Por que o tubo de infiltração de nano de borracha é bompara irrigação agrícola?
A vantagem central do tubo de infiltração de nano de borracha reside em sua estrutura de material em escala nano-escala e mecanismo de permeação, que abordam efetivamente os principais desafios nos métodos tradicionais de irrigação, como irrigação por inundações e irrigação convencional de gotejamento—como desperdício de água, degradação do solo e baixa eficiência da absorção de culturas. Esse avanço atinge os objetivos "precisão, eficiência e sustentabilidade ecológica" de irrigação. As vantagens podem ser analisadas a partir de três dimensões: propriedades do material, mecanismos de irrigação e valor da aplicação agrícola.
I. Vantagens principais: "desempenho diferenciado" trazido por nanoestruturas
O núcleo do tubo de infiltração em nanoescala está em sua construção de parede usando materiais porosos em escala nano (como tubos compostos nano-cerâmicos e plásticos nano-modificados). Esses materiais geralmente apresentam diâmetros de poros que variam de 1 a 100 nanômetros, atendendo perfeitamente aos requisitos essenciais——de irrigação agrícola. Eles não apenas permitem o controle preciso da umidade, mas também filtram as impurezas e protegem o solo. As características de desempenho específicas são as seguintes:
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Dimensão de desempenho |
Características do tubo de água em nanoescala |
Defeitos dos métodos tradicionais de irrigação (irrigação por inundações/irrigação comum de gotejamento) |
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Precisão da penetração |
Os poros são pequenos e uniformes (escala nano) e a água é liberada lentamente na forma de "osmose capilar", evitando o acúmulo de água local |
Overdrip: a concentração e a infiltração da água podem facilmente levar a vazamentos profundos; Irrigação comum de gotejamento: o grande diâmetro do bico (nível de milímetro) é propenso a "pingos irregulares" devido a flutuações de pressão da água |
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Capacidade anti -Blockade |
Os nanoporos podem filtrar o lodo e os microorganismos (como algas) em água, reduzindo o bloqueio do oleoduto (a taxa de irrigação tradicional de gotejamento é superior a 20%, os nanotubos podem reduzir para menos de 5%) |
Irrigação de gotejamento comum: A cabeça do gotejamento é fácil de ser bloqueada pelo resíduo de lama e fertilizante, o que requer freqüência de descarga e alto custo de manutenção |
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Resistência ao tempo/ durabilidade |
Nanomateriais (como plásticos modificados na nano-sílica) são resistentes à corrosão UV e do solo (vida de 8 a 10 anos em ambiente ácido e alcalino) |
Tubo de irrigação com gotejamento de PVC comum: fácil de ser envelhecido por luz ultravioleta e corrosão pelo sal do solo, a vida é de apenas 3-5 anos |
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Adaptabilidade térmica |
Alguns tubos nanocompósitos (como tubos reforçados de nanotubos) podem se adaptar à diferença de temperatura de 10℃~ 60℃, evitando congelamento e amolecimento em alta temperatura |
Tubo de plástico comum: fácil de quebrar a baixa temperatura, fácil de se deformar em alta temperatura, precisa de medidas adicionais de isolamento/anti-sunidade |
2.
O objetivo central da irrigação agrícola é "permitir que a água seja absorvida pelo sistema radicular sem danificar a ecologia do solo". O tubo nano-permeável atinge esse objetivo através dos seguintes mecanismos:
2.1 A taxa de economia de água aumentou 30%a 50%: de "resíduos" para "suprimento direcionado"
A taxa de utilização da irrigação tradicional de inundações é de apenas 30% a 40% (uma grande quantidade de água é perdida por vazamento profundo e evaporação da superfície); A taxa de utilização da irrigação comum de gotejamento é de cerca de 70%a 80%.
O modo de infiltração capilar dos tubos de nano-permeação: a água penetra lentamente dentro de uma faixa de 10 a 20 cm ao redor da parede do tubo, agindo diretamente na zona da raiz da colheita (onde a maioria das raízes da colheita está concentrada em 0-30 cm de solo), impedindo a infiltração profunda. Simultaneamente, a liberação gradual reduz a evaporação da superfície (em 20%a 30%), alcançando, finalmente, a eficiência da utilização de recursos hídricos.
2.2. Proteja a estrutura do solo: evite "compactação" e "salinização"
A irrigação excessiva faz com que o fluxo de água impacte e compacte a superfície do solo, formando uma "camada compactada" (reduzindo a porosidade do solo e afetando a respiração radicular). Por outro lado, a água dos tubos nano-permeáveis é liberada através de um "modo de infiltração", que evita perturbar as partículas do solo e mantém a estrutura agregada do solo (mantendo a porosidade de 40%a 50%, atendendo aos requisitos de crescimento da colheita).
Em algumas regiões áridas/úmidas, a rápida evaporação da água após a irrigação tradicional faz com que os sais profundos do solo se acumulem na camada superficial (salinização). A característica da "infiltração lenta" dos tubos nano-permeáveis permite que a água e os sais do solo se misturem completamente, que é absorvida por sistemas radiculares e utilizados, reduzindo assim o acúmulo de sal superficial (reduzindo a incidência de salinização em 15%-25%).
2.3. Adaptação a diversos cenários agrícolas: do campo à agricultura da instalação
Culturas de campo grandes (trigo, milho): Os tubos podem ser enterrados na camada radicular (20 a 30 cm de profundidade), combinados com o sensor de umidade do solo para obter "irrigação sob demanda" (quando o teor de umidade do solo é menor que 18%, o suprimento automático de água), reduz a intervenção manual e resiste a servente e a tempestade (os tubos são de 18%, o fornecimento automático de água), a intervenção manual e a resistência e a ranha (os tubos são enterrados para o fornecimento de água).
Facility agriculture (greenhouse vegetables, fruit trees): can be buried close to the root system of crops (10-15 cm), and accurately control the local humidity (for example, tomato root system needs water content of 20%-25%, nanotubes can maintain this range stably), to avoid diseases in high humidity environment of greenhouse (such as gray mold, which is easy to induce by high humidity, accurate humidity control can reduce the disease rate by 30%).
Agricultura da montanha/ encosta: a irrigação tradicional é propensa à perda de água devido ao terreno (mais de 50% da taxa de perda de inundação de inclinação). O tubo de infiltração de nano pode ser enterrado no subsolo e colocado ao longo do terreno, para que a água possa se infiltrar verticalmente sem perder ao longo da encosta, que é adequada para terrenos complexos.
3. Comparado com a irrigação tradicional: o tubo de infiltração de nano de borracha é melhor com benefícios econômicos a longo prazo
Embora o custo inicial de compra do tubo nano-permeável seja maior que o do tubo de irrigação com gotejamento comum (cerca de 20 a 30%), seu custo abrangente é menor a longo prazo (ciclo de 5 a 8 anos):
3.1 Custo de economia de água:Com base na demanda média anual de água de irrigação de 300 metros cúbicos por MU de culturas de campo, os nanotubos economizam 100-150 metros cúbicos de água por MU por ano em comparação com a irrigação por inundações. De acordo com o preço da água agrícola de 1 yuan/metro cúbico, o custo anual de economia de água por MU é de 100-150 yuan.
3.2 Custo de manutenção:O tubo de irrigação com gotejamento comum precisa ser dragado e substituído (tubo bloqueado/envelhecimento) 1-2 vezes por ano, e o custo de manutenção é de cerca de 50 yuane por MU; O Nano Pipe tem baixa taxa de bloqueio e vida útil longa, e o custo anual de manutenção é de apenas 10 a 20 yuan, economizando 40 yuan por MU por ano.
3.3 Aumento da renda de rendimento:Irrigação de precisão + proteção do solo pode aumentar o rendimento da cultura em 10% a 15% (por exemplo, o rendimento do milho por MU aumentou em 50 a 80 kg, ao preço de mercado de 2 yuan/kg, a renda anual por MU aumentou em 100-160 yuan).
Em conclusão, a vantagem do tubo de infiltração de nano de borracha está em mera "conservação de água", mas na obtenção da otimização sinérgica de "recursos hídricos-solo" através das características de permeação precisa do nano Materiais. Essa abordagem não apenas aborda os desafios ecológicos dos métodos tradicionais de irrigação, mas também se alinha às demandas da agricultura moderna por práticas de precisão e de baixo carbono, tornando-a uma escolha superior para a irrigação agrícola.
