Суперабсорбирующие полимеры (SAP)

Суперабсорбирующие полимеры (SAPs), также известные как абсорбирующие полимеры, абсорбирующие гели, водные гели или гидрогели, представляют собой синтетические макромолекулярные материалы, способные поглощать воду в объеме до 100% от собственного веса посредством осмоса. SAPs в основном используются для улучшения свойств почвы и обычно состоят из гигроскопичных материалов, которые образуют прозрачный гель при смешивании с водой.

Добавки в почву Применение подходящих кондиционеров для улучшения свойств почвы становится все более распространенным. SAPs характеризуются гидрофильными, трехмерными, сшитыми функциональными полимерами, позволяющими им поглощать избыток воды в почве, до ста раз превышающий их вес. Применение абсорбирующих полимеров в сельском хозяйстве крайне важно, так как они поглощают и постепенно отдают воду растениям, тем самым смягчая обезвоживание и стресс от влаги у сельскохозяйственных культур.

Преимущества использования SAP в почве включают:

1. Впитывают и удерживают воды значительно больше своего веса, действуя как гели длительного действия.
2. Предотвращение стока почвы и улучшение ее водоудержания.
3. Повышение эффективности почвенных удобрений.
4. Повышение активности почвенных микроорганизмов.

Исследования показали, что SAP могут решить проблемы, связанные с традиционными методами орошения, уменьшая просачивание воды и действуя как резервуар для воды в корневой зоне. Они также улучшают физико-химические свойства почвы, удерживают удобрения, сохраняют воду и улучшают микробные сообщества.

Недавнее исследование Инь и др. продемонстрировало биологические преимущества инновационного SAP, поли-γ-глутаминовой кислоты, для роста кукурузы и улучшения микрофлоры почвы. Этот биологический полимер улучшил удерживание воды в почве, рост проростков кукурузы и численность полезных бактерий, таких как Bacillus, Pseudomonas и Burkholderia.

Рост растений Применение некоторых абсорбирующих полимеров привело к повышению урожайности таких растений, как Citrus limon, за счет улучшения водоудерживающей способности почвы и усиления микробной активности. Исследования также показали, что использование абсорбирующих полимеров при посадке новых растений может снизить гибель растений, улучшить доступность воды для прорастания семян и предотвратить задержку появления всходов.

Проблемы, связанные с применением абсорбирующих полимеров Несмотря на значительные преимущества SAP, они также изменяют физические свойства почвы, такие как пористость, насыпная плотность и структура. Их эффективность может зависеть от нормы внесения воды, а синтетические SAP не поддаются биологическому разложению и потенциально токсичны. Чрезмерное использование этих полимеров может представлять риск для здоровья растений, плодородия почвы и загрязнения окружающей среды, что подчеркивает необходимость ответственного и регулируемого использования в сельском хозяйстве.