stringtranslate.com

Кондиционер для почвы

Кондиционер для почвы — это продукт, который добавляется в почву для улучшения ее физических свойств , обычно ее плодородия (способности обеспечивать питание растений), а иногда и ее механических свойств . В общем смысле термин «кондиционер почвы» часто рассматривается как подмножество категории « улучшители почвы» (или улучшение почвы , состояние почвы ), под которой чаще понимают широкий спектр удобрений и неорганических материалов. [1] В контексте строительства кондиционирование грунта также называется стабилизацией грунта.

Кондиционеры для почвы можно использовать для улучшения бедных почв или для восстановления почв, поврежденных в результате неправильного управления почвой . Они могут сделать бедные почвы более пригодными для использования и использоваться для поддержания почв в оптимальном состоянии. [2]

Состав

Широкий спектр материалов называют кондиционерами почвы из-за их способности улучшать качество почвы. Некоторые примеры включают биоуголь , [3] костную муку , кровяную муку , кофейную гущу , компост , компостный чай , кокосовое волокно , навоз , [4] солому , торф , мох-сфагнум , вермикулит , серу , известь , гидроабсорбирующие полимеры , [5] и твердые биологические вещества . . [6]

Многие кондиционеры для почвы выпускаются в виде сертифицированных органических продуктов и предназначены для людей, заботящихся о выращивании органических культур или органических садах. Кондиционеры для почвы практически любого типа легко доступны в интернет-магазинах или местных питомниках, а также в садовых магазинах. [7]

Полиакриламиды

Полиакриламиды широко исследовались в качестве кондиционеров почвы. [8] Они были представлены как «линейный кондиционер почвы» в 1950-х годах компанией Monsanto под торговым названием Krilium. Технология кондиционирования почвы была представлена ​​на симпозиуме «Улучшение структуры почвы», проходившем в Филадельфии, штат Пенсильвания, 29 декабря 1951 года. Технология была тщательно задокументирована и опубликована в июньском выпуске журнала Soil Science за 1952 год , том 73, июнь. 1952 год, посвященный полимерным кондиционерам почвы. Исходную рецептуру полиакриламидных кондиционеров для почвы было сложно использовать, поскольку она содержала кальций, который сшивал линейный полимер в полевых условиях. Монсанто отказалась от использования крилиума. Водорастворимые кондиционеры для почвы обладают следующими преимуществами: [9]

  1. увеличить поровое пространство в почвах, содержащих глину
  2. увеличить инфильтрацию воды в почвы, содержащие глину
  3. предотвратить образование корки на почве
  4. остановить эрозию и сток воды
  5. сделать рыхлую почву, которую легко обрабатывать
  6. ускорить высыхание почвы после дождя или орошения, чтобы ее можно было быстрее обработать

Следовательно, они переводятся в

  1. более сильные и крупные растения с более обширной корневой системой
  2. более раннее появление семян и созревание урожая
  3. более эффективное использование воды
  4. более легкое удаление сорняков
  5. больший отклик на удобрения и новые сорта сельскохозяйственных культур
  6. меньше заболеваний растений, связанных с плохой аэрацией почвы
  7. снижение затрат энергии на обработку почвы

Сшитые формы полиакриламида, которые сильно удерживают воду, часто используются в садоводстве и сельском хозяйстве под торговыми марками, такими как Broadleaf P4 и Swell-Gel. Помимо использования на сельскохозяйственных угодьях, эти полимеры используются на строительных площадках для борьбы с эрозией , чтобы защитить качество воды близлежащих рек и ручьев. [10] В качестве неионного мономера его можно сополимеризовать с анионным, например, акриловой кислотой, и катионным мономером, таким как хлорид диаллилдиметиламмония (DADMAC), и в результате получить сополимер, который может иметь различную совместимость в различных применениях.

Полиакриламид также используется в некоторых горшечных почвах . [11] Другое применение полиакриламида — в качестве химического промежуточного продукта при производстве N-метилолакриламида и N-бутоксиакриламида. [12]

Цель

Структура почвы

Наиболее распространенным применением почвенных кондиционеров является улучшение структуры почвы. Почвы со временем имеют тенденцию уплотняться. Уплотнение почвы препятствует росту корней, снижая способность растений усваивать питательные вещества и воду. Кондиционеры для почвы могут добавить больше рыхлости и текстуры, чтобы почва оставалась рыхлой. [13]

Питательные вещества почвы

На протяжении веков люди добавляли различные добавки в бедные почвы, чтобы улучшить их способность поддерживать здоровый рост растений. Некоторые из этих материалов, такие как компост, глина и торф , до сих пор широко используются. Многие удобрения для почвы также добавляют питательные вещества, такие как углерод и азот, а также полезные бактерии.

Дополнительные питательные вещества, такие как кальций, магний и фосфор , также могут быть увеличены путем внесения поправок. Это обогащает почву, позволяя растениям расти больше и сильнее. [14]

Катионный обмен

Почвенные добавки также могут значительно увеличить катионообменную емкость (CEC) почв. Почвы служат хранилищем питательных веществ для растений . Относительная способность почвы сохранять одну определенную группу питательных веществ — катионы . Наиболее распространенными почвенными катионами являются кальций , магний , калий , аммоний , водород и натрий .

Общее количество катионов, которые может удерживать почва, ее общий отрицательный заряд, представляет собой катионообменную емкость почвы. Чем выше CEC, тем выше отрицательный заряд и тем больше катионов можно удерживать и обменивать с корнями растений, обеспечивая им необходимое питание. [15] [16]

Задержка воды

Кондиционеры для почвы можно использовать для улучшения удержания воды в сухих, грубых почвах, которые плохо удерживают воду. Например, добавление органического материала может значительно улучшить водоудерживающую способность песчаных почв, и их можно добавлять для регулирования pH почвы в соответствии с потребностями конкретных растений или для того, чтобы сделать сильнокислые или щелочные почвы более пригодными для использования. [17] Возможность использования других материалов, чтобы взять на себя роль компостов и глин в улучшении почвы, была исследована на научной основе ранее в 20 веке, и был придуман термин «кондиционирование почвы». Критериями, по которым чаще всего оцениваются такие материалы, остаются их экономическая эффективность, их способность повышать влажность почвы на более длительные периоды, стимулировать микробиологическую активность, повышать уровень питательных веществ и улучшать выживаемость растений.

Первые синтетические кондиционеры для почвы были представлены в 1950-х годах, когда наиболее широко использовался химически гидролизованный полиакрилонитрил . Из-за их способности поглощать воду, в несколько сотен раз превышающую их собственный вес, полиакриламиды и полиметакрилаты (также известные как гидроабсорбирующие полимеры, сверхабсорбирующие полимеры или гидрогели ) были испытаны в сельском хозяйстве, садоводстве и ландшафтном дизайне, начиная с 1960-х годов.

Интерес исчез, когда эксперименты доказали их фитотоксичность из -за высокого содержания в них остатков акриламидного мономера. Хотя позже производственные достижения снизили концентрацию мономеров ниже токсичного уровня, научная литература показывает мало успехов в использовании этих полимеров для повышения качества или выживания растений. Появление в начале 1980-х годов нового поколения потенциально эффективных средств, в том числе гидроабсорбирующих полимеров и сополимеров из семейств пропенамида и пропенамид- пропеноата , открыло новые перспективы.

Стабилизация грунта

В контексте строительства существуют некоторые методы улучшения почвы, которые предназначены для повышения эффективной прочности и сопротивления очень мягких грунтов, например, при рытье глубоких туннелей для подземного метро или при строительстве туннелей. [18] Техника стабилизации грунта с помощью химической проникающей цементации под низким давлением также использовалась для укрепления фундамента высотных зданий в качестве альтернативы свайным фундаментам в жилом комплексе над свалкой Ист-Ривер . Затирку под давлением может быть сложно правильно применить на участках с отходами или неоднородными и грубыми почвами. [19] [20]

Приложение

Кондиционеры для почвы можно применять разными способами. Некоторые из них перед посадкой заделывают в почву культиватором. Другие применяются после посадки или периодически в течение вегетационного периода. Перед применением кондиционера для почвы следует провести тестирование почвы , чтобы узнать больше о составе и структуре почвы. Это тестирование позволит определить, какие кондиционеры будут более подходящими для имеющихся условий. [21]

Экологические проблемы

Хотя добавление кондиционера для почвы в посевы или в сад может показаться отличным способом получить более здоровые растения, чрезмерное применение некоторых добавок может вызвать экологические проблемы. Например, соли, азот, металлы и другие питательные вещества, которые присутствуют во многих почвенных добавках, не приносят продуктивности при добавлении в избытке и могут нанести вред здоровью растений. (См. «Сжигание удобрений» .) Также происходит сток избыточных питательных веществ в водные пути, что вредно для качества воды и, следовательно, для окружающей среды. [22]

Рекомендации

  1. ^ «Словарь терминов почвоведения». Общество почвоведения Америки . Проверено 10 мая 2012 г.
  2. ^ Ноубл, Р. (март 2011 г.). «Риски и преимущества внесения в почву компостов в отношении патогенов растений». Австралазийская патология растений . 40 (157): 157–167. дои : 10.1007/s13313-010-0025-7. S2CID  8999229.
  3. ^ Кавита, Белури; Редди, Пуллагурала Венката Лакшма; Ким, Боджон; Ли, Сан Су; Пандей, Судхир Кумар; Ким, Ки Хён (2018). «Преимущества и ограничения внесения биоугля в сельскохозяйственные почвы: обзор». Журнал экологического менеджмента . 227 : 146–154. дои : 10.1016/j.jenvman.2018.08.082. PMID  30176434. S2CID  52168678.
  4. ^ Болан, Нанти; Адриано, Доми; Махимайраджа, Сантьяго (2004). «Распределение и биодоступность микроэлементов в побочных продуктах навоза домашнего скота и птицы». Критические обзоры в области экологических наук и технологий . 34 (3): 291–338. Бибкод : 2004CREST..34..291B. дои : 10.1080/10643380490434128. S2CID  97016838.
  5. ^ Гильерме, Маркос Р.; Ауада, Фауз А.; Фахардо, Андре Р.; Мартинс, Алессандро Ф.; Паулино, Александр Т.; Дави, Магали FT; Рубира, Адли Ф.; Мунис, Эдвани К. (2015). «Суперабсорбирующие гидрогели на основе полисахаридов для применения в сельском хозяйстве в качестве кондиционера почвы и носителя питательных веществ: обзор». Европейский журнал полимеров . 72 : 365–385. doi :10.1016/j.eurpolymj.2015.04.017. hdl : 11449/172035 .
  6. ^ «Вопросы и ответы по внесению твердых биологических веществ в землю» (PDF) . Федерация водной среды. Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2015 года . Проверено 24 апреля 2015 г.
  7. ^ «Поправки к натуральным удобрениям» . Архивировано из оригинала 24 апреля 2012 года . Проверено 10 мая 2012 г.
  8. ^ Фридман, Мендель (2003). «Химия, биохимия и безопасность акриламида. Обзор». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 51 (16): 4504–4526. дои : 10.1021/jf030204+. ПМИД  14705871.
  9. ^ Артур Уоллес , Шелдон Д. Нельсон (1986). «Предисловие». Почвоведение . 141 (5).
  10. ^ Стандарты строительных контрактов [1] «Стандартные спецификации штата Калифорния».
  11. ^ Окружающая среда Канады ; Министерство здравоохранения Канады (август 2009 г.). «Скрининговая оценка вызова: 2-пропенамид (акриламид)». Окружающая среда и изменение климата, Канада . Правительство Канады.
  12. ^ Дотсон, GS (апрель 2011 г.). «Профиль обозначения кожи (SK) NIOSH: акриламид [CAS № 79-06-1]» (PDF) . Публикация DHHS (NIOSH) № 2011-139 . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  13. ^ «Уплотнение почвы: причины, последствия и контроль». Архивировано из оригинала 29 мая 2012 года . Проверено 10 мая 2012 г.
  14. ^ «Почвенные поправки и удобрения» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 мая 2012 года . Проверено 10 мая 2012 г.
  15. ^ «Основы катионообменной емкости почвы (CEC)» . Проверено 10 мая 2012 г.
  16. ^ "Что такое кондиционер для почвы?" . Проверено 18 февраля 2013 г.
  17. ^ «Улучшение почвы» . Проверено 10 мая 2012 г.
  18. ^ Стандарты архитектурной графики . Американский институт архитекторов. 2008. с. 18. ISBN 9780470085462.
  19. ↑ Лис, Дэвид (май 2021 г.). «Проникновение цементного раствора в Сиднее». Конференция: Геотехнические достижения и проблемы городского развития . ...применение ограничено почвенными условиями и, хотя оно идеально подходит для эоловых песков, оно может оказаться неприемлемым для речных отложений, которые богаты илом и органическими веществами.
  20. ^ «Лабораторная оценка характеристик и долговечности полимерных растворов для подземных гидравлических/диффузионных барьеров». Цифровая библиотека ЕНТ . Брукхейвенская национальная лаборатория. 1994. Однако выбор подземных барьеров для любого участка, который нуждается в восстановлении, и выбор конкретной барьерной технологии должны осуществляться посредством процесса Суперфонда, с особым упором на восстановительные исследования и технико-экономическое обоснование. Химическая совместимость материала с отходами, фильтратами и геологическими материалами, с которыми он может вступить в контакт, имеет особое значение для барьеров, построенных из жидкостей, которые должны затвердевать на месте. Агентство по охране окружающей среды подчеркивает эту совместимость в своих руководящих документах, отмечая, что необходимы тщательные характеристики отходов, фильтрата, химического состава барьерного материала, геохимии площадки, а также тестирование совместимости барьерного материала с вероятной химической средой места захоронения.
  21. ^ «Производство садовых овощей с использованием органических добавок к почве». Архивировано из оригинала 23 мая 2000 года . Проверено 10 мая 2012 г.
  22. ^ «Защита качества воды от сельскохозяйственных стоков» (PDF) . Проверено 10 мая 2012 г.

Смотрите также

Связанные списки