Гидрогель

Гидрогель - это сеть сшитых гидрофильных полимерных цепей. В медицине гидрогели используются для поглощения жидкостей организма и обмена веществ с внешней средой. Они также эффективны в качестве носителей при лечении ран. Аналогичным образом гидрогели находят применение в сельском хозяйстве, предлагая такие преимущества, как сокращение потребности в поливе и увеличение срока хранения контейнеров.

Гидрогели можно разделить на две основные группы, основываясь на их физико-химических свойствах. К первой группе относятся обратимые гидрогели, в которых полимерные цепи связаны между собой посредством электростатических сил, водородных связей и гидрофобных взаимодействий. Эти гидрогели характеризуются нестабильностью и могут превращаться в полимерную смесь, например желатин и агар, путем нагревания. Вторая группа состоит из химически стабильных гидрогелей, полимерные цепи которых связаны устойчивыми ковалентными связями, включая крахмал и виниловые мономеры, такие как акриловая кислота, акриламид, акрилонитрил и поливиниловый спирт.

В сельском хозяйстве обычно используются гидрогели типа полиакрилата калия или полиакрилата натрия. Гидрогели перспективны в сельском хозяйстве благодаря тому, что они легко разлагаются в почве и являются возобновляемыми по сравнению с другими коммерческими суперабсорбирующими полимерами. Исследования показали преимущества гидрогелей в качестве почвенных добавок или для покрытия семян, улучшения удержания воды и удобрений, аэрации почвы, снижения испаряемости, улучшения всходов и поддержания доступности воды для растений.

Применение гидрогелей Гидрогели обеспечивают многочисленные преимущества в сельском хозяйстве, решая такие проблемы, как низкое влагоудержание, высокая скорость транспирации, вымывание почвенной влаги и поражение фитопатогенами. Их применение включает в себя улучшение качества почвы, экономию воды, устойчивость к засухе, снижение частоты поливов и потребления воды, снижение смертности рассады, а также минимизацию использования удобрений и пестицидов. Гидрогели находят широкое применение в сельском и лесном хозяйстве, промышленных посадках, городском озеленении, борьбе с засухой и сохранении водных ресурсов, эффективно снижая эрозию почвы и вымывание химикатов в грунтовые воды.

Недавнее исследование Калхапуре и др. было посвящено новому абсорбирующему полимеру под названием "Pusa Гидрогель," разработанный Индийским институтом сельскохозяйственных исследований. Этот гидрогель на основе полиакрилата калия продемонстрировал высокую впитывающую способность, уменьшил вымывание гербицидов и удобрений, улучшил свойства почвы и усилил рост растений без негативного воздействия на культуры и почву.

Внесение удобрений в почву Исследования по применению гидрогелей для покрытия семян и внесения удобрений в почву подчеркивают их способность улучшать удерживание воды и удобрений, аэрацию почвы и снижать скорость испарения. Гидрогели могут изменять такие свойства почвы, как проницаемость, плотность, структура и текстура, значительно увеличивая водоудерживающую способность и уменьшая насыпную плотность почвы. Однако чрезмерное использование гидрогелей может привести к насыщению почвы влагой, особенно в засушливых регионах, хотя и повышает содержание воды и хлорофилла в листьях.

Снижение стресса от засухи Гидрогели помогают растениям справиться со стрессом от засухи, поддерживая достаточное содержание воды, усиливая рост и повышая урожайность в неблагоприятных климатических условиях. Они снижают потребность в частом поливе, продлевают срок хранения растений и улучшают накопление воды в пористой почве, задерживая период увядания и способствуя выживанию растений.

Улучшение доступности удобрений Гидрогели предлагают устойчивый подход к сокращению использования синтетических удобрений без ущерба для урожайности и питательной ценности. В их состав могут входить ионы калия и азота для постепенного высвобождения питательных веществ в почве, способствуя росту и усвоению растений.

Таким образом, гидрогели играют важнейшую роль в устойчивом сельском хозяйстве, предлагая решения для сохранения воды, улучшения почвы, смягчения стресса от засухи и улучшения роста растений при минимальном воздействии на окружающую среду и использовании ресурсов.