Aqua Sorb - Polímero húmedo para la hidratación y retención del suelo

Cual es su secreto? Antes de que los Pippin pusieran su ...

Cual es su secreto? Antes de que los Pippin pusieran su césped, rotaron en el suelo 20 libras de poliacrilamida reticulada, un polímero sintético capaz de absorber hasta 400 veces su peso en agua desionizada (pura). Otros propietarios de viviendas a lo largo de la gama frontal de Colorado han informado de un éxito similar, usando tasas de polímero en el rango de 15 a 30 libras por 1, 000 pies cuadrados de suelo.

Si bien se están buscando pruebas más científicas y definitivas en estudios en la Universidad Estatal de Colorado, la satisfacción de los propietarios que ven césped verde y ahorro de agua es innegable.

La poliacrilamida reticulada es un material granular del tamaño de una sal de roca que absorbe el agua libre del suelo. hinchándose de 1/4 a 1/2 pulgada de diámetro y almacenando el agua para el uso de la planta. Las raíces crecen a través de partículas gelatinosas y extraen agua según sea necesario. Una trituración en polvo más fina que se utiliza principalmente como inmersión en la raíz desnuda y los cristales estándar son los dos tamaños de trituración que emergen como los más útiles. Aproximadamente el 95% o más del agua absorbida está disponible.

La poliacrilamida reticulada fue desarrollada en la década de 1950 por una empresa estadounidense, pero solo absorbería 20 veces su peso en agua desionizada. La patente expiró en la década de 1970, y una empresa británica elevó la tasa de absorción a 40 en 1978, luego a 400 veces su peso en 1982. Sin embargo, el producto no despegó en el mercado como se esperaba, debido a una combinación de falta de un sistema de distribución adecuado, precios artificialmente altos y ausencia de un esfuerzo de investigación concentrado. Básicamente, ningún fabricante dedicaría suficiente dinero para el desarrollo a un producto cuya patente haya expirado.

Varias empresas comercializan la moderna poliacrilamida reticulada 400X con marcas como Hydrosource, Terra-Sorb, Atrapador de agua, y Broadleaf P4. La competencia ha reducido el precio a un nivel asequible para una amplia variedad de usos de jardinería.

Debido a su alto rendimiento general, longevidad y seguridad inusuales, La poliacrilamida reticulada está emergiendo como el Rolls Royce de los polímeros absorbentes de agua. La longevidad lo hace especialmente atractivo para uso en jardinería, y los gráficos de prueba originales de 1982 en el Reino Unido revelan que el polímero todavía parece tener una eficacia superior al 90% después de ocho años.

Para los paisajistas de Colorado, los usos más prometedores de la poliacrilamida reticulada incluyen la reducción de los costos de riego del césped, Aumento económico de las tasas de supervivencia de árboles y arbustos trasplantados. aumentar la tasa de crecimiento de las plantas ajardinadas para una madurez más temprana, disminución de las pérdidas de plantas de cama, y mejora del establecimiento de rodales de pastos nativos.

Reducir los costos de riego en césped
Se estima que 15 libras de poliacrilamida reticulada por 1, 000 pies cuadrados almacenarán técnicamente media pulgada de riego típico de Front Range, y 30 libras almacenarán una pulgada de agua. Si estas cifras técnicas de almacenamiento son correctas en las condiciones reales del suelo, deberíamos poder extender los intervalos de riego en dos y cuatro días, respectivamente, con las 15 y 30 libras por 1, 000 por debajo de las tasas de evapotranspiración típicas de agosto de un cuarto de pulgada.

Esto se está observando en muchos de los 70 a 75 céspedes de polímeros controlados por los propietarios con los que Western Poliacrilamida, C ª., (WPI), una empresa de polímeros con sede en Colorado, ha ayudado pero estamos esperando los resultados de la prueba de césped de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) del Dr. Anthony Koski para una confirmación documentada. (Los resultados deben presentarse en el verano de 1990). Esta prueba de césped de polímero, considerado uno de los más completos de Estados Unidos, contiene tasas de 0 a 80 libras por 1, 000 pies cuadrados, profundidades de 1 a 8 pulgadas, y tiene secciones de festuca y bluegrass con Hydrosource®, junto con comparaciones lado a lado de otros siete polímeros y tamaños de molienda. El Dr. Koski también está llevando a cabo un estudio separado de césped de polímero apoyado por la Asociación Estadounidense de Productores de Sod.

En abril de 1990, el Departamento de Obras Públicas de la Ciudad de Arvada (Colorado), Compañía de mantenimiento y jardinería Green King, y WPI cooperaron para crear un césped de prueba de polímeros en un sitio de casa modelo, con un césped de control al lado. El césped de prueba recibió 30 libras de polímero por 1, 000 pies cuadrados. El Departamento de Obras Públicas proporcionó los medidores de agua individuales, y ayudará a monitorear la prueba.

Las muchas variables en las condiciones del agua y el suelo harán que la determinación de las tasas de aplicación para el césped sea una ciencia inexacta. pero las pruebas de CSU proporcionarán un excelente estudio de referencia.

Para céspedes nuevos, el polímero se aplica fácilmente con un esparcidor manual o manual. La distribución debe hacerse de manera uniforme, o los resultados mostrarán irregularidades durante los períodos de estrés.

Ya estamos viendo una tendencia por parte de algunos jardineros y propietarios de viviendas a reducir las tasas más altas (15-30 libras por 1, 000 pies cuadrados) a favor de tarifas menos costosas en el rango de 315 libras por 1, 000 pies cuadrados. Se recortan las ganancias de los paisajistas, el propietario no estará tan satisfecho a largo plazo, y se daña la reputación del polímero. Se necesitará algún tipo de estándares escritos para ayudar a los clientes a elegir sus opciones.

Campo de golf y máquina casera de la inyección del polímero ...

Máquinas de inyección de polímero para campos de golf y césped doméstico
Para instalar polímero debajo de césped existente, Fabricación de Olathe, C ª., ha desarrollado una máquina de inyección de polímeros, la sembradora de polímero Olathe modelo 831, para uso en campos de golf, parques y campos deportivos. Tirado por un tractor de 40 CV o superior, Las cuchillas impulsadas por la toma de fuerza del modelo 831 se cortan en el suelo a profundidades de 2-1 / 2 a 4-1 / 2 pulgadas en centros de 6 pulgadas para depositar los cristales de polímero.

En 1989, Olathe le dio al Dr. Jeff Nus de la Universidad Estatal de Kansas $ 20, 000 subvención para un importante estudio de tasas de polímeros de este tipo de inyección, y esta investigación continúa, al igual que un estudio complementario que utiliza polímero para desarrollar un nuevo campo atlético 'más suave' para reducir las lesiones a los atletas y un tercer estudio para determinar las tasas de rotura. Se planearon algunas pruebas del nuevo Modelo 831 en el área de Denver para fines de mayo o principios de junio de 1990.

Olathe también planea desarrollar una 'sembradora de polímero' más pequeña para el mercado de césped doméstico, y tiene como objetivo el otoño de 1990 para poner la máquina en el mercado.

Plantaciones de supervivencia
El Servicio Forestal de Colorado está entrando ahora en su sexto año de uso de poliacrilamida reticulada para aumentar la supervivencia en sus programas de semilleros y cercas de nieve viva. con una técnica que incluye la inmersión de plántulas de raíz desnuda con una solución de suspensión de polímero pulverizado (fino), y mezclar una taza con una pinta de cristales estándar hidratados con el relleno de todo el caldo desnudo y en contenedores. Los costos de los polímeros para este tipo de plantación son de 5 a 10 centavos por árbol. En la actualidad, se plantan más de un millón de árboles anualmente en Colorado utilizando esta técnica.

Crecimiento acelerado de árboles
Las pruebas con almendras de California (elegidas como un árbol de crecimiento rápido) muestran que 6 onzas de polímero incorporado alrededor del sistema de raíces en el hoyo de plantación augurado darán un crecimiento de 30 a 40 por ciento más rápido (con una duplicación del sistema de raíces laterales del árbol) en el cuatro meses iniciales. La diferencia se reduce al 15 por ciento después de 10 meses, ya que el tamaño del árbol supera la utilidad de las seis onzas de polímero.

Con una gran pistola de inyección de aire comprimido desarrollada por Pitts Carbonic, Se han iniciado pruebas para determinar si el crecimiento acelerado puede continuar en el segundo, tercer y cuarto año. Al insertar la pistola en 1-, Profundidades de 2 y 3 pies, El polímero se puede inyectar en 3-, Áreas de 6 y 9 pies de diámetro, respectivamente.

Se está realizando un trabajo de inyección similar con otros cuatro tipos de pistolas de inyección de aire comprimido (Grow Gun, Olathe, Aqua-life y Terralift) y la serie Olathe de bombas de lodo que bombean polímero hidratado.

Plantas de cama
El hecho de que el riego frecuente por parte de los minoristas de plantas de cama es molesto, a menudo desordenado, y el trabajo intensivo contribuye a la pérdida estimada del 15% en todas las plantas de cama que mueren después de dejar el vivero. Sin embargo, La poliacrilamida reticulada muestra signos de no solo reducir la alta mortalidad, sino también en reducir el costo de los cultivadores de las plantas de cama, tanto por la madurez temprana como por la reducción de la mano de obra necesaria para el riego.

Por ejemplo, Lee Junglen y Ron Smith de Flower Floral, Fuente, Colorado, en 1989 convirtió la mitad de su operación de planta de lecho de estructura fría de tres acres a poliacrilamida reticulada al mezclar una libra de polímero (la mitad de la dosis recomendada) en cada yarda cúbica de mezcla de suelo. Anteriormente dependía de cuatro bebederos de tiempo completo durante la temporada de primavera, Flower Floral redujo los costos de riego en un 50% ya que dos empleados pudieron hacerse cargo de las tareas de riego. Al aumentar la tasa a dos libras de polímero por yarda cúbica para 1990 y convertir el 100% en polímero, Se ha producido una reducción adicional significativa de los costes laborales. Junglen informa que cultivar con polímero solo tiene ventajas, pero requiere algunos ajustes, como cambiar las fechas de siembra de las plantas de lecho de tomate que maduran dos semanas antes de lo habitual cuando se cultivan en polímero.

Siembra de pasto nativo con polímero
Más de 300 acres en Colorado, Wyoming y Utah se sembraron con 10 a 20 libras de Hydrosource Standard (cristales) por acre mezclado con la semilla de pasto o sembrado por separado en la fila de semillas mediante cajas de insecticidas. En la mayoría de los casos, los resultados han sido excelentes, y la técnica parece prometedora para las plantaciones "fuera de la ventana".

Si el polímero se hidrata (ya sea mediante riego o lluvia) cuando las semillas entran en la etapa crucial de germinación, entonces se logran altas tasas de éxito. Esto se debe a que incluso una lluvia ligera resultará en el almacenamiento temporal de 400 a 800 galones de agua por acre en las hileras de semillas a tasas de polímero de 10 a 20 libras por acre.

WPI actualmente está explorando con el Servicio de Investigación Agrícola del USDA, Servicio de Conservación de Suelos del USDA, y la Oficina de Reclamación del Departamento del Interior, entre otros, la viabilidad de la siembra en gel de semillas de gramíneas nativas. La técnica consiste en mezclar la semilla con un gel hecho de polímero pulverizado que se exprime "como una pasta de dientes" en la fila de semillas. Varios investigadores han logrado la siembra en gel de semillas de gramíneas nativas durante los últimos años, pero geles mejorados, Los costos más bajos y el aumento de la necesidad pueden hacer que la siembra en gel sea una realidad para el futuro.

Siembra en gel, una vieja técnica lograda más recientemente por el Dr. Herb Sunderman de la Estación de Investigación Colby Ag de la Universidad Estatal de Kansas, con una bomba exprimidora de fertilizante líquido, es atractivo porque deposita la cantidad máxima de agua almacenada en la fila de semillas al precio mínimo. Por ejemplo, usando agua de lluvia, cinco libras de polímero (fino), a $ 20.00 o menos, producirá más de 200 galones de gel.

Usos adicionales del polímero

Camas de almacenamiento de polímero propuestas
La capacidad de la poliacrilamida reticulada para almacenar grandes cantidades de agua debajo de árboles y arbustos abre una dimensión completamente nueva para los arquitectos e ingenieros paisajistas innovadores. Por ejemplo, Lakewood, El arquitecto paisajista de Colorado, Jan Caniglia, ha propuesto un sistema para capturar y canalizar el agua de escorrentía del techo hacia grandes lechos de almacenamiento de polímeros debajo de las plantas esparcidas por un jardín con xeriscap. Al canalizar el agua de escorrentía de un 2, 000 pies cuadrados de techo en ciertas áreas de cultivo que contienen 'lechos de polímero' (que también pueden incluir roca porosa), este sistema debe permitir el crecimiento de casi cualquier tipo de diseño de árbol o arbusto combinado con lluvia natural o deshielo únicamente.

En efecto, Al concentrar la precipitación natural del techo, teóricamente puede ser posible duplicar o triplicar la 'precipitación anual' disponible para la flor mucho más pequeña, áreas de arbustos y árboles del patio. Con los diversos dispositivos de aire comprimido disponibles para inyectar cristales de polímero en el suelo hasta tres pies de profundidad y 15 pies de diámetro, el arquitecto paisajista simplemente tiene que marcar el diseño con el diámetro, profundidad de inyección, y libras de polímero para almacenar en cada lecho. Para plantas con sistemas radiculares poco profundos, el polímero podría rotarse en los lechos.

Una lluvia de un cuarto de pulgada en un 2, El techo de 000 pies cuadrados entregaría rápidamente aproximadamente 310 galones de agua para absorber profundamente los lechos de almacenamiento de polímero. A diferencia de, la misma lluvia de un cuarto de pulgada sobre el área de cultivo podría penetrar solo una pulgada o menos en el suelo. Con cada libra de poliacrilamida reticulada que se sabe que almacena de 25 a 40 galones de agua de lluvia en el suelo, el arquitecto paisajista podría adaptar cuidadosamente el sistema de almacenamiento para que se ajuste al tamaño del techo, patrón de lluvia de la zona, y requisitos de la planta.

Macizos de flores elevados
Los parques, Departamento de Recreación y Bibliotecas de Westminster, Colorado, cansado del alto costo y las quejas de regar dos veces al día un macizo de flores de petunia elevado de 600 pies cuadrados altamente visible, recientemente instaló una tasa muy alta de polímero (70 libras por 1, 000 pies cuadrados) en una prueba para determinar si pueden mantener las petunias en flor con precipitación natural y / o riego limitado solamente.

Desde un punto de vista técnico, 70 libras por 1, 000 pies cuadrados darán una capacidad de almacenamiento potencial de aproximadamente 2-1 / 2 pulgadas de agua, y las 12 pulgadas de profundidad a las que se rotó el sitio probablemente no crearán un macizo de flores blando. Al comparar las libras de polímero con los pies cúbicos de suelo involucrado, observamos que la tasa es de aproximadamente dos libras por yarda cúbica de suelo:una tasa considerada óptima para la mezcla de tierra cargada de polímero para flores.

Carga de polímeros
La poliacrilamida reticulada y otros polímeros parecen prometedores como portadores de fertilizantes, micronutrientes, pesticidas, herbicidas, retardadores del crecimiento, repelentes de caza sistémicos, nematocidas y fungicidas. La noticia más importante en el campo de carga es la decisión de febrero de 1990 del Centro Nacional de Investigación Ambiental y de Fertilizantes (NFERC) de la TVA de asignar de ocho a 10 científicos a la carga de fertilizantes y micronutrientes en diferentes polímeros.

Este nuevo programa NFERC representa el primer esfuerzo de investigación significativo del gobierno de EE. UU. En polímeros sintéticos. Un estudio preliminar de invernadero de la NFERC de 1989 sobre la carga de 32% (UAN) de nitrógeno en poliacrilamida reticulada dio como resultado plantas un 50% más grandes y un 40% mejor utilización del nitrógeno. La investigación de NFERC ahora se concentra en la carga de nitrógeno y hierro.

Parte del atractivo de la carga de polímeros es que cada libra de cristales estándar contiene aproximadamente 67, 000 a 70, 000 cristales, permitiendo así una forma de liberación lenta simplemente alterando el patrón de dispersión. El 67, 000 a 70, 000 está resultando útil de otras formas. Por ejemplo, podemos calcular aproximadamente la densidad de una aplicación de difusión simplemente contando el número de cristales que caen sobre un área de un pie cuadrado.

Repelentes de caza
Ani-pel es un sistémico, repelente de caza biodegradable que contiene benzoato de denatonio (Bitrex), una de las diez sustancias más amargas del mundo, y el único que es soluble en agua. Además de la forma de tableta de uso común, tiene un potencial considerable para cargarse en cristales de polímero. El Servicio Forestal de EE. UU. Está experimentando con la crianza de plántulas en un lecho de vivero que contiene cristales cargados con Ani-pel. Si bien el gránulo ofrece una protección de dos años y medio contra todos los daños por animales por encima y por debajo del suelo, nadie sabe todavía cuánta protección ofrecerá el polímero cargado con el compuesto amargo.

Plántula de olivo rusa extraída 11 meses después del trasplante. La plántula se plantó con 1 onza de polímero (aproximadamente 70, 000 cristales) en el orificio original de 3 galones, por lo que el polímero de la imagen representa quizás el 10% de los cristales reales adheridos al sistema radicular del cabello.

Rendimiento y seguridad del polímero
El rendimiento de la poliacrilamida reticulada se ve afectado temporalmente por las sales del agua de riego y del suelo. pero funciona mucho mejor cuando se hidrata con agua de lluvia o deshielo. Por ejemplo, una libra de polímero absorberá y retendrá 48 galones (100%) en agua desionizada, 32 galones (60%) en agua relativamente bajo en sales, y en el rango de 15 a 25 galones (30 a 50%) en agua con mayor contenido de sal. Se han observado factores de rendimiento de polímeros (PPF) tan bajos como del 11 al 23% en ciertos sistemas de riego en Lubbock, Área de Texas, con una hidratación tan baja que el uso agrícola en tales sitios no sería económico. A diferencia de, las pruebas de los campos de tierras secas en la misma área indican una PPF inusualmente alta de 80% o mejor.

Las pruebas informales de las fuentes de agua de riego a lo largo de Front Range de Colorado muestran un rendimiento relativamente consistente, y no se han observado problemas de rendimiento serios excepto en un pozo superficial poco profundo en la parte este de Colorado Springs. Dado que el Front Range está bendecido (a veces) con lluvias monzónicas, tanto los sitios de xeriscapitación como los de regadío se beneficiarán del mayor rendimiento de las precipitaciones naturales.

El contenido de sal del suelo y el agua representa una de las pocas amenazas potenciales para la longevidad de la poliacrilamida reticulada (la luz ultravioleta degradará los cristales hidratados que se encuentran en la superficie del suelo durante varias semanas, pero no penetra más de media pulgada en el suelo).

Mayor concentración de ciertas sales solubles en agua (por ejemplo, magnesio, calcio) fueron descubiertos recientemente por dos investigadores de la Universidad de California / Davis para infligir un efecto de `` flejado '' permanente en los cristales, reduciendo su eficiencia a tan solo un 10%.

Sin embargo, aún no se ha encontrado ninguna confirmación de este efecto de "sujeción" en un sitio de campo real en cualquier lugar. (Por ejemplo, los mismos cristales hidratados de la fuente del pozo de riego de Lubbock se enjuagaron con agua desionizada, simulando el efecto de la lluvia, y luego se realizaron a tasas casi normales). Se espera que el problema permanezca confinado principalmente a altas concentraciones de laboratorio de varios sales, aunque podemos enfrentarlo en situaciones seleccionadas de la guardería. Los investigadores de poliacrilamida reticulada y las empresas involucradas están prestando mucha más atención a la calidad del agua.

La seguridad de la poliacrilamida reticulada a largo plazo es, naturalmente, una cuestión importante para los consumidores dados los altos niveles de conciencia medioambiental. pero poco ha salido a la luz durante los más de 30 años desde el desarrollo original del polímero que pudiera dar lugar a un motivo especial de preocupación medioambiental. Existe una considerable cantidad de información sobre las rutas de descomposición de polímeros que muestran que este tipo de polímero eventualmente se degrada para producir CO2. H2O y NH4. La actividad actual del mercado está provocando la intensificación de la investigación de polímeros, incluyendo pruebas para volver a verificar la naturaleza no peligrosa del polímero.

La velocidad de desarrollo de la industria de la poliacrilamida reticulada en el paisajismo y la agricultura parece estar en relación directa con la cantidad de tiempo, esfuerzo y dinero dedicado a la investigación. Dada la complejidad del polímero con respecto a las tasas y métodos de aplicación de la visa, es imperativo que sea desarrollado conjuntamente por investigadores universitarios, empresas de polímeros orientadas a la investigación y paisajistas profesionales.