L'effetto del polimero superassorbente sul suolo

L'utilizzo di polimeri superassorbenti ha rivoluzionato le pratiche agricole, soprattutto in termini di gestione del suolo.

L'utilizzo del polimero superassorbente ha rivoluzionato le pratiche agricole, in particolare per quanto riguarda la gestione del suolo. Questo materiale innovativo, con le sue proprietà uniche di assorbimento dell'acqua, ha un potenziale immenso per migliorare la salute del suolo e la produzione delle colture.

Impatto sulle proprietà fisiche del suolo

Uno degli impatti più significativi del polimero superassorbente sul suolo è la sua capacità di influenzare le proprietà fisiche del suolo. Tra queste proprietà, il contenuto di umidità del suolo spicca come fattore critico che influenza direttamente la crescita delle colture. L'applicazione del polimero superassorbente sopprime efficacemente la diminuzione del contenuto di umidità del suolo all'interno dello strato di applicazione, mostrando così una notevole resistenza alla siccità con una durata che può andare dai 15 ai 20 giorni.

Tuttavia, è da notare che il contenuto di umidità del suolo sotto lo strato di applicazione e nelle aree non trattate diminuisce in modo più significativo. Questa diminuzione è ancora più pronunciata con l'aumento dei tassi di applicazione del polimero. Anche la modalità di applicazione gioca un ruolo nel determinare l'effetto sull'umidità del suolo. Gli studi hanno dimostrato che nei campi agricoli, l'uso di metodi di applicazione a solchi, a buche o misti con un tasso di 45 kg/hm2 e una profondità di 0-20 cm può aumentare significativamente il contenuto di umidità del suolo nello strato 0-40 cm dal 7,5% al 12,7%. In particolare, l'applicazione in solco è più efficace di quella in buca o mista.

Le ragioni di queste differenze sono molteplici. L'applicazione mista tende a distribuire il polimero principalmente negli strati di terreno poco profondi, provocando un'espansione e una contrazione al momento dell'assorbimento dell'acqua. Questo processo può creare pori del suolo collegati all'atmosfera, con conseguente perdita d'acqua e formazione di croste superficiali che riducono l'infiltrazione dell'acqua piovana. D'altra parte, l'applicazione in foro concentra il polimero in aree più piccole, riducendo il contatto con il suolo e la capacità di assorbimento dell'acqua. Un'eccessiva concentrazione può creare grandi forze di espansione, portando alla formazione di pori collegati all'atmosfera e a una maggiore evaporazione dell'acqua nel suolo. Al contrario, l'applicazione in solchi, pur creando pori simili, ha meno probabilità di collegarli all'atmosfera grazie al terreno sovrastante, con conseguente perdita di acqua nel suolo più lenta.

Inoltre, l'effetto del polimero superassorbente sulle proprietà fisiche del suolo è influenzato dalla tessitura del terreno. All'aumentare del dosaggio del polimero, l'aggregazione dei terreni sabbiosi diventa più evidente, mentre l'effetto sui terreni argillosi medi e pesanti è meno significativo a causa delle loro proprietà di aggregazione intrinseche. Il meccanismo alla base di questo aumento dell'aggregazione del suolo è la forma gelatinosa del polimero dopo l'assorbimento dell'acqua, che lega efficacemente le particelle di terreno sciolte in grumi. Pertanto, l'applicazione del polimero superassorbente è particolarmente efficace nei terreni franco-sabbiosi e franco-argillosi, dove il contenuto più elevato di argilla e materia organica favorisce il processo di scambio ionico, inibendo così l'assorbimento dell'acqua da parte del polimero.

Impatto sulle proprietà idrauliche del suolo

L'influenza del polimero superassorbente sulle proprietà idrauliche del suolo è strettamente legata alla tessitura del terreno e ai livelli di pH. È opinione comune che l'applicazione del polimero superassorbente migliori significativamente la capacità di trattenere l'acqua, riduca l'evaporazione dell'acqua e diminuisca la permeabilità nei terreni sabbiosi rispetto a quelli a medio e pesante impasto. Inoltre, il polimero presenta un assorbimento idrico ottimale nei terreni neutri, con una leggera diminuzione nei terreni alcalini e acidi. In particolare, il polimero può anche alterare i livelli di pH del suolo; gli esperimenti hanno dimostrato che può ridurre il pH dei terreni sabbiosi argillosi e limosi da 6,03 a 5,6.

Anche la modalità di applicazione gioca un ruolo cruciale nel determinare l'effetto sulle proprietà idrauliche del suolo. L'analisi dei dati sperimentali rivela che il tasso di infiltrazione dell'acqua diminuisce significativamente con i metodi di applicazione a solco e mista rispetto al controllo. In particolare, la diminuzione massima del tasso di infiltrazione può raggiungere il 45,1% per l'applicazione mista e l'11% per l'applicazione in solchi. Questa diminuzione diventa più pronunciata all'aumentare del tasso di applicazione del polimero, con conseguente riduzione della perdita di acqua in profondità nel suolo. In questo contesto, l'applicazione mista sembra essere superiore all'applicazione in solco. Inoltre, l'evaporazione dell'acqua nel suolo si riduce dal 15,37% al 50,42% con l'applicazione del polimero superassorbente rispetto al controllo. L'applicazione mista comporta un'ulteriore riduzione dal 6% al 25% rispetto all'applicazione in solchi, con i tassi di evaporazione più bassi osservati a un tasso di applicazione del polimero di 90 kg/hm2. Ciò è attribuito alla distribuzione più uniforme del polimero nel terreno con l'applicazione mista, che gli consente di assorbire efficacemente l'acqua e di ridurre le perdite d'acqua in profondità e l'evaporazione. Al contrario, l'applicazione in solchi determina una distribuzione più concentrata del polimero, lasciando inalterate le perdite e i canali di evaporazione.