استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي في الأسمدة
منع تكتل الأسمدة: مع تطور صناعة الأسمدة، وزيادة مستويات التسميد، وتنامي الوعي البيئي، فرض المجتمع متطلبات أعلى على عمليات إنتاج الأسمدة وأداء المنتج. تطبيقالمواد الخافضة للتوتر السطحييُمكن أن يُحسّن جودة الأسمدة. لطالما شكّل التكتل تحديًا لصناعة الأسمدة، وخاصةً بيكربونات الأمونيوم، وكبريتات الأمونيوم، ونترات الأمونيوم، وفوسفات الأمونيوم، واليوريا، والأسمدة المركبة. ولمنع التكتل، بالإضافة إلى التدابير الاحترازية أثناء الإنتاج والتعبئة والتخزين، يُمكن إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى الأسمدة.
تميل اليوريا إلى التكتل أثناء النقل والتخزين، مما يؤثر سلبًا على مبيعاتها وصلاحيتها للاستخدام. تحدث هذه الظاهرة نتيجة إعادة التبلور على سطح حبيبات اليوريا. تنتقل الرطوبة داخل الحبيبات إلى السطح (أو تمتص الرطوبة الجوية)، مكونةً طبقة رقيقة من الماء. عند تقلب درجات الحرارة، تتبخر هذه الرطوبة، مما يؤدي إلى تبلور المحلول المشبع على السطح، مما يؤدي إلى التكتل.
في الصين، تتوفر الأسمدة النيتروجينية بشكل رئيسي بثلاثة أشكال: نيتروجين الأمونيوم، ونيتروجين النترات، ونيتروجين الأميد. سماد النيترو هو سماد مركب عالي التركيز يحتوي على كل من نيتروجين الأمونيوم والنترات. على عكس اليوريا، يمكن للمحاصيل امتصاص نيتروجين النترات الموجود في سماد النيترو مباشرةً دون تحويل ثانوي، مما يؤدي إلى كفاءة أعلى. تُعد أسمدة النيترو المركبة مناسبة للمحاصيل النقدية مثل التبغ والذرة والبطيخ والفواكه والخضراوات وأشجار الفاكهة، حيث تُحقق أداءً أفضل من اليوريا في التربة القلوية والمناطق الكارستية. ومع ذلك، نظرًا لأن أسمدة النيترو المركبة تتكون أساسًا من نترات الأمونيوم، وهي شديدة الامتصاص للرطوبة وتخضع لتحولات طورية بلورية مع تغيرات درجة الحرارة، فإنها عرضة للتكتل.
استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي في معالجة التربة الملوثة
مع تطور صناعات مثل البتروكيماويات والأدوية والبلاستيك، تدخل أنواع مختلفة من الملوثات العضوية الكارهة للماء (مثل الهيدروكربونات البترولية، والمواد العضوية المهلجنة، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات، والمبيدات الحشرية) وأيونات المعادن الثقيلة إلى التربة عبر الانسكابات والتسربات والنفايات الصناعية والتخلص من النفايات، مما يُسبب تلوثًا خطيرًا. تلتصق الملوثات العضوية الكارهة للماء بسهولة بالمواد العضوية في التربة، مما يُقلل من توافرها الحيوي ويُعيق الاستفادة منها.
تتميز المواد الخافضة للتوتر السطحي، باعتبارها جزيئات محبة للماء، بتقارب قوي للزيوت والهيدروكربونات العطرية والمواد العضوية الهالوجينية، مما يجعلها فعالة في معالجة التربة.
استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي في الحفاظ على المياه الزراعية
الجفاف مشكلة عالمية، إذ تعادل خسائر المحاصيل الناجمة عنه إجمالي الخسائر الناجمة عن الكوارث الجوية الأخرى. تتضمن عملية كبح التبخر إضافة مواد خافضة للتوتر السطحي إلى الأنظمة التي تتطلب الاحتفاظ بالرطوبة (مثل المياه الزراعية وأسطح النباتات)، مما يُشكّل غشاءً أحادي الجزيء غير قابل للذوبان على السطح. يشغل هذا الغشاء مساحة تبخر محدودة، مما يُقلل من مساحة التبخر الفعالة ويُحافظ على المياه.
عند رشها على أسطح النباتات، تُشكل المواد الخافضة للتوتر السطحي بنيةً مُوَجَّهة: أطرافها الكارهة للماء (المُوَاجِهة للنبات) تُصدّ وتمنع تبخر الرطوبة الداخلية، بينما أطرافها المُحبة للماء (المُوَاجِهة للهواء) تُسهّل تكثّف الرطوبة الجوية. يُثبِّط هذا التأثير المُجتمع فقدان الماء، ويُعزِّز مقاومة المحاصيل للجفاف، ويُعزِّز الغلة.
خاتمة
باختصار، للمواد الخافضة للتوتر السطحي تطبيقات واسعة في التقنيات الزراعية الحديثة. ومع ظهور تقنيات زراعية جديدة وتحديات تلوث جديدة، سيزداد الطلب على أبحاث وتطوير المواد الخافضة للتوتر السطحي المتقدمة. ولن نتمكن من تسريع وتيرة التحديث الزراعي في الصين إلا من خلال إنتاج مواد خافضة للتوتر السطحي عالية الكفاءة ومصممة خصيصًا لهذا المجال.
وقت النشر: ١٥ أغسطس ٢٠٢٥