Aqua Sorb - Polimero umido del suolo per l'idratazione e la ritenzione del suolo

Qual è il loro segreto? Prima che i Pippini posassero il loro...

Qual è il loro segreto? Prima che i Pippi posassero le loro zolle, rototillò nel terreno 20 libbre di poliacrilammide reticolato, un polimero sintetico in grado di assorbire fino a 400 volte il suo peso in acqua deionizzata (pura). Altri proprietari di case lungo la gamma anteriore del Colorado hanno riportato un successo simile, utilizzando tassi di polimeri nell'intervallo da 15 a 30 libbre per 1, 000 piedi quadrati di terreno.

Mentre più prove scientifiche e definitive vengono perseguite negli studi presso la Colorado State University, la soddisfazione dei proprietari di casa che vedono prati verdi e risparmio idrico è innegabile.

Il poliacrilammide reticolato è un materiale granulare delle dimensioni di un salgemma che assorbe l'acqua libera nel terreno, rigonfiamento fino a 1/4 a 1/2 pollice di diametro e immagazzinando l'acqua per l'uso della pianta. Le radici crescono attraverso le particelle gelatinose e assorbono l'acqua secondo necessità. Una macinatura più fine e polverosa utilizzata principalmente come salsa a radice nuda e i cristalli standard sono le due dimensioni di macinatura che emergono come le più utili. È disponibile circa il 95% o più dell'acqua assorbita.

Il poliacrilammide reticolato è stato sviluppato negli anni '50 da un'azienda americana, ma assorbirebbe solo 20 volte il suo peso in acqua deionizzata. Il brevetto è scaduto negli anni '70, e un'azienda britannica ha portato il tasso di assorbimento fino a 40 nel 1978, poi a 400 volte il suo peso nel 1982. Tuttavia, il prodotto non è decollato sul mercato come previsto, a causa di una combinazione di mancanza di un adeguato sistema di distribuzione, prezzi artificialmente alti e assenza di uno sforzo di ricerca concentrato. Fondamentalmente, nessun produttore dedicherebbe denaro sufficiente allo sviluppo di un prodotto per il quale il brevetto era scaduto.

Diverse aziende commercializzano il moderno poliacrilammide reticolato 400X con marchi come Hydrosource, Terra-Sorbo, acchiappa acqua, e latifoglia P4. La concorrenza ha ridotto il prezzo a un livello accessibile per un'ampia varietà di usi paesaggistici.

A causa delle sue elevate prestazioni generali, longevità e sicurezza insolite, il poliacrilammide reticolato sta emergendo come la Rolls Royce dei polimeri che assorbono l'acqua. La longevità lo rende particolarmente appetibile per l'uso paesaggistico, e i grafici di prova originali del 1982 nel Regno Unito rivelano che il polimero sembra ancora essere efficace per oltre il 90% dopo otto anni.

Per i paesaggisti del Colorado, gli usi più promettenti per il poliacrilammide reticolato includono la riduzione dei costi di irrigazione del tappeto erboso, aumentare a buon mercato i tassi di sopravvivenza per alberi e arbusti trapiantati, aumentare il tasso di crescita delle piante paesaggistiche per una maturazione precoce, diminuzione delle perdite di piante da aiuola, e migliorare l'insediamento di erba nativa.

Ridurre i costi di irrigazione sulle zolle
Si stima che 15 libbre di poliacrilammide reticolata per 1, 000 piedi quadrati immagazzineranno tecnicamente mezzo pollice di tipica irrigazione Front Range, e 30 libbre immagazzineranno un pollice di acqua. Se questi dati tecnici di conservazione sono corretti nelle condizioni reali del suolo, dovremmo essere in grado di prolungare gli intervalli di irrigazione di due e quattro giorni, rispettivamente, con le 15 e 30 sterline per 1, 000 tassi con tassi di evapotraspirazione tipici di agosto di un quarto di pollice.

Questo si vede in molti dei 70-75 prati polimerici monitorati dai proprietari di case con cui Western Polyacrylamide, Inc., (WPI), un'azienda di polimeri con sede in Colorado, ha assistito; ma stiamo aspettando i risultati del test sul tappeto erboso della Colorado State University (CSU) del Dr. Anthony Koski per una conferma documentata. (I risultati sono previsti per l'estate del 1990). Questo test del tappeto erboso polimerico, considerato uno dei più completi negli Stati Uniti, contiene tariffe da 0 a 80 sterline per 1, 000 piedi quadrati, profondità da 1 a 8 pollici, e ha sezioni sia di festuca che di bluegrass con Hydrosource®, insieme a confronti fianco a fianco di altri sette polimeri e dimensioni di macinatura. Il Dr. Koski sta anche conducendo uno studio separato sulle zolle polimeriche supportato dall'American Sod Producers Association.

Nell'aprile 1990, il Dipartimento dei Lavori Pubblici della Città di Arvada (Colorado), Green King Landscape and Maintenance Company, e WPI hanno collaborato per creare un prato di prova polimerico in un sito di casa modello, con un prato di controllo accanto. Il prato di prova ha ricevuto 30 libbre di polimero per 1, 000 piedi quadrati. Il Dipartimento dei Lavori Pubblici ha fornito i singoli contatori d'acqua, e aiuterà nel monitoraggio del test.

Le molte variabili nelle condizioni dell'acqua e del suolo renderanno la determinazione dei tassi di applicazione per il tappeto erboso una scienza inesatta, ma i test CSU forniranno un eccellente studio di riferimento.

Per prati nuovi, il polimero si applica facilmente sia con uno spalmatore a manovella che con un vortice portatile. La distribuzione deve essere eseguita in modo uniforme, oppure i risultati mostreranno irregolarità durante i periodi di stress.

Stiamo già osservando una tendenza da parte di alcuni paesaggisti e proprietari di case allo stesso modo a ridurre le tariffe più elevate (15-30 sterline per 1, 000 piedi quadrati) a favore di tariffe meno costose nell'intervallo di 315 sterline per 1, 000 piedi quadrati. I profitti del paesaggista sono tagliati, il proprietario della casa non sarà così soddisfatto a lungo termine, e la reputazione del polimero è danneggiata. Sarà necessario un certo tipo di standard scritti per assistere i clienti nella scelta delle loro opzioni.

Macchina per l'iniezione di polimeri per campi da golf e prati di casa ...

Macchine ad iniezione di polimeri per campi da golf e prati domestici
Per l'installazione del polimero sotto il tappeto erboso esistente, Produzione di olathe, Inc., ha sviluppato una macchina per l'iniezione di polimeri, la fioriera in polimero Olathe modello 831, da utilizzare sui campi da golf, parchi e campi sportivi. Trainato da un trattore da 40 CV o superiore, le lame alimentate dalla presa di forza del Modello 831 tagliano il terreno a una profondità di 2-1 / 2 a 4-1/2 pollici su centri da 6 pollici per depositare i cristalli di polimero.

Nel 1989, Olathe ha dato 20 dollari al dottor Jeff Nus della Kansas State University, 000 sovvenzione per un importante studio sul tasso di polimeri di questo tipo di iniezione, e questa ricerca sta continuando, così come uno studio complementare che utilizza il polimero per sviluppare un nuovo, campo atletico "più morbido" per ridurre gli infortuni agli atleti e un terzo studio per determinare i tassi di rotazione. Alcuni test nell'area di Denver del nuovo Modello 831 erano previsti per la fine di maggio o l'inizio di giugno 1990.

Olathe prevede inoltre di sviluppare una "fioriera polimerica" ​​più piccola con guida a terra per il mercato del prato domestico, e ha preso di mira l'autunno del 1990 per mettere la macchina sul mercato.

Piantagioni di sopravvivenza
Il servizio forestale del Colorado sta ora entrando nel suo sesto anno di utilizzo del poliacrilammide reticolato per aumentare la sopravvivenza nei suoi programmi di piantine e recinzione di neve viva, con una tecnica che include l'immersione delle piantine a radice nuda con una soluzione di liquami di polimero (fine) polverizzato, e mescolando una tazza con una pinta di cristalli standard idratati con il riempimento di tutto il brodo a radice nuda e containerizzato. I costi dei polimeri per questo tipo di piantagione sono da 5 a 10 centesimi per albero. Più di un milione di alberi vengono ora piantati ogni anno in Colorado utilizzando questa tecnica.

Crescita accelerata degli alberi
I test con le mandorle della California (scelte come un albero a crescita rapida) mostrano che 6 once di polimero incorporato intorno al sistema radicale nel foro di impianto previsto daranno una crescita dal 30 al 40 percento più veloce (con un raddoppio del sistema radicale laterale dell'albero) nel primi quattro mesi. La differenza si riduce al 15% dopo 10 mesi poiché le dimensioni dell'albero superano l'utilità delle sei once di polimero.

Con una grande pistola ad aria compressa sviluppata da Pitts Carbonic, sono stati avviati test per determinare se la crescita accelerata può essere continuata nel secondo, terzo e quarto anno. Inserendo la pistola a 1-, profondità di 2 e 3 piedi, il polimero può essere iniettato in 3-, Aree di diametro di 6 e 9 piedi, rispettivamente.

Un lavoro di iniezione simile viene svolto con altri quattro tipi di pistole a iniezione ad aria compressa (Grow Gun, olate, Aqua-life e Terralift) e la serie di pompe fango Olathe che pompano polimero idratato.

Piante da aiuola
Il fatto che l'irrigazione frequente da parte dei rivenditori di piante da aiuola sia fastidiosa, spesso disordinato, e ad alta intensità di lavoro contribuisce alla perdita stimata del 15% su tutte le piante da aiuola che muoiono dopo aver lasciato il vivaio. Però, il poliacrilammide reticolato mostra segni non solo di ridurre l'elevata mortalità, ma anche nell'abbassare il costo dei coltivatori di piante da aiuola sia con la maturazione precoce che riducendo il lavoro necessario per l'irrigazione.

Per esempio, Lee Junglen e Ron Smith di Flower Floral, Fontana, Colorado, nel 1989 ha convertito la metà del loro impianto di lettiera a telaio freddo di tre acri in poliacrilammide reticolato avendo una libbra di polimero (metà della dose raccomandata) mescolata in ogni metro cubo di miscela di terreno. In precedenza dipendente da quattro abbeveratoi a tempo pieno durante la stagione primaverile, Flower Floral ha ridotto i costi di irrigazione del 50% poiché due dipendenti sono stati in grado di gestire i lavori di irrigazione. Aumentando il tasso a due libbre di polimero per metro cubo per il 1990 e convertendo il 100% in polimero, si è verificata un'ulteriore significativa riduzione del costo del lavoro. Junglen riferisce che coltivare con il polimero ha solo vantaggi, ma richiede qualche aggiustamento, come cambiare le date di impianto per piante da aiuola di pomodoro che maturano due settimane prima del solito quando coltivate in polimero.

Semina erba nativa con polimero
Oltre 300 acri in Colorado, Il Wyoming e lo Utah sono stati seminati con da 10 a 20 libbre di Hydrosource Standard (cristalli) per acro mescolato con il seme dell'erba o perforato separatamente nella fila di semi tramite scatole di insetticidi. Nella maggior parte dei casi, i risultati sono stati ottimi, e la tecnica sembra promettente per le piantagioni "fuori dalla finestra".

Se il polimero viene idratato (innaffiando o piovendo) mentre i semi entrano nella fase cruciale di germinazione, quindi si ottengono alti tassi di successo. Questo perché anche una pioggia leggera risulterà nello stoccaggio temporaneo di 400-800 galloni di acqua per acro nelle file di semi a tassi di polimero da 10 a 20 libbre per acro.

WPI attualmente sta esplorando con l'USDA Agriculture Research Service, Servizio di conservazione del suolo USDA, e l'Ufficio di bonifica del Dipartimento degli interni, tra gli altri, la fattibilità di semi di erba autoctone gel-semina. La tecnica prevede la miscelazione del seme con un gel fatto di polimero polverizzato che verrebbe spremuto "alla maniera del dentifricio" nella fila di semi. La semina di semi di erba nativa in gel è stata realizzata da un certo numero di ricercatori negli anni passati, ma gel migliorati, costi inferiori e maggiore necessità possono rendere il gelseeding una realtà per il futuro.

Gel-semina, una vecchia tecnica realizzata più di recente dal Dr. Herb Sunderman della Colby Ag Research Station della Kansas State University, con una pompa di spremitura del fertilizzante liquido, è attraente perché deposita la quantità massima di acqua immagazzinata nella fila di semi al prezzo minimo. Per esempio, utilizzando l'acqua piovana, cinque libbre di polimero (fine), a $ 20.00 o meno, produrrà più di 200 galloni di gel.

Usi aggiuntivi per il polimero

Letti portaoggetti in polimero proposti
La capacità del poliacrilammide reticolato di immagazzinare grandi quantità di acqua sotto alberi e arbusti apre una dimensione completamente nuova per architetti e ingegneri paesaggisti innovativi. Per esempio, Lakewood, L'architetto paesaggista del Colorado Jan Caniglia ha proposto un sistema per catturare e incanalare l'acqua di ruscellamento del tetto in grandi letti di stoccaggio di polimeri sotto le piante sparse intorno a un cortile xeriscaped. Incanalando l'acqua di scolo da un 2, 000 piedi quadrati di tetto in alcune aree di coltivazione contenenti "letti polimerici" (che potrebbero includere anche roccia porosa), questo sistema dovrebbe consentire la crescita della maggior parte di qualsiasi tipo di combinazione di alberi o arbusti solo con pioggia naturale o scioglimento della neve.

In effetti, concentrando la precipitazione naturale dal tetto potrebbe essere teoricamente possibile raddoppiare o triplicare la "pioggia annuale" disponibile per il fiore molto più piccolo, aree arbustive e alberate del cortile. Con i vari dispositivi ad aria compressa disponibili per iniettare cristalli polimerici nel terreno fino a tre piedi di profondità e 15 piedi di diametro, l'architetto paesaggista deve semplicemente contrassegnare il disegno con il diametro, profondità di iniezione, e libbre di polimero da immagazzinare in ogni letto. Per piante con apparato radicale poco profondo, il polimero potrebbe essere rototillizzato nei letti.

Una pioggia di un quarto di pollice su un 2, Il tetto di 000 piedi quadrati fornirebbe rapidamente circa 310 galloni di acqua da immergere in profondità nei letti di stoccaggio dei polimeri. In contrasto, la stessa pioggia di un quarto di pollice sull'area di coltivazione potrebbe penetrare solo di un pollice o meno nel terreno. Con ogni chilo di poliacrilammide reticolato noto per immagazzinare da 25 a 40 galloni di acqua piovana nel terreno, l'architetto paesaggista potrebbe adattare con cura il sistema di stoccaggio alle dimensioni del tetto, modello di precipitazioni nell'area, e requisiti dell'impianto.

Aiuole rialzate
I Parchi, Dipartimento ricreativo e delle biblioteche di Westminster, Colorado, stanco del costo elevato e delle lamentele dovute all'irrigazione due volte al giorno di un'aiuola di petunia rialzata di 600 piedi quadrati altamente visibile, recentemente installato un tasso molto elevato di polimero (70 libbre per 1, 000 piedi quadrati) in un test per determinare se possono mantenere le petunie in fiore solo con precipitazioni naturali e/o irrigazione limitata.

Dal punto di vista tecnico, 70 libbre per 1, 000 piedi quadrati daranno una potenziale capacità di stoccaggio di circa 2-1 / 2 pollici di acqua, e la profondità di 12 pollici alla quale il sito è stato lavorato in rotazione probabilmente non creerà un'aiuola molle. Confrontando le libbre di polimero con i piedi cubi di terreno coinvolti, notiamo che il tasso è di circa due libbre per metro cubo di terreno:un tasso considerato ottimale per la miscela di terreno caricata di polimeri per i fiori.

Caricamento su polimeri
La poliacrilammide reticolata e altri polimeri sembrano promettenti come vettori per fertilizzanti, micronutrienti, pesticidi, erbicidi, ritardanti di crescita, repellenti per giochi sistemici, nematocidi e fungicidi. La più grande novità nel campo del caricamento è una decisione del febbraio 1990 del Centro nazionale di ricerca sui fertilizzanti e l'ambiente (NFERC) della TVA di assegnare da otto a 10 scienziati al caricamento di fertilizzanti e micronutrienti su polimeri diversi.

Questo nuovo programma NFERC rappresenta il primo significativo sforzo di ricerca del governo degli Stati Uniti sui polimeri sintetici. Uno studio preliminare della serra NFERC del 1989 sul caricamento del 32% (UAN) di azoto su poliacrilammide reticolato ha portato a piante più grandi del 50% e un utilizzo migliore dell'azoto del 40%. La ricerca NFERC si sta ora concentrando sul caricamento sia di azoto che di ferro.

Parte dell'attrattiva del caricamento del polimero è che ogni libbra di cristalli standard contiene circa 67, 000 a 70, 000 cristalli, consentendo così una forma di rilascio lento semplicemente alterando il pattern di dispersione. il 67, 000 a 70, La cifra 000 si sta rivelando utile in altri modi. Per esempio, possiamo calcolare approssimativamente la densità di un'applicazione broadcast semplicemente contando il numero di cristalli che cadono su un'area di un piede quadrato.

Repellenti per selvaggina
Ani-pel è un sistema repellente per selvaggina biodegradabile contenente denatonio benzoato (Bitrex), una delle dieci sostanze più amare al mondo, e l'unico che è solubile in acqua. Oltre alla forma compressa comunemente usata, ha un potenziale considerevole per il caricamento sui cristalli polimerici. Il servizio forestale degli Stati Uniti sta sperimentando l'innalzamento di piantine in un vivaio contenente cristalli carichi di Ani-pel. Mentre il pellet offre una protezione di due anni e mezzo contro tutti i danni degli animali sopra e sotto terra, nessuno sa ancora quanta protezione sarà offerta dal polimero caricato con il composto amaro.

Piantina di olivo russa rimossa 11 mesi dopo il trapianto. La piantina è stata piantata con 1 oncia di polimero (circa 70, 000 cristalli) nel foro originale da 3 galloni, quindi il polimero nella foto rappresenta forse il 10% dei cristalli effettivi attaccati al sistema di radici dei capelli.

Prestazioni e sicurezza dei polimeri
Le prestazioni del poliacrilammide reticolato sono influenzate temporaneamente dai sali sia dell'acqua di irrigazione che del terreno, ma si comporta molto meglio se idratato dall'acqua piovana o dallo scioglimento della neve. Ad esempio, una libbra di polimero assorbirà e tratterà 48 galloni (100%) in acqua deionizzata, 32 galloni (60%) in acqua relativamente povera di sali, e nell'intervallo da 15 a 25 galloni (dal 30 al 50%) in acqua con un contenuto di sale più elevato. Fattori di prestazione del polimero (PPF) dall'11 al 23% sono stati osservati da alcune irrigazioni nel Lubbock, zona del Texas, con un'idratazione così bassa che l'uso agricolo in tali siti non sarebbe economico. In contrasto, i test sui campi aridi nella stessa area indicano un PPF insolitamente alto dell'80% o superiore.

I test informali delle fonti d'acqua di irrigazione lungo il Front Range del Colorado mostrano prestazioni relativamente costanti, e non sono stati osservati problemi di prestazioni seri tranne che in un pozzo di superficie poco profondo nella parte orientale di Colorado Springs. Poiché il Front Range è (a volte) benedetto da piogge monsoniche, sia i siti xeriscaped che quelli irrigati beneficeranno delle prestazioni più elevate delle precipitazioni naturali.

Il contenuto di sale del suolo e dell'acqua rappresenta una delle poche potenziali minacce alla longevità del poliacrilammide reticolato (la luce UV degrada i cristalli idratati che si trovano sulla superficie del terreno nell'arco di diverse settimane, ma non penetra più di mezzo pollice nel terreno).

Maggiore concentrazione di alcuni sali solubili in acqua (es. magnesio, calcio) sono stati recentemente scoperti da due ricercatori dell'Università della California/Davis per infliggere un effetto permanente di "legatura" ai cristalli, riducendo la loro efficienza fino al 10%.

Però, nessuna conferma è stata ancora trovata da nessuna parte di questo effetto di "legatura" in un vero sito di campo. (Ad esempio, gli stessi cristalli idratati dalla sorgente del pozzo irriguo di Lubbock sono stati lavati con acqua deionizzata - simulando l'effetto della pioggia - e quindi eseguiti a velocità quasi normali.) Si spera che il problema rimanga confinato principalmente alle alte concentrazioni di laboratorio dei vari idrosolubili sali, anche se possiamo affrontarlo in determinate situazioni di asili nido. I ricercatori e le aziende coinvolte nel poliacrilammide reticolato stanno ora prestando molta più attenzione alla qualità dell'acqua.

La sicurezza del poliacrilammide reticolato a lungo termine è naturalmente una domanda importante per i consumatori, dati gli elevati livelli di consapevolezza ambientale, ma negli oltre 30 anni trascorsi dallo sviluppo originale del polimero è emerso ben poco che darebbe motivo di particolare preoccupazione per l'ambiente. Esiste una notevole quantità di informazioni sui percorsi di decomposizione dei polimeri che mostrano che questo tipo di polimero alla fine si degrada per produrre CO2, H2O e NH4. L'attuale attività di mercato sta causando l'intensificazione della ricerca sui polimeri, compresi i test per verificare nuovamente la natura non pericolosa del polimero.

La velocità di sviluppo dell'industria del poliacrilammide reticolato nel paesaggio e nell'agricoltura sembra essere in relazione diretta con la quantità di tempo, sforzi e denaro dedicati alla ricerca. Data la complessità del polimero rispetto a tassi e metodi di applicazione del visto, è imperativo che sia sviluppato congiuntamente da ricercatori universitari, aziende di polimeri orientate alla ricerca e paesaggisti professionisti.