement l'importance de l'amélioration des terres salines et alcalines.

Comment remédier à la salinité des terres ?

Comprendre la définition et les causes de la salinité des terres alcalines est le point de départ pour améliorer la salinité des terres alcalines. Voyons maintenant comment améliorer les terres salines-alcalines : "L'eau" est le facteur le plus critique. Elle n'est pas seulement le support de l'accumulation de sel ou de l'alcalinisation du sol, mais aussi la force motrice de la désalinisation ou de la désalcalinisation du sol. Par conséquent, la réduction de la perte par évaporation du sol salin-alcalin et l'augmentation de l'humidité du sol salin-alcalin constituent l'un des moyens efficaces d'améliorer les terres salines-alcalines. L'objectif ultime de l'amélioration des terres salines-alcalines est de les transformer en bonnes terres arables, afin d'obtenir des rendements plus élevés et plus stables. Pour ce faire, nous devons commencer par deux aspects : d'une part, le dessalement et la désalcalinisation et, d'autre part, l'amélioration de la fertilité des sols. Sans désalinisation et désalcalinisation, le sol ne peut pas être fertilisé et la fertilité potentielle du sol ne peut pas être exploitée. Il en résulte que le rendement ne peut être garanti ; sans fertilisation du sol, les propriétés physiques et chimiques du sol ne peuvent être améliorées, l'effet du dessalement et de la désalcalinisation ne peut être consolidé, le rendement plus élevé ne peut être atteint. On peut constater que ces deux facteurs sont étroitement liés et qu'ils constituent les moyens de construire des champs à rendement élevé et stable.

Le développement d'une méthode efficace pour améliorer les terres salines et alcalines est une tâche de longue haleine. Aujourd'hui, diverses méthodes efficaces ont été explorées, telles que le lavage du sel, le défrichage et l'augmentation de l'application d'engrais organiques. Parmi ces méthodes, les agents de rétention de l'eau du sol, qui sont des polymères super absorbants (SAP) dotés d'une bonne capacité d'absorption et de rétention de l'eau, sont largement utilisés dans le domaine de l'agriculture. Les SAP peuvent absorber une grande quantité d'eau, la libérer lentement et l'absorber à nouveau lorsque les facteurs environnementaux changent (degré de sécheresse du sol, etc.). De nombreux chercheurs scientifiques améliorent les sols en y ajoutant des agents de rétention de l'eau afin d'augmenter la teneur en eau, d'accroître la capacité de rétention de l'eau et des engrais et d'améliorer la structure du sol. Par conséquent, l'agent de rétention de l'eau du sol permet aux gens de voir son potentiel dans l'amélioration des terres salines et alcalines, et offre une possibilité de développement et d'utilisation de nouvelles ressources foncières.

Quelles sont les plantes qui poussent le mieux dans un sol alcalin？Les plants de tomates aiment-ils un sol acide ou alcalin？Les plantes pour un sol alcalin à l'ombre sèche？Explorons la réponse ensemble.

Qingdao SOCO New Materials Co, Ltd. (ci-après dénommée "SOCO") est une entreprise de haute technologie spécialisée dans la recherche, le développement, la production et la vente de polymères super absorbants (SAP). SOCO s'est toujours concentrée sur le développement de la technologie des hydrogels retenant l'eau du sol. Jusqu'à présent, elle a développé une série de cristaux retenant l'eau du sol, appelés "SOCO® Polymer", qui ont permis de résoudre de nombreux problèmes agricoles dans le monde entier, tels que l'augmentation des rendements, l'économie d'eau d'irrigation, l'amélioration de l'état du sol, l'économie de main-d'œuvre, etc. En plus d'obtenir de meilleurs résultats en matière d'économie d'eau et d'augmentation des rendements, l'entreprise s'est également consacrée à l'amélioration des terres salines et alcalines en développant un nouveau modèle de SOCO® Polymer.

En septembre 2020, le laboratoire de R&D de SOCO a officiellement lancé le projet de développement du polymère SOCO® résistant à la salinité et à l'alcali. Au début du projet, l'équipe R&D de SOCO a discuté et résumé les difficultés de la recherche et du développement du polymère super absorbant pour sol résistant à la salinité et à l'alcalinité à ce stade : la capacité d'absorption de l'eau de l'hydrogel agricole préparé par la technologie existante peut être fortement endommagée dans les terres salino-alcalines (à forte teneur en sel), de sorte qu'elle peut facilement causer le dilemme de " l'apport élevé mais du faible rendement ".Parmi eux, Ca2+, Mg2+ et d'autres ions présents dans les sols salins et alcalins ont une grande influence sur la performance d'absorption de l'eau des polymères superabsorbants, car la pression osmotique à l'intérieur et à l'extérieur du réseau de la résine de gel retenant l'eau du sol détermine strictement l'efficacité d'absorption de celle-ci. Lorsque la force ionique de la solution augmente, la pression osmotique à l'intérieur et à l'extérieur du réseau diminue, et l'effet de filtrage de Mg2+ et Ca2+ sur les groupes anioniques (carboxylate et sulfonate) est plus évident, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité d'absorption.

Parallèlement, dans différentes solutions de sels cationiques de même concentration, l'efficacité d'absorption de la sève de polymère super absorbant diminue de manière significative avec l'augmentation du nombre de charges portées par les cations. Cela s'explique par le fait que la capacité de complexation des groupes d'acide carboxylique sur le réseau composite superabsorbant peut induire la formation de complexes intramoléculaires et intermoléculaires d'ions Divalents, ce qui affecte les propriétés d'absorption d'eau du polymère superabsorbant Après avoir identifié les difficultés, l'étape suivante consiste à "frapper avec précision". Afin d'améliorer la résistance au sel du nouveau modèle de polymère SOCO®, l'équipe R&D de SOCO a adopté la méthode plus avancée de préparation par polymérisation en solution aqueuse pour préparer le polymère SOCO® résistant à la salinité et à l'alcalinité à travers de nombreuses expériences. Ses avantages résident dans la faible viscosité de l'ensemble du système de polymérisation, le transfert uniforme de masse et de chaleur entre les composants, le contrôle facile de la température pendant le processus de réaction, l'efficacité élevée de l'utilisation de l'initiateur, le poids moléculaire relativement uniforme du produit, la sécurité et l'absence de pollution, ainsi que la simplicité du post-traitement.

Aujourd'hui, le polymère SOCO® résistant à la salinité et à l'alcali mis au point dans le cadre de ce projet a atteint un taux d'absorption de l'eau de 700 fois dans l'eau désionisée et un taux d'absorption de l'eau de plus de 100 fois dans l'eau salée à 0,9 %.

En outre, d'après l'analyse de la préparation des matières premières, le coût du polymère SOCO® résistant à l'eau salée et à l'alcali développé par SOCO est comparable à celui des produits existants sur le marché. Compte tenu de l'effet produit, le prix du polymère SOCO® résistant à la salinité et à l'alcalinité développé dans le cadre de ce projet peut être au moins deux fois plus élevé que celui du polymère super absorbant naturel courant sur le marché actuel.

À l'heure actuelle, le projet de développement du polymère SOCO® résistant à la salinité et à l'alcalinité est toujours en cours et se rapproche d'un objectif plus élevé. Dans ce cas, nous apportons de nouvelles améliorations au processus de production afin de renforcer la résistance à la salinité et à l'alcali du produit. Dans le même temps, des expériences ont été menées pour tester les performances du produit sur les terres agricoles.

Il est prévisible qu'une nouvelle technologie agricole sûre et respectueuse de l'environnement, avec un mode d'emploi simple, permettra d'augmenter le rendement et d'économiser l'eau. Le polymère super absorbant pour l'agriculture deviendra l'une des méthodes clés pour résoudre les problèmes fondamentaux de l'agriculture pendant une longue période à l'avenir. La mise au point de polymères superabsorbants tolérants à la salinité et à l'alcali, dotés de meilleures performances globales, revêt une grande importance pour résoudre la crise alimentaire causée par l'insuffisance des terres arables. Il peut également élargir l'application des polymères superabsorbants à l'avenir et combler les lacunes du marché des polymères superabsorbants résistants à la salinité et à l'alcalinité. En tant que marque leader dans l'industrie mondiale du polyacrylate de potassium pour sol, SOCO rassemble des forces de recherche scientifique, s'en tient toujours à la recherche et au développement de la technologie du polyacrylate de potassium pour sol et explore activement davantage de possibilités dans le domaine de l'agriculture. À l'avenir, SOCO proposera non seulement le polymère SOCO® résistant à la salinité et à l'alcali, mais aussi d'autres solutions aux problèmes et difficultés de l'agriculture moderne, afin de promouvoir le développement de l'agriculture verte et de contribuer à la protection de la sécurité alimentaire mondiale.