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Gli agenti idrofilanti favoriscono un uso efficiente dell'acqua e un'agricoltura sostenibile

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Ottimizzazione delle rese agricole e della salute del suolo grazie alla tecnologia avanzata dei polimeri superassorbenti

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A livello globale, la carenza idrica nel settore agricolo sta diventando sempre più grave. I cambiamenti climatici e la crescita demografica hanno portato a una carenza di risorse idriche, che è diventata un fattore chiave che limita lo sviluppo agricolo. Secondo il Rapporto sullo sviluppo idrico mondiale 2023 delle Nazioni Unite, circa 2 miliardi di persone in tutto il mondo devono affrontare problemi di sicurezza idrica, con l'uso agricolo dell'acqua che rappresenta il 70% del prelievo idrico globale. In risposta a questa sfida, l’avvento degli agenti di ritenzione idrica per l’agricoltura non solo ha migliorato efficacemente l’efficienza nell’utilizzo dell’umidità del suolo, ma ha anche ridotto lo spreco idrico, svolgendo un ruolo cruciale nello sviluppo sostenibile dell’agricoltura.

Origini e prime ricerche (anni ’60)
L’origine degli agenti di ritenzione idrica per l’agricoltura può essere fatta risalire agli anni ’60 negli Stati Uniti, dove gli scienziati iniziarono a riconoscere l’importanza della gestione dell’umidità del suolo per migliorare le rese colturali e proteggere la salute del suolo. Inizialmente venivano utilizzati materiali naturali quali trucioli di legno, paglia e corteccia, che miglioravano le condizioni di umidità del suolo grazie alle loro capacità di assorbimento e ritenzione idrica. Tuttavia, questi materiali presentavano limiti nell’affrontare la carenza di risorse idriche e non erano in grado di soddisfare le esigenze della produzione agricola su larga scala.

Progressi tecnologici ed espansione delle applicazioni (anni ’80)
Grazie ai progressi nella scienza dei materiali e nell’ingegneria chimica, a partire dagli anni ’80 i materiali polimerici sintetici come il poliacrilato di sodio (PAA) e la poliacrilammide (PAM) iniziarono ad essere ampiamente utilizzati nella preparazione degli agenti di ritenzione idrica agricoli. Questi nuovi materiali non solo presentavano prestazioni di ritenzione idrica superiori, ma potevano anche essere personalizzati in base alle diverse esigenze del suolo e delle colture, migliorando significativamente l’applicabilità e l’efficacia degli agenti di ritenzione idrica nella produzione agricola.

Fase di miglioramento tecnologico (anni ’90 – XXI secolo)
Dagli anni ’90 al XXI secolo, le tipologie e le prestazioni degli agenti di ritenzione idrica sono state ulteriormente migliorate. I ricercatori hanno iniziato a concentrarsi sulla biodegradabilità e sulla compatibilità ambientale degli agenti di ritenzione idrica, sviluppando nuove tipologie quali i polimeri superassorbenti (SAP) a base di sodio e di potassio. Questi agenti non solo possiedono elevate capacità di assorbimento e ritenzione idrica, ma sono anche in grado di formare strutture gelatinose stabili nel suolo, contribuendo a migliorarne la struttura e a ottimizzare l’ambiente di crescita delle colture. Inoltre, i campi di applicazione degli agenti di ritenzione idrica si sono gradualmente estesi dall’agricoltura alla silvicoltura e all’orticoltura, fornendo un supporto per una più ampia tutela ambientale e per la costruzione ecologica.

Inoltre, hanno suscitato interesse gli agenti di ritenzione idrica modificati a base di polimeri naturali, quali l’amido modificato e la cellulosa. Questi agenti mirano a migliorare la ritenzione idrica e la biodegradabilità, sviluppando al contempo proprietà multifunzionali quali il rilascio lento di fertilizzanti e il miglioramento del suolo.

Per l’attuale sviluppo degli agenti idrofilanti agricoli, la capacità di ritenzione idrica, la ritenzione dei fertilizzanti, il risparmio sui costi e la compatibilità ambientale sono quattro fattori chiave che sono interdipendenti. In termini di potenziale di sviluppo, gli agenti idrofilanti a base di polimeri e quelli organici risultano i più promettenti. Da un punto di vista ambientale, gli agenti idrofilanti organici e biologici affrontano questo problema e presentano anche effetti fertilizzanti. Tuttavia, il loro principio intrinseco, che consiste nell’utilizzare sostanze organiche per assorbire l’acqua, ne limita la capacità di assorbimento idrico, e i costi elevati rappresentano una sfida. Gli agenti di ritenzione idrica a base polimerica sono eccellenti nella ritenzione idrica e nel miglioramento del suolo, ma, trattandosi di composti chimici, potrebbero avere un impatto sul suolo. Affrontare la questione della degradabilità è fondamentale.

A tal proposito, SOCO New Materials Co., Ltd. ha proposto le proprie soluzioni:
«Per affrontare le questioni ambientali, i nostri prodotti hanno superato i test di degradabilità, di assenza di metalli pesanti e di tossicità orale, e abbiamo sviluppato agenti di ritenzione idrica del suolo contenenti elementi di origine biologica. Inoltre, tenendo conto delle caratteristiche delle diverse colture, abbiamo sviluppato prodotti quali il poliacrilato di potassio e il poliacrilato di ammonio contenenti oligoelementi per la crescita delle piante, in grado di soddisfare meglio i cicli di crescita delle colture, nonché prodotti specifici per terreni salino-alcalini”, ha affermato Jack, direttore della ricerca e sviluppo di SOCO.

"Gli agenti di ritenzione idrica del suolo SOCO® sono polimeri superassorbenti, una classe di copolimeri reticolati contenenti gruppi idrofili e strutture reticolate. Sono in grado di assorbire fino a 200-900 volte il proprio peso in acqua distillata, formando un gel dopo aver assorbito l’acqua. Il polimero è costituito da un insieme di catene polimeriche parallele, regolarmente interconnesse da un agente reticolante, che formano una rete. Quando l’acqua entra in contatto con uno dei legami, viene assorbita nella molecola per osmosi. L’acqua penetra rapidamente all’interno della rete polimerica e vi viene immagazzinata. Quando il terreno si asciuga, il polimero rilascia nel suolo il 95% dell’acqua assorbita. Allo stesso tempo, durante il processo di assorbimento e rilascio dell’acqua, migliora anche la qualità dei terreni argillosi e limosi.

Polimero resistente, soluzione affidabile: gli agenti di ritenzione idrica di SOCO sono oggi ampiamente utilizzati in oltre 100 paesi e regioni, aiutando più di 120.000 agricoltori a migliorare la produttività agricola e a risparmiare una quantità significativa di risorse idriche. Attraverso vari metodi, quali l’applicazione meccanizzata, a secco e a umido, e in base alle diverse condizioni delle colture e del suolo, il team tecnico professionale raccomanda metodi di applicazione e dosaggi adeguati. Grazie a una serie di prove sul campo e al feedback dei clienti, gli agenti di ritenzione idrica di SOCO hanno dimostrato risultati eccellenti nel migliorare la crescita delle colture, aumentare le rese e ridurre il consumo di acqua e fertilizzanti.

Riteniamo che, grazie alla continua innovazione tecnologica e all’ottimizzazione dei prodotti, gli agenti idroretentivi per l’agricoltura continueranno a svilupparsi, contribuendo a un utilizzo efficiente delle risorse idriche in agricoltura, apportando un contributo maggiore allo sviluppo agricolo sostenibile a livello globale e creando insieme un futuro verde ed efficiente.