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Studio sul meccanismo di interazione tra SAP, fertilizzanti e suolo

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Comprendere la ritenzione dei nutrienti, i meccanismi di rilascio graduale e il miglioramento della struttura del suolo

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Il nome “polimero superassorbente” è stato tradotto per la prima volta dal giapponese, mentre la denominazione internazionale comunemente utilizzata è “Super Absorbent Polymer” (SAP). L’agente di ritenzione idrica è stato sviluppato per la prima volta negli anni ’60 dall’Istituto di Ricerca del Nord del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti utilizzando il mais.

L’agente di ritenzione idrica, noto anche come soluzione per la ritenzione idrica del suolo, agente ad alto valore di assorbimento idrico, agente ad alto assorbimento idrico o agente polimerico di assorbimento idrico, è un tipo di polimero dotato di capacità di assorbimento e ritenzione idrica estremamente elevate, ottenuto utilizzando una resina ad alto assorbimento idrico. Questo polimero è in grado di assorbire rapidamente una quantità d’acqua pari a centinaia o addirittura migliaia di volte il proprio peso. Assorbendo l’acqua, si gonfia formando un gel e può trattenere l’acqua per lungo tempo; a differenza della carta e del cotone, che perdono facilmente l’acqua, anche se sottoposto a pressione, l’acqua assorbita non si separa facilmente. L’agente di ritenzione idrica possiede una forte idrofilia, ma non si dissolve nell’acqua stessa ed è in grado di assorbire e rilasciare acqua ripetutamente, migliorando la capacità di ritenzione idrica del suolo a beneficio dell’assorbimento e dell’utilizzo da parte delle piante.

Tecnologie di applicazione degli agenti di ritenzione idrica in agricoltura
Nel processo di produzione agricola, gli agenti di ritenzione idrica possono essere utilizzati per la semina, la coltivazione delle piantine e il trapianto, nonché per la copertura del terreno, il miglioramento del suolo e il trasporto a lunga distanza delle piantine. Nella produzione effettiva a livello nazionale e internazionale, le specifiche tecnologie di applicazione degli agenti di ritenzione idrica possono essere riassunte come segue.

1. Rivestimento dei semi

Questo metodo consiste, in pratica, nel far indossare ai semi una “capsula” con funzioni speciali. Questa “capsula” è in grado di fornire l’acqua necessaria alla crescita delle piantine, mitigare gli sbalzi termici tra le ore diurne e notturne, ridurre il rischio di malattie del suolo e svolgere un ruolo protettivo nei confronti dei semi e delle piantine.

2. Trattamento dei semi

Negli ultimi anni, per le colture da granella come il mais e il grano, si registrano sempre più segnalazioni relative all’applicazione del trattamento dei semi. Il metodo generale di applicazione consiste nell’utilizzare innanzitutto l’agente di ritenzione idrica per assorbire acqua fino a saturazione. Successivamente, si diluisce la soluzione di gel satura 20 volte con acqua, quindi si versano i semi nella soluzione diluita, mescolando fino a ottenere un composto omogeneo. I semi vengono quindi immersi nella soluzione diluita e mescolati fino a ottenere un composto omogeneo. Si lasciano riposare per 4-5 ore fino a quando non si osserva più alcuna adesione sui semi, dopodiché vengono innaffiati fino a saturare il terreno. In linea generale, la quantità di soluzione di gel necessaria è di 1 kg per il grano, 30-40 kg per le arachidi, il mais, la soia, il sorgo, ecc., e 40 kg per i cereali e il cotone (non diradato).

3. Miscelazione dell’agente di ritenzione idrica con il terreno

La miscelazione con il terreno consiste nel mescolare direttamente l’agente di ritenzione idrica con il terreno in un determinato rapporto per l’uso agricolo. A seconda dei diversi metodi di applicazione, si può suddividere in metodo di applicazione a secco, metodo di applicazione a umido e metodo di applicazione con bastoncini.

L’uso principale del metodo di applicazione a secco è per la riforestazione, in particolare per piantine di grandi dimensioni nella stagione delle piogge.

Il metodo di applicazione a umido consiste nell’applicare l’agente di ritenzione idrica in forma di gel direttamente nella buca di piantagione; è il metodo più diffuso e adatto alla silvicoltura e al trapianto di piantine in varie stagioni. Prima dell’uso, l’agente di ritenzione idrica secco viene versato in un contenitore apposito e mescolato aggiungendo acqua fino a saturarlo; successivamente, l’agente di ritenzione idrica in gel viene miscelato con il terreno.

Metodo di applicazione con sacchetto a rete, noto anche come metodo del sacchetto a rete in gel. La soluzione gelatinosa dell’agente di ritenzione idrica viene completamente assorbita e satura in un sacchetto a rete cilindrico realizzato in fettuccia o tessuto non tessuto; successivamente, il sacchetto a rete viene inserito nell’apparato radicale delle piantine trapiantate.

4. Immersione delle piantine

L’immersione delle piantine è uno dei metodi più comuni in silvicoltura per migliorare il tasso di sopravvivenza e il tasso di conservazione delle piantine destinate al rimboschimento. Il metodo generale consiste nel preparare una soluzione idrogel a base di agente di ritenzione idrica secondo un rapporto in massa dello 0,5%-1%, immergervi l’apparato radicale delle piantine per 8-10 ore e poi rimuoverlo, avvolgendo infine l’apparato radicale delle piantine con pellicola di plastica o una stuoia di paglia per il trasporto. Le piantine sottoposte al trattamento delle radici formano una pellicola protettiva sulle radici; in combinazione con la pellicola di plastica e altre misure di ritenzione idrica, ciò non solo impedisce l’evaporazione dell’acqua aumentando la tolleranza alla siccità delle piante, ma previene anche i danni meccanici all’apparato radicale, proteggendo così le piantine.

5. Applicazione alle colture agricole

I metodi di applicazione nelle colture agricole comprendono principalmente l’irrorazione superficiale, l’applicazione nei solchi e l’applicazione nelle buche. L’irrorazione superficiale consiste nello spruzzare l’agente di ritenzione idrica direttamente sulla superficie prima della semina, formando uno strato di pellicola di ritenzione idrica sulla superficie del terreno, in grado di inibire l’evaporazione dell’acqua del suolo e prolungare il contenuto idrico effettivo del terreno.

6. Substrato di coltivazione fuori terra

Mescolare l’agente di ritenzione idrica con la soluzione nutritiva in una determinata proporzione, quindi mescolarlo con altri substrati fuori terra in una determinata proporzione, ottenendo così un substrato di coltivazione fuori terra. Può essere utilizzato per piante in vaso, vivai in serra, ortaggi, piantine, fiori e altre colture floricole in vivai fuori terra. L’agente di ritenzione idrica può anche essere miscelato da solo con la soluzione nutritiva in una determinata proporzione per formare una dispersione acquosa gelatinosa destinata alle piantine fuori suolo delle risaie.

7. Semina fluida

I semi germinati e le foglie di piantaggine trattate con l’agente di ritenzione idrica vengono miscelati in proporzioni appropriate e poi seminati nel terreno con una seminatrice fluida. Questo metodo non danneggia i semi già germinati durante la semina grazie all’uso di un fluido a base di gomma flessibile che trattiene l’acqua. Gli studi hanno dimostrato che gli spinaci coltivati con il metodo di semina a flusso non solo emergono 7-8 giorni prima rispetto al metodo convenzionale di semina manuale, ma presentano anche un alto tasso di emergenza delle piantine. La germinazione dei semi per la semina a flusso non dovrebbe richiedere troppo tempo; è appropriato che il germoglio non superi i 2 mm.

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