Aqua Sorb - Polymère humide pour l'hydratation et la rétention des sols

Quel est leur secret ? Avant que les Pippins ne posent leur...

Quel est leur secret ? Avant que les Pépins ne déposent leur gazon, ils ont mis en terre 20 livres de polyacrylamide réticulé, un polymère synthétique capable d'absorber jusqu'à 400 fois son poids en eau désionisée (pure). D'autres propriétaires le long du front de mer du Colorado ont signalé un succès similaire, en utilisant des taux de polymère de l'ordre de 15 à 30 livres par 1, 000 pieds carrés de sol.

Alors que des preuves plus scientifiques et définitives sont recherchées dans des études à la Colorado State University, la satisfaction des propriétaires qui voient des pelouses vertes et des économies d'eau est indéniable.

Le polyacrylamide réticulé est un matériau granulaire de la taille d'un sel gemme qui absorbe l'eau libre du sol, gonfler à 1/4- à 1/2-inch de diamètre et stocker l'eau pour l'utilisation de la plante. Les racines poussent à travers les particules de type gel et extraient de l'eau au besoin. Une mouture poudreuse plus fine utilisée principalement comme trempette à racines nues et les cristaux standard sont les deux tailles de mouture qui apparaissent comme les plus utiles. Environ 95 % ou plus de l'eau absorbée est disponible.

Le polyacrylamide réticulé a été développé dans les années 1950 par une société américaine, mais n'absorberait que 20 fois son poids en eau déminéralisée. Le brevet a expiré dans les années 1970, et une firme britannique a porté le taux d'absorption à 40 en 1978, puis à 400 fois son poids en 1982. Cependant, le produit n'a pas décollé sur le marché comme prévu, en raison de l'absence d'un système de distribution adéquat, des prix artificiellement élevés et l'absence d'un effort de recherche concentré. Essentiellement, aucun fabricant ne consacrerait suffisamment d'argent au développement d'un produit dont le brevet avait expiré.

Plusieurs sociétés commercialisent le polyacrylamide réticulé 400X moderne sous des marques telles que Hydrosource, Terra-Sorbe, Attrape eau, et à feuilles larges P4. La concurrence a ramené le prix à un niveau abordable pour une grande variété d'utilisations paysagères.

En raison de ses performances générales élevées, longévité et sécurité inhabituelles, le polyacrylamide réticulé est en train de devenir la Rolls Royce des polymères absorbant l'eau. La longévité le rend particulièrement attrayant pour l'aménagement paysager, et les parcelles d'essai originales de 1982 au Royaume-Uni révèlent que le polymère semble toujours être efficace à plus de 90 % après huit ans.

Pour les paysagistes du Colorado, les utilisations les plus prometteuses du polyacrylamide réticulé comprennent la réduction des coûts d'arrosage du gazon, augmenter à peu de frais les taux de survie des arbres et arbustes transplantés, augmenter le taux de croissance des plantes paysagères pour une maturité plus précoce, diminution des pertes de plantes à massif, et l'amélioration de l'établissement des peuplements de graminées indigènes.

Réduire les coûts d'arrosage sur le gazon
On estime que 15 livres de polyacrylamide réticulé par 1, 000 pieds carrés stockeront techniquement un demi-pouce d'irrigation typique de Front Range, et 30 livres stockeront un pouce d'eau. Si ces chiffres techniques de stockage sont corrects dans les conditions réelles du sol, nous devrions pouvoir allonger les intervalles d'arrosage de deux et quatre jours, respectivement, avec les 15 et 30 livres par 1, 000 taux sous les taux d'évapotranspiration typiques d'août d'un quart de pouce.

Cela se voit dans bon nombre des 70 à 75 pelouses en polymère surveillées par les propriétaires avec lesquelles le polyacrylamide occidental, Inc., (WPI), une société de polymères basée au Colorado, a aidé; mais nous attendons les résultats du test de gazon de la Colorado State University (CSU) du Dr Anthony Koski pour confirmation documentée. (Les résultats sont attendus pour l'été 1990). Ce test de gazon polymère, considéré comme l'un des plus complets des États-Unis, contient des taux de 0 à 80 livres par 1, 000 pieds carrés, profondeurs de 1 à 8 pouces, et possède à la fois des sections de fétuque et de pâturin avec Hydrosource®, ainsi que des comparaisons côte à côte de sept autres polymères et tailles de broyage. Le Dr Koski mène également une étude distincte sur le polymère et le gazon soutenue par l'American Sod Producers Association.

En avril 1990, le Département des Travaux Publics de la Ville d'Arvada (Colorado), Entreprise d'aménagement et d'entretien de Green King, et WPI ont coopéré pour créer une pelouse d'essai de polymère sur un site de maison modèle, avec une pelouse de contrôle à côté. La pelouse d'essai a reçu 30 livres de polymère par 1, 000 pieds carrés. Le ministère des Travaux publics a fourni les compteurs d'eau individuels, et aidera à surveiller le test.

Les nombreuses variables des conditions de l'eau et du sol feront de la détermination des taux d'application pour le gazon une science inexacte, mais les tests CSU fourniront une excellente étude de base.

Pour les nouvelles pelouses, le polymère s'applique facilement avec un épandeur à main ou à main. L'épandage doit être fait uniformément, ou les résultats montreront des irrégularités pendant les périodes de stress.

Nous constatons déjà une tendance de la part de certains paysagistes et propriétaires à réduire les tarifs plus élevés (15-30 livres par 1, 000 pieds carrés) en faveur de tarifs moins chers de l'ordre de 315 livres par 1, 000 pieds carrés. Les bénéfices des paysagistes sont coupés, le propriétaire ne sera pas aussi satisfait à long terme, et la réputation du polymère est endommagée. Certains types de normes écrites seront nécessaires pour aider les clients à choisir leurs options.

Machine d'injection de polymère pour terrain de golf et pelouse à la maison ...

Machines d'injection de polymère pour terrains de golf et pelouses domestiques
Pour l'installation de polymère sous le gazon existant, Fabrication Olathe, Inc., a développé une machine d'injection de polymère, la jardinière en polymère Olathe modèle 831, pour une utilisation sur les terrains de golf, parcs et terrains de sport. Tiré par un tracteur de 40 CV ou plus, les lames alimentées par prise de force du modèle 831 s'enfoncent dans le sol à des profondeurs de 2-1/2 à 4-1/2 pouces sur des centres de 6 pouces pour déposer les cristaux de polymère.

En 1989, Olathe a donné au Dr Jeff Nus de l'Université d'État du Kansas un 20 $, Bourse de 000 000 pour une grande étude de taux de polymère de ce type d'injection, et cette recherche se poursuit - tout comme une étude complémentaire utilisant un polymère pour développer un nouveau terrain de sport « plus doux » pour réduire les blessures chez les athlètes et une troisième étude pour déterminer les taux de rotation. Certains tests dans la région de Denver du nouveau modèle 831 étaient prévus pour la fin mai ou le début juin 1990.

Olathe prévoit également de développer une plus petite « jardinière en polymère » à conducteur marchant pour le marché des pelouses domestiques, et a visé l'automne 1990 pour mettre la machine sur le marché.

Plantations de survie
Le Colorado Forest Service entame maintenant sa sixième année d'utilisation du polyacrylamide réticulé pour augmenter la survie dans ses programmes de semis et de clôtures à neige vivantes, avec une technique qui comprend le trempage des plants à racines nues avec une solution de suspension de polymère (fin) pulvérisé, et mélanger une tasse à une pinte de cristaux standard hydratés avec le remblayage de tout le stock à racines nues et conteneurisé. Les coûts des polymères pour ce type de plantation sont de 5 à 10 cents par arbre. Plus d'un million d'arbres sont maintenant plantés chaque année dans le Colorado en utilisant cette technique.

Croissance accélérée des arbres
Des tests avec des amandes de Californie (choisis comme un arbre à croissance rapide) montrent que 6 onces de polymère incorporé autour du système racinaire dans le trou de plantation auguré donneront une croissance 30 à 40 pour cent plus rapide (avec un doublement du système racinaire latéral de l'arbre) dans le quatre premiers mois. La différence se réduit à 15 pour cent après 10 mois, car la taille de l'arbre dépasse l'utilité des six onces de polymère.

Avec un gros pistolet d'injection d'air comprimé développé par Pitts Carbonic, des tests ont été initiés pour déterminer si la croissance accélérée peut être poursuivie dans la seconde, troisième et quatrième années. En insérant le pistolet à 1-, profondeurs de 2 et 3 pieds, le polymère peut être injecté dans 3-, Zones de 6 et 9 pieds de diamètre, respectivement.

Des travaux d'injection similaires sont effectués avec quatre autres types de pistolets d'injection à air comprimé (Grow Gun, Olathe, Aqua-life et Terralift) et la série Olathe de pompes à boue qui pompent du polymère hydraté.

Plantes à massif
Le fait que les arrosages fréquents des revendeurs de plantes à massifs soient ennuyeux, souvent en désordre, et la main-d'œuvre importante contribue à la perte estimée à 15 % sur toutes les plantes à massif qui meurent après avoir quitté la pépinière. Cependant, le polyacrylamide réticulé montre des signes de réduction non seulement de la mortalité élevée, mais aussi en diminuant le coût pour les planteurs de plantes à massif à la fois par une maturité précoce et en réduisant la main d'œuvre nécessaire à l'arrosage.

Par exemple, Lee Junglen et Ron Smith de Flower Floral, Fontaine, Colorado, en 1989, ils ont converti la moitié de leur usine à massifs à châssis froid de trois acres en polyacrylamide réticulé en mélangeant une livre de polymère (la moitié du taux recommandé) dans chaque mètre cube de terreau. Auparavant dépendant de quatre abreuvoirs à temps plein au printemps, Flower Floral a réduit les coûts d'arrosage de 50 % car deux employés ont pu s'occuper des corvées d'arrosage. En augmentant le taux à deux livres de polymère par mètre cube pour 1990 et en convertissant 100 % en polymère, une réduction supplémentaire significative des coûts de main-d'œuvre s'est produite. Junglen rapporte que la croissance avec du polymère n'a que des avantages, mais nécessite quelques ajustements, comme la modification des dates de plantation pour les plants de tomates à massif qui mûrissent deux semaines plus tôt que d'habitude lorsqu'ils sont cultivés en polymère.

Ensemencement de graminées indigènes avec polymère
Plus de 300 acres dans le Colorado, Le Wyoming et l'Utah ont été ensemencés avec 10 à 20 livres d'Hydrosource Standard (cristaux) par acre mélangés avec les semences de graminées ou semés séparément dans la rangée de semences via des boîtes d'insecticide. Dans la plupart des cas, les résultats sont excellents, et la technique semble prometteuse pour les plantations « hors fenêtre ».

Si le polymère est hydraté (par arrosage ou par pluie) au moment où les graines entrent dans la phase cruciale de germination, alors des taux de réussite élevés sont atteints. C'est parce que même une pluie légère entraînera le stockage temporaire de 400 à 800 gallons d'eau par acre dans les rangées de semences à des taux de polymère de 10 à 20 livres par acre.

WPI explore actuellement avec le service de recherche agricole de l'USDA, Service de conservation des sols de l'USDA, et le Bureau of Reclamation du ministère de l'Intérieur, entre autres, la faisabilité de l'ensemencement en gel de semences de graminées indigènes. La technique consiste à mélanger la graine avec un gel fabriqué à partir de polymère pulvérisé qui serait pressé « à la manière d'un dentifrice » dans la rangée de graines. L'ensemencement en gel de graines de graminées indigènes a été réalisé par un certain nombre de chercheurs au cours des dernières années, mais des gels améliorés, des coûts inférieurs et des besoins accrus peuvent faire de l'ensemencement de gel une réalité pour l'avenir.

Gel-ensemencement, une ancienne technique réalisée plus récemment par le Dr Herb Sunderman de la station de recherche Colby Ag de la Kansas State University, avec une pompe à engrais liquide, est attrayant car il dépose le maximum d'eau stockée dans le rang de semis au prix minimum. Par exemple, en utilisant l'eau de pluie, cinq livres de polymère (fin), à 20,00 $ ou moins, produira plus de 200 gallons de gel.

Utilisations supplémentaires pour le polymère

Lits de rangement en polymère proposés
La capacité du polyacrylamide réticulé à stocker de grandes quantités d'eau sous les arbres et les arbustes ouvre une toute nouvelle dimension pour les architectes paysagistes et les ingénieurs innovants. Par exemple, Lakewood, L'architecte paysagiste du Colorado, Jan Caniglia, a proposé un système pour capter et canaliser les eaux de ruissellement du toit dans de grands lits de stockage en polymère sous des plantes dispersées autour d'une cour xéripaysée. En canalisant les eaux de ruissellement d'un 2, Toit de 000 pieds carrés dans certaines zones de culture contenant des « lits de polymère » (qui peuvent également inclure de la roche poreuse), ce système devrait permettre la croissance de la plupart des types d'arbres ou d'arbustes en combinaison avec des précipitations naturelles ou la fonte des neiges uniquement.

En effet, en concentrant les précipitations naturelles du toit, il peut théoriquement être possible de doubler ou de tripler les « précipitations annuelles » disponibles pour la fleur beaucoup plus petite, zones d'arbustes et d'arbres de la cour. Avec les différents dispositifs à air comprimé disponibles pour injecter des cristaux de polymère dans le sol jusqu'à trois pieds de profondeur et 15 pieds de diamètre, l'architecte paysagiste n'a qu'à marquer le dessin avec le diamètre, profondeur d'injection, et des livres de polymère à stocker dans chaque lit. Pour les plantes à système racinaire peu profond, le polymère pourrait être rotoculté dans les lits.

Une pluie d'un quart de pouce sur un 2, Le toit de 000 pieds carrés fournirait rapidement environ 310 gallons d'eau pour s'imprégner profondément dans les lits de stockage en polymère. En revanche, la même pluie d'un quart de pouce sur la zone de croissance pourrait ne pénétrer qu'un pouce ou moins dans le sol. Avec chaque livre de polyacrylamide réticulé connu pour stocker 25 à 40 gallons d'eau de pluie dans le sol, l'architecte paysagiste pourrait soigneusement adapter le système de stockage à la taille du toit, modèle de précipitations de zone, et les exigences des plantes.

Parterres de fleurs surélevés
Les parcs, Département des loisirs et des bibliothèques de Westminster, Colorado, fatigué du coût élevé et des plaintes de l'arrosage deux fois par jour d'un parterre de pétunia surélevé de 600 pieds carrés très visible, récemment installé un taux de polymère très élevé (70 livres par 1, 000 pieds carrés) dans un test pour déterminer s'ils peuvent garder les pétunias en fleurs avec des précipitations naturelles et/ou un arrosage limité seulement.

D'un point de vue technique, 70 livres par 1, 000 pieds carrés donneront une capacité de stockage potentielle d'environ 2-1 / 2 pouces d'eau, et la profondeur de 12 pouces à laquelle le site a été labouré ne créera probablement pas un parterre de fleurs pâteux. En comparant les livres de polymère aux pieds cubes de sol impliqués, nous notons que le taux est d'environ deux livres par mètre cube de sol:un taux considéré comme optimal pour le mélange de sol chargé de polymères pour les fleurs.

Chargement sur polymères
Le polyacrylamide réticulé et d'autres polymères semblent prometteurs comme supports d'engrais, micronutriments, pesticides, désherbants, retardateurs de croissance, répulsifs de jeu systémiques, nématocides et fongicides. La plus grande nouvelle dans le domaine du chargement est une décision prise en février 1990 par le Centre national de recherche sur les engrais et l'environnement (NFERC) de TVA d'affecter huit à 10 scientifiques au chargement d'engrais et de micronutriments sur différents polymères.

Ce nouveau programme du NFERC représente le premier effort de recherche important du gouvernement américain sur les polymères synthétiques. Une étude préliminaire en serre du NFERC de 1989 sur le chargement de 32 % d'azote (UAN) sur du polyacrylamide réticulé a donné des plantes 50 % plus grandes et une meilleure utilisation de 40 % de l'azote. Les recherches du NFERC se concentrent maintenant sur la charge en azote et en fer.

Une partie de l'attrait du chargement de polymère est que chaque livre de cristaux standard contient environ 67, 000 à 70, 000 cristaux, permettant ainsi une forme de libération lente en modifiant simplement le schéma de dispersion. Le 67, 000 à 70, 000 chiffre s'avère utile à d'autres égards. Par exemple, nous pouvons calculer approximativement la densité d'une application de diffusion en comptant simplement le nombre de cristaux qui tombent sur une surface d'un pied carré.

Répulsifs de gibier
Ani-pel est un systémique, répulsif pour gibier biodégradable contenant du benzoate de dénatonium (Bitrex), l'une des dix substances les plus amères au monde, et le seul qui soit soluble dans l'eau. En plus de la forme de comprimé couramment utilisée, il détient un potentiel considérable de chargement sur les cristaux de polymère. Le Service forestier des États-Unis expérimente la culture de semis dans une pépinière contenant des cristaux chargés d'Ani-pel. Alors que le granulé offre une protection de deux ans et demi contre tous les dommages causés par les animaux au-dessus et au-dessous du sol, personne ne sait encore quelle protection sera offerte par le polymère chargé du composé amérisant.

Semis d'oliviers russes retirés 11 mois après le repiquage. Le semis a été planté avec 1 once de polymère (environ 70, 000 cristaux) dans le trou d'origine de 3 gallons, le polymère illustré représente donc peut-être 10% des cristaux réels attachés au système racinaire des cheveux.

Performances et sécurité des polymères
Les performances du polyacrylamide réticulé sont temporairement affectées par les sels de l'eau d'irrigation et du sol, mais fonctionne beaucoup mieux lorsqu'il est hydraté par l'eau de pluie ou la fonte des neiges. Par exemple, une livre de polymère absorbera et retiendra 48 gallons (100 %) dans de l'eau déminéralisée, 32 gallons (60%) dans une eau relativement pauvre en sels, et dans la plage de 15 à 25 gallons (30 à 50 %) dans l'eau avec une teneur en sel plus élevée. Des facteurs de performance des polymères (PPF) aussi bas que 11 à 23% ont été observés pour certaines irrigations dans le Lubbock, région du Texas, avec une hydratation si faible que l'utilisation agricole sur de tels sites ne serait pas économique. En revanche, les tests effectués dans des champs en terres arides dans la même zone indiquent un PPF inhabituellement élevé de 80 % ou plus.

Des tests informels de sources d'eau d'irrigation le long du Colorado's Front Range montrent des performances relativement constantes, et aucun problème de performance sérieux n'a été observé, à l'exception d'un puits de surface peu profond dans la partie orientale de Colorado Springs. Puisque le Front Range est (parfois) béni avec des averses de mousson, les sites tant irrigués qu'irrigués bénéficieront des performances plus élevées des précipitations naturelles.

La teneur en sel du sol et de l'eau représente l'une des rares menaces potentielles à la longévité du polyacrylamide réticulé (la lumière UV dégradera les cristaux hydratés à la surface du sol pendant plusieurs semaines, mais ne pénètre pas de plus d'un demi-pouce dans le sol).

Une concentration plus élevée de certains sels solubles dans l'eau (par exemple le magnésium, calcium) ont été récemment découverts par deux chercheurs de l'Université de Californie/Davis pour infliger un effet de « cerclage » permanent sur les cristaux, réduisant leur efficacité jusqu'à 10 %.

Cependant, aucune confirmation n'a encore été trouvée de cet effet de « cerclage » sur un site de terrain réel où que ce soit. (Par exemple, les mêmes cristaux hydratés à partir de la source du puits d'irrigation de Lubbock ont ​​été rincés avec de l'eau déminéralisée - simulant l'effet de la pluie - puis exécutés à des taux proches de la normale.) On espère que le problème reste confiné principalement aux concentrations élevées en laboratoire des diverses substances solubles dans l'eau. sels, bien que nous puissions y faire face dans certaines situations de pépinière. Les chercheurs et les entreprises impliquées dans le polyacrylamide réticulé accordent désormais beaucoup plus d'attention à la qualité de l'eau.

La sécurité des polyacrylamides réticulés à long terme est naturellement une question importante pour les consommateurs étant donné les niveaux élevés de sensibilisation à l'environnement, mais peu de choses ont fait surface au cours des 30 années et plus depuis le développement original du polymère qui donnerait une cause particulière de préoccupation environnementale. Il existe un corpus considérable d'informations sur les voies de décomposition des polymères qui montrent que ce type de polymère finit par se dégrader pour produire du CO2, H2O et NH4. L'activité actuelle du marché provoque une intensification de la recherche sur les polymères, y compris des tests pour revérifier la nature non dangereuse du polymère.

La vitesse de développement de l'industrie du polyacrylamide réticulé dans l'aménagement paysager et l'agriculture semble être en relation directe avec le temps, l'effort et l'argent consacrés à la recherche. Compte tenu de la complexité du polymère vis-à-vis des taux et des méthodes d'application, il est impératif qu'il soit développé conjointement par des chercheurs universitaires, entreprises de polymères axées sur la recherche et paysagistes professionnels.