Чому вода не просочується у гідрофобний ґрунт

Спека та посухи часто ставлять фермерські господарства, які також можуть стикатися з проблемами, пов’язаними з обмеженнями зрошення, перед необхідністю знову зволожувати сухі ґрунти. Після того, як ґрунти стають водовідштовхувальними, повернути рівень вологи до оптимального може бути трудомістким завданням.

Як ґрунт починає відштовхувати воду?

Ґрунт відштовхує воду через вміст у ньому гідрофобних речовин. Гідрофоби – це органічні молекули, які відштовхують воду. Вони виділяються в ґрунт як наслідок активності мікроорганізмів, органічної речовини та рослинних тканин, які розкладаються. Гідрофоби утворюють тонку воскову плівку навколо кожної частинки ґрунту, роблячи його гідрофобним (таким, що відштовхує воду). Чим вищою є гідрофобність ґрунту, тим нижча всотуваність води.

Молекули води мають два полюси і мають велику силу зчеплення: вони притягують до себе молекули такого самого типу. Їхнє сильне тяжіння одна до одної і слабка здатність до формування зв’язків із вкритими восковою плівкою частинками ґрунту призводять до утворення крапель з великим кутом контакту. Цей сильний поверхневий натяг не дозволяє краплям води поширюватися на велику площу поверхні.

Ймовірність того, що ґрунт є або стане гідрофобним, залежить не лише від присутності гідрофобного матеріалу, але також і від текстури ґрунту (Гант та Гілкс, 1992). Грубозернисті піщані ґрунти, які містять менше 5% глини, дуже схильні до набуття водовідштовхувальних властивостей.

Ілюстрація 1: Вода у гідрофобних ґрунтах

Застосування додаткового зрошення в таких ситуаціях призведе лише до збільшення витрат на воду, робочу силу та перекачування, і практично не вплине на покращення рівня вологості ґрунту. Навіть мінімальна гідрофобність може негативно вплинути на рух води в ґрунті, що, в свою чергу, вплине на ріст і розвиток рослин та призведе до погіршення об’ємів і якості майбутнього врожаю.

Як працюють зволожувальні агенти (змочувачі)?

Зволожувальні агенти (змочувачі) – це продукти на основі сурфактантів, створені, щоб покращити проникнення води у ґрунт, і дозволити краще поширення води по всій його товщині горизонтально та вертикально.

Змішуючись з водою, активні інгредієнти зменшують силу зчеплення й збільшують адгезію (силу, яка штовхає молекули води до інших речовин, наприклад, до ґрунту), тож ґрунт більше не відштовхує воду.

Зволожувальні агенти для ґрунту також не дозволяють воді збиратися в калюжі на поверхні ґрунту, послаблюючи поверхневий натяг води. Простими словами, сурфактанти складаються з гідрофільної голівки та гідрофобного хвоста. При змішуванні з водою, гідрофобний хвіст висуваєтсья з поверхні води, зменшуючи її поверхневий натяг. Нижчий поверхневий натяг зменшує кут контакту і дозволяє воді поширюватися на більшу площу поверхні. Це зменшує втрату води через відтік, особливо на видозміненому ґрунті (наприклад, на овочевих грядках, насипах, сформованих після висадки картоплі або сівби моркви) і покращує проникнення води у ґрунт.

Ілюстрація 2: молекули сурфактанту розбивають поверхневий натяг води, коли гідрофобний “хвіст” заходить на поверхню води

Ілюстрація 3: Вода зі зволожувальним агентом у гідрофобному ґрунті

У боротьбі з гідрофобним ґрунтом, поєднання таких агротехнічних практик, як глинування та риття канавок, і найновіших зволожувальних агентів є ефективним способом зменшити гідрофобність ґрунту. Надання воді можливості швидше проникати в ґрунт зменшить втрати води та сприятиме здоровому розвитку коренів. Здорова коренева система сприяє кращому засвоєнню поживних речовин і кращому укоріненню рослин. Максимальне використання зрошувальної води дозволяє заощадити витрати і отримати врожайність, що відповідає оптимальному потенціалу культури.

Джерело

Цитоване джерело: Гант, Н., і Гілкс, Б. (1992) Книга нагляду за фермою