Poliacrilato di potassio - Polimero superassorbente per piante

I polimeri superassorbenti (SAP) sono materiali fisici assorbenti avanzati in grado di assorbire rapidamente grandi quantità di acqua e di bloccarla saldamente. Quando sono saturi, passano dallo stato di polvere o granulare a quello di idrogel.

In genere, i SAP possono assorbire centinaia o addirittura migliaia di volte il loro peso in acqua. Sono materiali ecologici, non tossici, innocui e non inquinanti.

Che cos'è il poliacrilato di potassio?

Il poliacrilato di potassio è un tipo di SAP utilizzato per le piante come agente di ritenzione idrica. Rispetto ai normali SAP, il poliacrilato di potassio di grado agricolo è stato sottoposto a post-lavorazioni, come l'innesto, che lo rendono particolarmente adatto alle applicazioni agricole.

I principali vantaggi del poliacrilato di potassio in agricoltura:

Variazione del catione: Il poliacrilato di potassio sostituisce gli ioni sodio con ioni potassio, eliminando il rischio di salinizzazione del suolo e fertilizzando il terreno con ioni potassio dopo la decomposizione.

Migliore assorbimento dell'acqua: Aumenta significativamente la capacità di assorbimento del suolo per i liquidi ionici ad alta concentrazione (percolato del suolo) sotto pressione.

Tempo di decomposizione esteso: Mentre i normali SAP si decompongono entro un mese o poco più, il poliacrilato di potassio per uso agricolo può assorbire e rilasciare acqua nel terreno per molti mesi.

Miglioramento del suolo: Dopo la degradazione naturale, si scompone in azoto ammonico, acqua e una piccola quantità di ioni di potassio, migliorando efficacemente la qualità del suolo.

Questi vantaggi trasformano di fatto il poliacrilato di potassio in un "mini-serbatoio", che assorbe e immagazzina l'acqua durante le stagioni piovose o l'irrigazione e fornisce continuamente acqua alle piante nei periodi di siccità.

Vantaggi pratici del poliacrilato di potassio in agricoltura:

• Migliora la germinazione e l'emergenza dei semi, favorendo una crescita precoce e sana delle piante.
• Agisce come un fertilizzante a lento rilascio.
• Migliora la capacità di ritenzione idrica del suolo, in particolare per i terreni sabbiosi, dove la ritenzione idrica può essere aumentata fino a 85%.
• Aumenta in modo significativo la produzione di colture e frutti, come dimostrato dall'aumento di 70% della resa dei meloni in California.

In sintesi, il poliacrilato di potassio offre notevoli vantaggi all'agricoltura, contribuendo a migliorare la gestione dell'acqua, la qualità del suolo e la produttività delle colture.

Come funziona?

Il SAP (polimero superassorbente) per uso agricolo è costituito da una rete di catene polimeriche disposte parallelamente tra loro e interconnesse da agenti reticolanti. Quando l'acqua incontra una di queste catene, viene attirata nella molecola tramite osmosi. L'acqua permea rapidamente all'interno della rete polimerica, dove viene immagazzinata. Questo processo trasforma la polvere di SAP in un gel d'acqua.

Grazie alla sua maggiore capacità di assorbimento rispetto al suolo, ma inferiore a quella delle radici delle piante, l'acqua assorbita dal SAP viene rilasciata alle piante quando il terreno circostante diventa secco.

Nota: la ritenzione specifica del SAP agricolo è di 1,3-1,4 MPa, mentre la ritenzione specifica delle radici è di circa 1,6-1,7 MPa.

Test sulla capacità di ritenzione idrica del poliacrilato di potassio

Obiettivo: Studio delle prestazioni in diverse classificazioni del suolo per valutare la capacità di ritenzione idrica del SAP in diversi terreni.

Volumi campione utilizzati:

Terreno: 500ml

Acqua: 750 ml

SAP: 5 grammi

Prova 01 - Tipo di terreno: 100% Sabbia

Articolo di prova	Gruppo di controllo (senza SAP) - 762 g	Gruppo di prova (con SAP) - 768 g
Passaggio di acqua (ml)	425	150
Acqua trattenuta (ml)	325	600
% mantenimento	43.3	80
Aumento %	-	85

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Prova 02 - Tipo di terreno: 37% Sabbia + 40% Limo + 25% Argilla

Articolo di prova	Gruppo di controllo (senza SAP) - 615g	Gruppo di prova (con SAP) - 626g
Passaggio di acqua (ml)	275	100
Acqua trattenuta (ml)	475	650
% mantenimento	63.3	86
Aumento %	-	36

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Prova 03 - Tipo di terreno: 30% Sabbia + 48% Limo + 22% Argilla

Articolo di prova	Gruppo di controllo (senza SAP) - 407 g	Gruppo di prova (con SAP) - 400 g
Passaggio di acqua (ml)	352	200
Acqua trattenuta (ml)	398	550
% mantenimento	53.1	73.3
Aumento %	-	38

Come si usa il poliacrilato di potassio?

Utilizzo del poliacrilato di potassio

Per le piante perenni

• Il metodo principale per le piante perenni (come gli alberi da frutto, il tè, le foreste, le banane, i gelsi, la canna da zucchero, le piante medicinali e i germogli di bambù) prevede una tecnica nota come "applicazione per immersione della radice e della base".
• L'applicazione "radice per immersione + base" consiste nell'immergere le radici delle piantine in un idrogel (composto da poliacrilato di potassio + acqua) mescolato con agenti di ritenzione idrica a grana fine. Dopo l'assorbimento dell'acqua, gli agenti gelificanti a grana grossa vengono aggiunti durante il riempimento della buca di impianto.

Questo metodo evita che le piantine si disidratino durante la messa a dimora e fornisce una fonte d'acqua facilmente assorbibile durante il periodo critico di radicazione delle piantine, abbreviando così il lento periodo di semina.

Trapianto

• Tuffo di radici
• Mescolare il poliacrilato di potassio che trattiene l'acqua (maglia 80100) con la terra fine in un rapporto di 1:51:10 e metterli in un grande contenitore non metallico.
• Per garantire un sufficiente assorbimento dell'acqua da parte dell'agente di ritenzione idrica, aggiungere circa 100-150 volte il peso dell'acqua al poliacrilato di potassio (è possibile aggiungere contemporaneamente la polvere radicante) 6-20 ore prima di immergere le radici. Mescolare e agitare per formare un gel o un fango colloidale.

Quindi, utilizzare questa miscela per immergere le radici delle piantine per l'imboschimento. Quando si immergono le radici, si possono usare piante singole o multiple, con non più di 50 piante alla volta. Assicurarsi che le radici delle piantine siano completamente immerse nel gel o nel fango gelatinoso per immergerle completamente.

Piantine da taglio in semenzaio

A. Uso diretto

Mescolare uniformemente 5~15 g di particelle di poliacrilato di potassio per metro quadro sul letto di semina. Livellare il semenzaio e coprirlo con un sottile strato di terra fine. Immergere la base del ramo nella radice, quindi tagliarlo sul semenzaio e annaffiare.

B. Mescolare con acqua per formare un idrogel prima dell'uso

Mescolare l'agente gel, pari a 1/5~3/5 della massa totale del terreno della matrice, al terreno della matrice sul letto di semina e mescolare uniformemente. Livellare il letto di semina e ricoprirlo con un sottile strato di terra fine. Immergere la base del ramo nella radice, quindi posizionare la talea sul semenzaio e annaffiare.

Sacco di coltura per piantine

A. Uso diretto

Aggiungere 0,1%~0,3% di prodotto secco di agente di ritenzione idrica nel terreno di coltura, mescolare uniformemente e confezionare in sacchetti. Innaffiare immediatamente. Adatto per la semina, il germogliamento, il trapianto e l'allevamento di piantine.

B. Costruzione di celle

Aggiungere l'agente gel che rappresenta 1/5~3/5 della massa totale del terreno di coltura nel terreno di coltura, mescolare uniformemente e confezionare in sacchetti. Innaffiare regolarmente. Adatto per la semina, il germogliamento e il trapianto di piantine.

Applicazione di base

A. Uso diretto

Cospargere le particelle di poliacrilato di potassio direttamente nelle buche scavate. Mescolare bene con il terreno fine sul fondo della buca. Spostate quindi gli alberelli radicati, coprite con il terriccio a forma concava (per raccogliere l'acqua) e innaffiate immediatamente a sufficienza.

B. Mescolare con acqua per formare un idrogel prima dell'uso

Il gel viene applicato nella buca scavata e poi mescolato completamente con il terreno fine sul fondo della buca. Quindi si spostano gli alberelli radicati e li si copre a forma concava (per raccogliere l'acqua piovana). Versare immediatamente di nuovo l'acqua per le radici.

Applicazione del poliacrilato di potassio

• Applicazione diretta

Cospargere le particelle di poliacrilato di potassio direttamente nella fossa scavata, mescolandole completamente con la terra fine della fossa in un rapporto di 1:1000. Ricoprire il terreno (evitando di calpestarlo) a forma concava per raccogliere l'acqua, quindi innaffiare immediatamente e abbondantemente.

• Applicazione premiscelata

Preparare un gel mescolando poliacrilato di potassio e acqua, quindi applicarlo nella fossa scavata. Mescolare il gel con la terra fine nel fosso in un rapporto di 1:5. Ricoprire il terreno (senza calpestarlo) a forma concava per raccogliere l'acqua piovana. Versare quindi l'acqua una volta.

• Utilizzo del poliacrilato di potassio con i fertilizzanti

Quando si applica l'agente di ritenzione idrica e il fertilizzante insieme, si possono utilizzare due metodi:

• Metodo dei fossati sfalsati

Scavare un fosso al centro delle due piante. Applicate un agente di contenimento dell'acqua su un lato e un fertilizzante sull'altro lato del fosso.

• Entrambi i lati del metodo dell'impianto

Scavare dei fossati su entrambi i lati della pianta. Applicare un agente di contenimento dell'acqua su un lato e un fertilizzante sull'altro.

In entrambi i metodi, l'agente di contenimento dell'acqua viene collocato in alto, mentre il fertilizzante viene posto sul fondo del fosso. In questo modo si garantisce che le piante possano assorbire efficacemente sia i nutrienti che l'acqua.

Nota: la profondità del fosso deve essere superiore a 40 cm per accogliere l'agente di ritenzione idrica, che può decomporsi a causa dei microrganismi. Quanto più profondo è l'interramento dell'agente di ritenzione idrica, tanto più profonde saranno le radici della pianta, che si svilupperanno in un apparato radicale più solido e sviluppato.

Per le colture annuali

Di seguito sono riportati i metodi di utilizzo per le colture annuali (cereali, ortaggi, cotone, foraggio, meloni, fagioli, tabacco, funghi, arachidi, ecc:)

Condimento per semi rivestiti

Rivestimento a umido

Mescolare i semi con un agente di mantenimento dell'acqua simile a un gel (ottenuto mescolando un agente di mantenimento dell'acqua di 80-100 mesh con acqua). Stendere la miscela in casa per farla asciugare all'ombra o ammucchiarla per 1-8 ore. Assicurarsi che non ci sia adesione tra i semi e che si formi uno strato di rivestimento sulla superficie. I semi piccoli come il miglio devono essere leggermente strofinati per disperderli dopo l'essiccazione all'ombra o mescolati con terra fine. Il rapporto tra l'agente di ritenzione idrica, i semi e l'acqua è di 1:500:200.

Metodi di trattamento delle sementi

• Rivestimento a secco

Mettere a bagno i semi in acqua per almeno 3 ore.

Rimuovere i semi e lasciarli asciugare finché la superficie non è umida ma non appiccicosa.

Cospargere l'agente di ritenzione idrica (80~100 mesh) sulla superficie dei semi in un rapporto di 1:1000.

Ricoprire accuratamente i semi con ripetute vibrazioni o sfregamenti.

Seminare i semi rivestiti nel terreno.

• Semina fluida

Miscelare una quantità adeguata di agente di ritenzione idrica e acqua per creare un idrogel in un rapporto di 1:300.

Unire l'idrogel ai semi e mescolare bene.

Seminare i semi nel terreno utilizzando una seminatrice fluida specializzata.

• Preparazione del letto di semina

Mescolare un agente gel (prodotto secco 5~8g/m², circa 0,1% dello strato di terreno) con 1/5 del peso totale dello strato di impianto.

Applicare questa miscela sulla cresta del terreno di allevamento delle piantine (solco) e sul terreno dello strato di impianto.

• Mescolare il gel con il terreno fine dopo la semina.

Ricoprire la superficie con terriccio puro senza agente di ritenzione idrica.

• Applicazione di base per la semina delle colture

Applicare 1~2 kg di gel di poliacrilato di potassio per metro quadro in modo uniforme nella fossa di impianto.

• Mescolare accuratamente il gel con il terreno del fosso.

• Ricoprire con il terriccio dopo la semina.

• Topdressing per le colture piantate

Scavare una trincea parallela a una distanza di 5-20 cm dal fusto principale della pianta, assicurandosi che sia profonda più di 40 cm per raggiungere lo strato di distribuzione delle radici.

Spargere uniformemente 1~2 kg di gel di poliacrilato di potassio per metro quadro nella trincea.

• Mescolare bene e coprire con il terriccio.

• Coltivazione di funghi commestibili

Preparare il materiale di coltura dei funghi commestibili secondo le procedure standard.

Aggiungere circa 50% di materiale di coltura secco insieme all'idrogel con agente di ritenzione idrica, mescolando accuratamente.

Preferibilmente, ammassare e far fermentare i materiali di coltivazione prima di insaccarli e sterilizzarli per la coltivazione, oppure coltivarli direttamente.

Utilizza l'agente di ritenzione idrica hydrogel per trattenere l'acqua nello strato di terreno di copertura, favorendo un apporto idrico equilibrato e stimolando la crescita dei funghi.

Sfruttare la capacità dell'agente di ritenzione idrica di assorbire e rilasciare acqua per il riciclo e la coltivazione dei rifiuti dei funghi coltivati dopo la fermentazione.

Tecniche di giardinaggio

• Tuffo di radici

Prima di piantare, immergere le radici delle piantine in un gel ottenuto mescolando il prodotto secco di un agente di ritenzione idrica a 80-100 maglie con acqua.

Piantine in vaso

• Mescolare 1 parte di gel con 2~5 parti di terreno, regolando in base alle esigenze idriche della coltura.
• Mettete una piccola porzione di miscela sul fondo del vaso.
• Piantare la piantina e riempire il vaso fino alla capacità di 70%.
• Ricoprire la superficie con più di 2 cm di terreno puro.
• Topdressing con sacchi e vasi di coltivazione
• Praticare dei fori intorno alle radici fino alla profondità della loro concentrazione.
• Riempire le buche con una miscela di agente di contenimento dell'acqua e terriccio fine in rapporto 1:10.
• Coprite con un sottile strato di terriccio e annaffiate abbondantemente.

Alberi e arbusti

• Applicare 0,5~1 kg di gel per metro quadro in base all'area della cintura verde, mescolandolo al terreno delle radici prima di piantare.
• Coprire con terriccio e annaffiare dopo aver piantato le piantine.
• Topdressing di alberi e arbusti

Per gli arbusti da fiore:

• Scavare un fosso di oltre 20 cm di larghezza e profondità fino allo strato di distribuzione delle radici, a 10-30 cm dal tronco.
• Applicare 0,5~1 kg/m² di gel di polipropilene ad alto contenuto di potassio, mescolandolo con un terzo del terreno scavato e distribuendolo uniformemente. Ricoprire con il terreno, modellando una concava per raccogliere l'acqua piovana.

Per Arbor:

• Scavare da 3 a 6 fosse all'interno della linea di gocciolamento della corona, ciascuna con una larghezza e una profondità di oltre 20 cm.
• Applicare in media da 0,5 a 5 kg di agente gel per pianta. Ricoprire con il terreno.

Trapianto di alberi a lunga distanza

Dopo un trasporto a lunga distanza per decine di ore, utilizzare un agente gel (prodotto secco di 80~100 mesh di agente di ritenzione idrica) mescolato con acqua. Aggiungere una quantità adeguata di humus e di agente radicante per creare un impasto denso. Immergere completamente le radici e avvolgerle con una pellicola per garantire un tasso di sopravvivenza superiore a 98%.

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Applicazione di base

Quando si pianta, applicare 5~100 kg di gel nella buca. Posizionare gli arbusti le cui radici sono state immerse nell'idrogel di poliacrilato di potassio. Ricoprire con il terreno e innaffiare abbondantemente.

Per il prato

Per il nuovo prato

• Mescolare il poliacrilato di potassio con acqua per formare un idrogel.
• Applicare l'idrogel in modo uniforme su un terreno pianeggiante in ragione di 1~1,6 kg di poliacrilato di potassio per metro quadro.
• Incorporare completamente l'idrogel con una quantità uguale di terriccio fine e distribuirlo uniformemente.
• Piantare il tappeto erboso dopo averlo leggermente ricoperto di terra pulita.

Per il prato esistente

• Utilizzare chiodi a più denti per bucare il prato, creando piccoli fori relativamente uniformi.
• Distribuire uniformemente 5~8g/m² di particelle di agente idrorepellente.
• Usare acqua leggermente pressurizzata per spargere i granuli dell'agente nei piccoli fori.
• Innaffiate abbondantemente per il primo giorno o due.

Con fertilizzante a lento rilascio

Fertilizzante a lento rilascio

• Sciogliere in acqua diversi fertilizzanti idrosolubili come urea, auxina e agenti radicali (evitare prodotti fortemente acidi e alcalini).
• Aggiungete alla soluzione particelle di poliacrilato di potassio per assorbirlo, creando un fertilizzante a lento rilascio.
• Questo metodo evita la perdita di fertilizzante e consente di ottenere un apporto idrico, una fertilizzazione e una medicazione equilibrati, migliorando notevolmente l'efficacia e risparmiando fertilizzante.

Attivatore di fertilizzanti batterici

• I fertilizzanti biologici richiedono l'umidità del suolo per attivare e far riprodurre i batteri.
• Mescolare questo agente con un fertilizzante batterico biologico per migliorare l'efficacia e l'efficienza, risparmiando fertilizzante.

Domande frequenti

Il poliacrilato di potassio è sicuro?

Pericoli per la sicurezza dell'uomo, il poliacrilato di potassio non è tossico per il corpo umano, con un valore di pH neutro pari a 7.

È importante notare che la preparazione del poliacrilato di potassio prevede la polimerizzazione di idrossido di potassio e acido acrilico. Tuttavia, il prodotto finito contiene pochissimi residui acrilici.

Un eccesso di acido acrilico può causare irritazioni alla pelle umana, in particolare agli occhi. I produttori forniscono schede di sicurezza dei materiali (MSDS) per il poliacrilato di potassio, assicurando che la quantità residua di acido acrilico soddisfi i requisiti di sicurezza.

Esempio di certificato di sicurezza dei materiali per il poliacrilato di potassio

Altri problemi di sicurezza

• Oltre alle preoccupazioni legate all'acido acrilico, esistono altre considerazioni sulla sicurezza dovute alle caratteristiche del poliacrilato di potassio.
• Il poliacrilato di potassio, in quanto polimero superassorbente, ha una caratteristica di rigonfiamento dell'acqua e deve essere usato con attenzione.
• Nella sua forma di piccole particelle, il poliacrilato di potassio in polvere può irritare i polmoni e le vie respiratorie superiori se inalato.
• Se ingerito accidentalmente, il poliacrilato di potassio può assorbire acqua e gonfiarsi nello stomaco e nell'intestino, causando indigestione.
• Il poliacrilato di potassio, una volta assorbita l'acqua e formato un idrogel, può diventare scivoloso se lasciato a terra.

Problemi di sicurezza ambientale

Come coadiuvante della ritenzione idrica in agricoltura, il poliacrilato di potassio non è dannoso per l'ambiente. Sebbene non sia biodegradabile nella sua forma convenzionale, può degradarsi naturalmente in acqua, ammoniaca e anidride carbonica nell'ambiente.

Nei paesi in cui vigono norme ambientali severe, i produttori possono migliorare il processo innestando l'amido sul poliacrilato di potassio per renderlo biodegradabile.

Nota:

Alcuni produttori senza scrupoli possono vendere il poliacrilato di sodio come poliacrilato di potassio a causa del prezzo di mercato più basso del poliacrilato di sodio. Il poliacrilato di sodio può causare la compattazione e la salinizzazione del terreno, quindi è essenziale essere cauti negli acquisti.

Svantaggi del poliacrilato di potassio

• Il poliacrilato di potassio potrebbe non essere adatto a tutti gli ambienti agricoli e forestali aridi. Prima dell'acquisto, è essenziale considerare i seguenti fattori:
• Impatto delle condizioni ambientali: L'assorbimento e la capacità di ritenzione idrica del poliacrilato di potassio sono significativamente influenzati dalla temperatura ambientale e dalla composizione del terreno. Temperature eccessivamente elevate e terreni salinizzati possono influire sulla sua capacità di assorbire e rilasciare acqua. Pertanto, prima di effettuare acquisti su larga scala, è consigliabile effettuare test sul campo con campioni.
• Considerazioni sui costi: In quanto aiuto all'agricoltura, è necessario tenere conto del costo del poliacrilato di potassio. Sebbene sia generalmente adatto alle colture commerciali e ad alcune colture comuni, è fondamentale valutare se i costi di input e i benefici economici stimati sono ragionevoli. I potenziali benefici economici includono:
• Miglioramento della germinazione e dell'emergenza dei semi, che porta a piante più sane.
• Miglioramento della resistenza alla siccità e aumento della resa delle colture.
• Aumento della resa e riduzione del tasso di spaccatura dei frutti per gli alberi da frutto.
• Miglioramento del tasso di sopravvivenza delle specie arboree giovani o trapiantate.
• Risparmio sui costi di manutenzione del paesaggio e dei campi da golf grazie alla riduzione della frequenza di irrigazione.

Come si produce il poliacrilato di potassio?

Il poliacrilato di potassio viene prodotto attraverso la reazione di polimerizzazione di acido acrilico e idrossido di potassio.

Prezzo attuale del poliacrilato di potassio (2024)

A partire dal 2024, il prezzo attuale del poliacrilato di potassio varia da circa 2000 a 4500 dollari USA.