Kaliumpolyakrylaatti - erittäin imukykyinen polymeeri kasveille

Superabsorbentit polymeerit (SAP) ovat kehittyneitä fysikaalisia imukykyisiä materiaaleja, jotka kykenevät imemään nopeasti suuria määriä vettä ja sitomaan sen tiukasti. Kyllästyessään ne muuttuvat jauheesta tai rakeisesta tilasta hydrogeeliksi.

Yleensä SAP:t voivat imeä itseensä satoja tai jopa tuhansia kertoja oman painonsa verran vettä. Ne ovat ympäristöystävällisiä, myrkyttömiä, vaarattomia ja saastuttamattomia materiaaleja.

Mikä on kaliumpolyakrylaatti?

Kaliumpolyakrylaatti on SAP-tyyppi, jota käytetään kasveissa vedenpidättäjänä. Tavalliseen SAP:iin verrattuna maatalouskäyttöön tarkoitettu kaliumpolyakrylaatti on käsitelty jälkikäteen, esimerkiksi varttamalla, minkä vuoksi se soveltuu erinomaisesti maataloudessa käytettäväksi.

Tärkeimmät edut Kaliumpolyakrylaatti maataloudessa:

Kationin muutos: Kaliumpolyakrylaatti korvaa natriumionit kaliumioneilla, mikä poistaa maaperän suolaantumisriskin ja lannoittaa maaperää kaliumioneilla hajoamisen jälkeen.

Parannettu veden imeytyminen: Se parantaa merkittävästi maaperän imeytymiskykyä korkeapitoisille ioninesteille (maaperän suotovedet) maaperän paineessa.

Pidennetty hajotusaika: Tavalliset SAP:t hajoavat noin kuukaudessa, mutta maatalouskaliumpolyakrylaatti voi imeä ja vapauttaa vettä maaperään toistuvasti useiden kuukausien ajan.

Maaperän parantaminen: Luonnollisen hajoamisen jälkeen se hajoaa ammoniumtypeksi, vedeksi ja pieneksi määräksi kaliumioneja, mikä parantaa tehokkaasti maaperän laatua.

Nämä edut tekevät kaliumpolyakrylaatista "minisäiliön", joka imee ja varastoi vettä sadekauden tai kastelun aikana ja antaa jatkuvasti vettä kasveille kuivina kausina.

Käytännön hyödyt Kaliumpolyakrylaatti maataloudessa:

• Parantaa siementen itävyyttä ja itämistä sekä edistää kasvien varhaista ja tervettä kasvua.
• Toimii hitaasti vapautuvana lannoitteena.
• Parantaa maaperän vedenpidätyskykyä, mikä on erityisen hyödyllistä hiekkamailla, joilla vedenpidätyskykyä voidaan lisätä jopa 85%.
• Kasvattaa satoa ja hedelmien tuotantoa merkittävästi, kuten melonin sadon kasvu Kaliforniassa 70% osoittaa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kaliumpolyakrylaatista on huomattavaa hyötyä maataloudelle, sillä se parantaa vesihuoltoa, maaperän laatua ja sadon tuottavuutta.

Miten se toimii?

Maatalouskäyttöön tarkoitettu SAP (superabsorbentti polymeeri) koostuu polymeeriketjujen verkostosta, jotka on sijoitettu rinnakkain ja yhdistetty toisiinsa ristisilloitusaineilla. Kun vesi osuu johonkin näistä ketjuista, se imeytyy molekyyliin osmoosin kautta. Vesi tunkeutuu nopeasti polymeeriverkoston sisälle, jossa se varastoituu. Tämä prosessi muuttaa SAP-jauheen vesigeeliksi.

Koska SAP:n imeytymiskyky on suurempi kuin maaperän, mutta pienempi kuin kasvien juurien, se luovuttaa imeytyneen veden kasveille, kun ympäröivä maaperä kuivuu.

Huomautus: Maataloudessa käytettävän SAP:n ominaispidätyskyky on 1,3-1,4 MPa, kun taas juurten ominaispidätyskyky on noin 1,6-1,7 MPa.

Kaliumpolyakrylaatin vedenpidätyskykytesti

Tavoite: Suorituskykytutkimus erilaisissa maaperäluokituksissa SAP:n vedenpidätyskyvyn arvioimiseksi eri maaperissä.

Käytetyt näytetilavuudet:

Maaperä: 500ml

Vesi: 750ml

SAP: 5 grammaa

Testi 01 - Maalaji: 100% Hiekka

Testattava kohde	Kontrolliryhmä (ilman SAP:a) - 762 g.	Testiryhmä (SAP:n kanssa) - 768 g
Läpikulkeva vesi (ml)	425	150
Vettä pidättävä (ml)	325	600
% säilyttäminen	43.3	80
% lisäys	-	85

---

Testi 02 - Maalaji: 37% Hiekka + 40% Siltti + 25% Savi.

Testattava kohde	Kontrolliryhmä (ilman SAP:a) - 615 g	Testiryhmä (SAP:n kanssa) - 626 g.
Läpikulkeva vesi (ml)	275	100
Vettä pidättävä (ml)	475	650
% säilyttäminen	63.3	86
% lisäys	-	36

---

Testi 03 - Maalaji: Hiekka + 48% Siltti + 22% Savi: 30% Hiekka + 48% Siltti + 22% Savi

Testattava kohde	Kontrolliryhmä (ilman SAP:a) - 407 g.	Testiryhmä (SAP:n kanssa) - 400 g
Läpikulkeva vesi (ml)	352	200
Vettä pidättävä (ml)	398	550
% säilyttäminen	53.1	73.3
% lisäys	-	38

Miten kaliumpolyakrylaattia käytetään?

Kaliumpolyakrylaatin käyttö

Monivuotisille kasveille

• Monivuotisten kasvien (kuten hedelmäpuiden, teen, metsien, banaanien, mulperinmarjojen, sokeriruo'on, lääkekasvien ja bambunversojen) ensisijainen menetelmä on "kastamalla juuret ja pohja".
• "Juuren ja pohjan kastaminen" tarkoittaa taimien juurien upottamista hydrogeeliin (joka koostuu kaliumpolyakrylaatista ja vedestä), johon on sekoitettu hienorakeisia vettä pidättäviä aineita. Veden imeytymisen jälkeen lisätään suurirakeisia geeliä sisältäviä aineita istutuskuoppaa täytettäessä.

Tämä menetelmä estää taimia kuivumasta istutuksen aikana ja tarjoaa helposti imeytyvän vesilähteen taimien juurtumisen kriittisenä aikana, mikä lyhentää hidasta taimikasvatusaikaa.

Siirto

• Root Dip
• Sekoita kaliumpolyakrylaatti vedenpidättäjänä (80100 mesh) ja hienojakoinen maa-aines suhteessa 1:51:10 ja laita ne suureen ei-metalliseen astiaan.
• Jotta vettä pidättävä aine imisi riittävästi vettä, lisää noin 100-150 kertaa kaliumpolyakrylaattivettä (juurrutusjauhe voidaan lisätä samanaikaisesti) 6-20 tuntia ennen juurien kastamista. Sekoita ja sekoita, jotta muodostuu geeliä tai kolloidista mutaa.

Käytä sitten tätä seosta taimien juurien kastamiseen metsitystä varten. Juuria kastettaessa voidaan käyttää yksittäisiä tai useita kasveja, kuitenkin enintään 50 kasvia kerrallaan. Varmista, että taimien juuret upotetaan kokonaan geeliin tai geelimäiseen mutaan, jotta ne kastetaan kokonaan.

Taimien leikkaaminen kylvöalustoissa

A. Suora käyttö

Sekoita tasaisesti 5~15 g kaliumpolyakrylaattihiukkasia neliömetriä kohti kylvöalustalle. Tasoita kylvöalusta ja peitä se ohuella kerroksella hienoa multaa. Upota oksan tyvi juurelle, leikkaa se sitten kylvöalustalle ja kastele se.

B. Sekoitetaan vedellä hydrogeelin muodostamiseksi ennen käyttöä.

Sekoita geeliä, jonka osuus on 1/5~3/5 perusmaan kokonaismassasta, siemenalustan perusmaahan ja sekoita tasaisesti. Tasoita kylvöalusta ja peitä se ohuella kerroksella hienoa multaa. Upota oksan tyvi juurineen, aseta leikkaus kylvöalustalle ja kastele se.

Kulttuuripussi Taimi

A. Suora käyttö

Lisää 0,1%~0,3% kuivaa vettä pidättävää ainetta kasvatusalustaan, sekoita se tasaisesti ja pakkaa se pusseihin. Vesi välittömästi. Soveltuu kylvämiseen, nuppuistutukseen, siirtoistutukseen ja taimien kasvatukseen.

B. Solun rakentaminen

Lisää geeliä, jonka osuus on 1/5~3/5 kasvatusalustan kokonaismassasta, kasvatusalustaan, sekoita se tasaisesti ja pakkaa se pusseihin. Kastele säännöllisesti. Soveltuu kylvämiseen, nuppuistutukseen ja taimien siirtämiseen.

Perussovellus

A. Suora käyttö

Ripottele kaliumpolyakrylaattihiukkasia suoraan kaivettuihin reikiin. Sekoita hyvin reiän pohjalla olevaan hienojakoiseen multaan. Siirrä sitten juurtuneet taimet, peitä multa koveralla muodolla (veden keräämiseksi) ja kastele välittömästi riittävästi vettä.

B. Sekoitetaan vedellä hydrogeelin muodostamiseksi ennen käyttöä.

Geeli levitetään kaivettuun kuoppaan ja sekoitetaan sen jälkeen kokonaan kuopan pohjalla olevaan hienojakoiseen maa-ainekseen. Siirrä sitten juurtuneet taimet ja peitä ne koveraan muotoon (sadeveden keräämiseksi). Kaada välittömästi juurivesi uudelleen.

Kaliumpolyakrylaatin käyttö

• Suora soveltaminen

Ripottele kaliumpolyakrylaattihiukkaset suoraan kaivettuun ojaan ja sekoita ne täysin ojassa olevaan hienoon maa-ainekseen suhteessa 1:1000. Peittäkää maa (välttäkää astumasta sen päälle) koveraksi muodoksi veden keräämiseksi ja kastelkaa se välittömästi perusteellisesti.

• Esiseostettu levitys

Valmista geeli sekoittamalla kaliumpolyakrylaattia ja vettä ja levitä se kaivettuun ojaan. Sekoita geeliä ojassa olevaan hienoon maa-ainekseen suhteessa 1:5. Peitä maa (älä astu sen päälle) koveraksi muodoksi sadeveden keräämiseksi. Kaada sitten vettä kerran.

• Kaliumpolyakrylaatin käyttö lannoitteen kanssa

Kun vettä pidättävää ainetta ja lannoitetta käytetään yhdessä, voidaan käyttää kahta menetelmää:

• Porrastettu ojitusmenetelmä

Kaiva oja kahden kasvin keskelle. Levitä vettä pidättävää ainetta toiselle puolelle ja lannoitetta ojan toiselle puolelle.

• Kasvumenetelmän molemmat puolet

Kaiva ojat kasvin molemmin puolin. Levitä vettä pidättävää ainetta toiselle puolelle ja lannoitetta toiselle puolelle.

Molemmissa menetelmissä vettä pidättävä aine sijoitetaan ojan päälle ja lannoite ojan pohjalle. Näin varmistetaan, että kasvit voivat imeä tehokkaasti sekä ravinteita että vettä.

Huomautus: Ojan syvyyden on oltava yli 40 cm, jotta siihen mahtuu vettä pidättävä aine, joka voi hajota mikro-organismien vaikutuksesta. Mitä syvemmälle vettä pidättävä aine haudataan, sitä syvemmälle kasvin juuret kasvavat, mikä johtaa kiinteämpään ja kehittyneempään juuristoon.

Yksivuotisten viljelykasvien osalta

Jäljempänä esitetään yksivuotisten viljelykasvien (viljat, vihannekset, puuvilla, rehu, melonit, pavut, tupakka, sienet, maapähkinät jne.) käyttömenetelmät:

Päällystetty siemenkastike

Märkäpinnoite

Sekoita siemenet geelimäiseen vedenpidättimeen (valmistetaan sekoittamalla 80-100 mesh:n vedenpidätyskykyinen aine veteen). Levitä seos sisätiloihin kuivumaan varjoon tai kasaa se 1-8 tunniksi. Varmista, että siementen välille ei synny tartuntaa ja että pinnalle muodostuu pinnoitekerros. Pieniä siemeniä, kuten hirssiä, on hierottava kevyesti, jotta ne hajoavat varjossa kuivumisen jälkeen, tai sekoitettava hienoon multaan. Vettä pidättävän aineen, siementen ja veden suhde on 1:500:200.

Siementen käsittelymenetelmät

• Kuivaseospinnoite

Liota siemeniä vedessä vähintään 3 tuntia.

Poista siemenet ja anna niiden kuivua, kunnes pinta on kostea mutta ei tahmea.

Ripottele vettä pidättävää ainetta (80~100 mesh) siementen pinnalle suhteessa 1:1000.

Päällystä siemenet perusteellisesti toistuvalla täryttelyllä tai hankauksella.

Kylvä päällystetyt siemenet maahan.

• Nesteen kylvö

Sekoitetaan sopiva määrä vettä pidättävää ainetta ja vettä hydrogeelin muodostamiseksi suhteessa 1:300.

Yhdistä hydrogeeli ja siemenet ja sekoita hyvin.

Kylvä siemenet maahan käyttämällä siihen erikoistunutta nestekylvökonetta.

• Kylvöalustan valmistelu

Sekoita geeliä (kuiva tuote 5~8 g/m², noin 0,1% maakerroksen pinta-alasta) 1/5 istutuskerroksen kokonaispainosta.

Levitä tämä seos taimien kasvatusmaan harjalle (uurteelle) ja istutuskerroksen maaperään.

• Sekoita geeli hienojakoiseen multaan kylvön jälkeen.

Peitä pinta puhtaalla maa-aineksella, jossa ei ole vettä pidättävää ainetta.

• Perushakemus viljelykasvien istutusta varten

Levitä 1~2 kg kaliumpolyakrylaattigeeliä neliömetriä kohti tasaisesti istutuskaivantoon.

• Sekoita geeli huolellisesti ojan maaperään.

• Peitä istutuksen jälkeen mullalla.

• Istutettujen kasvien pintalannoitus

Kaiva yhdensuuntainen kaivanto 5-20 cm:n etäisyydelle kasvin päävarresta ja varmista, että kaivanto on yli 40 cm syvä, jotta pääset juuriston jakokerrokseen.

Ripottele kaivantoon tasaisesti 1~2 kg kaliumpolyakrylaattigeeliä neliömetriä kohti.

• Sekoita hyvin ja peitä mullalla.

• Syötävien sienten viljely

Valmistetaan syötävä sieniviljelymateriaali vakiomenetelmien mukaisesti.

Lisätään noin 50% kuivaa viljelymateriaalia ja vettä pidättävää hydrogeeliä sekoittaen huolellisesti.

Viljelymateriaalit kasataan ja fermentoidaan mieluiten ennen pussittamista ja sterilointia viljelyä varten tai suoraan viljelyä varten.

Hyödynnä vettä pidättävää hydrogeeliä, joka pidättää vettä peittävässä maakerroksessa, edistää tasapainoista vedensaantia ja stimuloi sienien kasvua.

Hyödynnetään vettä pidättävän aineen kykyä absorboida ja vapauttaa vettä viljeltyjen sienijätteiden kierrätykseen ja viljelyyn käymisen jälkeen.

Puutarhatekniikat

• Root Dip

Upota kukkataimien juuret ennen istutusta geeliin, joka on valmistettu sekoittamalla 80-100 mesh:n vedenpidättimen kuiva-aine vedellä.

Ruukkukasvatus

• Sekoita 1 osa geeliä 2~5 osaan multaa, säädä kasvin vedentarpeen mukaan.
• Aseta pieni osa seoksesta kukkaruukun pohjalle.
• Istuta taimi ja täytä ruukku täyteen 70%.
• Peitä pinta yli 2 cm:n paksuisella puhtaalla mullalla.
• Topdressing kasvupusseilla ja ruukuilla
• Poraa reiät juurten ympärille niiden keskittymissyvyyteen asti.
• Täytä reiät vettä pidättävän aineen ja hienon mullan seoksella suhteessa 1:10.
• Peitä ohuella kerroksella multaa ja kastele huolellisesti.

Puut ja pensaat

• Levitä 0,5~1 kg geeliä neliömetriä kohti viheralueen mukaan sekoittamalla se juurimultaan ennen istutusta.
• Peitä maa-aineksella ja kastele taimet istutuksen jälkeen.
• Puiden ja pensaiden pintalannoitus

Kukkapensaille:

• Kaiva oja, jonka leveys ja syvyys on yli 20 cm, juuriston jakokerrokseen, 10-30 cm:n päähän rungosta.
• Levitä 0,5~1 kg/m² polypropeenista valmistettua kaliumpitoista geeliä, sekoita se kolmasosaan kaivetusta maasta ja levitä se tasaisesti. Peitä maa-aineksella, muotoile kovera kovera sadeveden keräämistä varten.

Arborille:

• Kaiva 3-6 kuoppaa latvuksen tippurilinjalle, joista jokaisen leveys ja syvyys on yli 20 cm.
• Levitä keskimäärin 0,5-5 kg geeliä kasvia kohti. Peitetään mullalla.

Puiden kaukokuljetus

Kymmeniä tunteja kestäneen pitkän kuljetuksen jälkeen käytä vedellä sekoitettua geeliä (80~100 mesh:n kuiva vedenpidättimen tuote). Lisää sopiva määrä humusta ja juurrutusainetta paksun lietteen aikaansaamiseksi. Upota juuret kokonaan ja kääri ne kalvolla, jotta taataan yli 98%:n eloonjäämisaste.

---

Perussovellus

Kun istutat, levitä 5~100 kg geeliä kuoppaan. Aseta köynnökset, joiden juuret on kastettu kaliumpolyakrylaattihydrogeeliin. Peitä mullalla ja kastele huolellisesti.

Nurmikolle

Uutta nurmikkoa varten

• Sekoita kaliumpolyakrylaatti ja vesi hydrogeeliksi.
• Levitä hydrogeeliä tasaisesti tasaiselle maalle 1~1,6 kg kaliumpolyakrylaattia neliömetriä kohti.
• Sekoita hydrogeeli kokonaan yhtä suureen määrään hienoa multaa ja levitä se tasaisesti.
• Istuta nurmikko sen jälkeen, kun se on peitetty kevyesti puhtaalla mullalla.

Olemassa olevalle nurmikolle

• Käytä monihampaisia nauloja nurmikon tökkäämiseen, jolloin syntyy suhteellisen tasaisia pieniä reikiä.
• Levitä tasaisesti 5~8 g/m² vettä pidättävää ainetta sisältäviä hiukkasia.
• Huuhtele aineen rakeet pieniin reikiin hieman paineistetun veden avulla.
• Kastele perusteellisesti ensimmäisen tai kahden päivän ajan.

Hitaasti vapautuvalla lannoitteella

Hitaasti vapautuva lannoite

• Liuotetaan veteen useita vesiliukoisia lannoitteita, kuten ureaa, auksiiniä ja juuriaineita (vältetään vahvoja happoja ja emäksisiä tuotteita).
• Lisää liuokseen kaliumpolyakrylaattihiukkasia, jotka absorboivat sitä ja muodostavat hitaasti vapautuvan lannoitteen.
• Tällä menetelmällä estetään lannoitehävikki ja saavutetaan tasapainoinen vedensaanti, lannoitus ja lääkitys, mikä parantaa merkittävästi tehoa ja säästää lannoitteita.

Bakteerilannoitteen aktivaattori

• Biologiset lannoitteet vaativat maaperän kosteutta bakteerien aktivoitumiseen ja lisääntymiseen.
• Sekoita tämä aine biologiseen bakteerilannoitteeseen tehon ja tehokkuuden lisäämiseksi ja lannoitteen säästämiseksi.

Usein kysytyt kysymykset

Onko kaliumpolyakrylaatti turvallista?

Kaliumpolyakrylaatti ei ole myrkyllistä ihmiskeholle, ja sen neutraali pH-arvo on 7.

On tärkeää huomata, että kaliumpolyakrylaatin valmistukseen kuuluu kaliumhydroksidin ja akryylihapon polymerointi. Lopputuote sisältää kuitenkin hyvin vähän akryylijäämiä.

Liian suuri määrä akryylihappoa voi aiheuttaa ärsytystä ihmisen iholle, erityisesti silmille. Valmistajat toimittavat kaliumpolyakrylaatin käyttöturvallisuustiedotteet, joilla varmistetaan, että akryylihapon jäännösmäärä täyttää turvallisuusvaatimukset.

Esimerkki kaliumpolyakrylaatin materiaaliturvallisuustodistuksesta

Muut turvallisuusnäkökohdat

• Akryylihappoon liittyvien huolenaiheiden lisäksi kaliumpolyakrylaatin ominaisuuksiin liittyy muitakin turvallisuusnäkökohtia.
• Kaliumpolyakrylaatilla, joka on erittäin imukykyinen polymeeri, on vettä turvottava ominaisuus, ja sitä on käytettävä varoen.
• Pienhiukkasmuodossaan kaliumpolyakrylaattijauhe voi ärsyttää keuhkoja ja ylempiä hengitysteitä, jos sitä hengitetään.
• Jos kaliumpolyakrylaattia nautitaan vahingossa, se voi imeä itseensä vettä ja turvota vatsassa ja suolistossa aiheuttaen ruoansulatushäiriöitä.
• Kun kaliumpolyakrylaatti imee itseensä vettä ja muodostaa hydrogeelin, se voi muuttua liukkaaksi, jos se jätetään maahan.

Ympäristöturvallisuusnäkökohdat

Kaliumpolyakrylaatti on maatalouden vedenpidätyskyvyn parantamiseen tarkoitettu apuaine, joka ei ole haitallinen ympäristölle. Vaikka se ei ole biologisesti hajoava tavanomaisessa muodossaan, se voi luonnollisesti hajota ympäristössä vedeksi, ammoniakiksi ja hiilidioksidiksi.

Maissa, joissa on tiukat ympäristömääräykset, valmistajat voivat parantaa prosessia lisäämällä tärkkelystä kaliumpolyakrylaattiin, jotta se olisi biohajoavaa.

Huom:

Jotkut häikäilemättömät valmistajat saattavat myydä natriumpolyakrylaattia kaliumpolyakrylaattina natriumpolyakrylaatin alhaisemman markkinahinnan vuoksi. Natriumpolyakrylaatti voi aiheuttaa maaperän tiivistymistä ja suolaantumista, joten ostoksia tehdessä on oltava varovainen.

Kaliumpolyakrylaatin haitat

• Kaliumpolyakrylaatti ei välttämättä sovellu kaikkiin kuiviin maa- ja metsätalousympäristöihin. Ennen ostamista on tärkeää ottaa huomioon seuraavat tekijät:
• Ympäristöolosuhteiden vaikutus: Kaliumpolyakrylaatin vedenimukykyyn ja vedenpidätyskykyyn vaikuttavat merkittävästi ympäristön lämpötila ja maaperän koostumus. Liian korkeat lämpötilat ja suolaantunut maaperä voivat vaikuttaa sen kykyyn imeä ja luovuttaa vettä. Siksi on suositeltavaa tehdä kenttäkokeita näytteillä ennen laajamittaisia hankintoja.
• Kustannusnäkökohdat: Kaliumpolyakrylaatin kustannukset maataloustukena olisi otettava huomioon. Vaikka se soveltuu yleensä kaupallisiin viljelykasveihin ja joihinkin tavallisiin viljelykasveihin, on ratkaisevan tärkeää arvioida, ovatko arvioidut tuotantopanoskustannukset ja taloudelliset hyödyt kohtuulliset. Mahdollisia taloudellisia hyötyjä ovat mm:
• Parantaa siementen itävyyttä ja itämistä, mikä johtaa terveempiin kasveihin.
• Parempi kuivuuden kestävyys ja satojen lisääntyminen.
• Lisää hedelmäpuiden satoa ja vähentää hedelmien halkeilua.
• Nuorten tai siirrettyjen puulajien eloonjäämisaste paranee.
• Kustannussäästöt maisemanhoidossa ja golfkentän ylläpidossa vähentämällä kastelutiheyttä.

Miten kaliumpolyakrylaattia valmistetaan?

Kaliumpolyakrylaattia valmistetaan akryylihapon ja kaliumhydroksidin polymerointireaktiolla.

Kaliumpolyakrylaatin nykyinen hinta (2024)

Vuonna 2024 kaliumpolyakrylaatin nykyinen hinta vaihtelee noin 2000-4500 Yhdysvaltain dollarin välillä.