Superabsorbentit polymeerit (SAP)

Superabsorbentit polymeerit (SAP:t), jotka tunnetaan myös nimellä imukykyiset polymeerit, imukykyiset geelit, vesigeelit tai hydrogeelit, ovat synteettisiä makromolekyylimateriaaleja, jotka pystyvät imemään vettä jopa 100% oman painonsa verran osmoosin avulla. SAP-materiaaleja käytetään ensisijaisesti maaperän ominaisuuksien parantamiseen, ja ne koostuvat tyypillisesti hygroskooppisista materiaaleista, jotka muodostavat läpinäkyvän geelin, kun ne sekoitetaan veteen.

Maanparannusaineet Sopivien maanparannusaineiden käyttö maaperän ominaisuuksien parantamiseksi on yleistynyt. SAP-yhdisteille on ominaista, että ne ovat hydrofiilisiä, kolmiulotteisia, ristisilloitettuja funktionaalisia polymeerejä, joiden ansiosta ne voivat imeä maaperän ylimääräistä vettä jopa sata kertaa painonsa verran. Imukykyisten polymeerien käyttäminen maataloudessa on ratkaisevan tärkeää, sillä ne imevät vettä ja luovuttavat sitä vähitellen kasveille, mikä lieventää kuivumista ja kosteusstressiä viljelykasveissa.

SAP:ien käytön etuja maaperässä ovat:

1. Ne imevät ja sitovat vettä huomattavasti enemmän kuin niiden paino on, ja toimivat pitkäkestoisena geelinä.
2. Maaperän valumien estäminen ja maaperän vedenpidätyskyvyn parantaminen.
3. Maaperän lannoitteiden tehokkuuden parantaminen.
4. Maaperän mikrobitoiminnan lisääminen.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että SAP-järjestelmillä voidaan ratkaista tavanomaisiin kastelutekniikoihin liittyviä ongelmia vähentämällä veden suotautumista ja toimimalla juuristovyöhykkeen vesisäiliönä. Ne parantavat myös maaperän fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, lannoitteiden pidättymistä, veden säilymistä ja mikrobiyhteisöjä.

Yin et al. osoittivat hiljattain tekemässään tutkimuksessa innovatiivisen SAP:n, poly-γ-glutamiinihapon, biologiset hyödyt maissin kasvussa ja maaperän mikrobiston tehostamisessa. Tämä biologinen polymeeri paransi maaperän vedenpidätyskykyä, maissin taimien kasvua ja hyödyllisten bakteerien, kuten Bacilluksen, Pseudomonasin ja Burkholderian, runsautta.

Kasvien kasvu Tiettyjen imukykyisten polymeerien käyttö on lisännyt kasvien, kuten Citrus limon -lajin, satoa parantamalla maaperän vedenpidätyskykyä ja tehostamalla mikrobien toimintaa. Tutkimukset ovat myös osoittaneet, että erittäin imukykyisten polymeerien käyttö uusien istutusten yhteydessä voi vähentää kasvikuolleisuutta, parantaa veden saatavuutta siementen itämiselle ja estää kasvien kasvun viivästymistä.

Imeytyvien polymeerien haasteet Vaikka SAP-yhdisteet tarjoavat merkittäviä etuja, ne myös muuttavat maaperän fysikaalisia ominaisuuksia, kuten huokoisuutta, irtotiheyttä ja rakennetta. Veden käyttömäärät voivat vaikuttaa niiden suorituskykyyn, ja synteettiset SAP-yhdisteet eivät ole biologisesti hajoavia ja mahdollisesti myrkyllisiä. Näiden polymeerien liiallinen käyttö voi aiheuttaa riskejä kasvien terveydelle, maaperän hedelmällisyydelle ja ympäristön pilaantumiselle, mikä korostaa vastuullisen ja säännellyn käytön tarvetta maataloudessa.