Hidrojel tarım - Hydrogel agriculture

Ortak hidrojel tarımının içeriği potasyum poliakrilat veya sodyum poliakrilat. Süper emici bir malzeme olarak bol su emebilir ve suyu depolamak için su jeli dönüşebilir.

Hidrojel tarım teknolojisi, çözünmez jel oluşturucu kullanır polimerler gibi farklı toprakların su tutma özelliklerini iyileştirmek için killer ve kumlu balçık. Bu, su tutmayı ve su kullanımını artırabilir (kum için% 85'e kadar), toprak geçirgenliğini artırabilir, sulama ihtiyacını azaltabilir, sıkışmayı azaltabilir, toprak erozyonu ve süzme ve bitki büyümesini iyileştirme.

Çölleşme ve su eksikliği tehdit ediyor tarım çoğunda kurak ve yarı kurak bölgeler dünyanın; bunlar hidrojeller ile hafifletilebilir.[1]

Hidrojeller

Ana makale: Hidrojel

Hidrojeller vardır hidrofilik çapraz bağlı polimerler Bu, büyük miktarda suyu emebilen ve tutabilen üç boyutlu moleküler ağlar oluşturur.[2]

Tarımda farklı tipte hidrojeller

Tarımsal kullanım için farklı tipler uygun olabilir.

  • Nişasta bazlı (aşılama) bir hidrojel, biyolojik olarak parçalanabilir ve ucuzdur ve su tutma kabiliyetini ayarlamak için değiştirilebilir.[3] Çapraz bağlantılı akrilik asit polimer hidrojeller ticari olarak temin edilebilir; etkili bir şekilde çözülmezler[4] ama yavaş yavaş toksik salgılayarak akrilamid.[5]
  • Mineral aşılama tipi potasyum poliakrilat.
  • Hiçbiri aşılama tipi potasyum poliakrilat.
  • Mineral aşılama tipi sodyum poliakrilat.

Tarımda potansiyel kullanımlar

Farklı türdeki hidrojeller tarımda faydalı olabilir, bitkilerdeki kuraklık stresini azaltarak, sulama su ve gübre.[6][7][8]

Süper emici hidrojel polimerler prensip olarak suyun toprak geçirgenliğini, yoğunluğunu, yapısını, dokusunu, buharlaşmasını ve topraktan içeri sızma oranlarını etkileyebilir.[7] Ayrıca, pestisitlerin uzun bir süre boyunca yavaşça salınmasına izin vererek etkinliği artırabilir ve pestisit akışı gibi yan etkileri azaltabilirler. Bu nedenle, hidrojellerin tarımda olası kullanımına yönelik önemli araştırma ilgisi olmuştur.[9] Örneğin, bir hidrojel, kitre sakızı killi toprağın su içeriğini% 5,35'e kadar ve kumlu balçıkın su içeriğini% 5,5'e kadar artırır; yayınlamak için de kullanılabilir kalsiyum klorür uzun bir süre boyunca yavaşça.[10]

Uygun şekilde hazırlanmış hidrojeller aynı anda tedarik edebilir ve yavaşça salabilir Tarım ilacı (gibi herbisitler ) ve kumlu toprağın su tutmasını artırır. Bu amaçla geliştirilen hidrojeller, 4-kloro-2-metilfenoksiasetik asit (CMPA) gibi bir herbisite iyonik ve kovalent bağlarla bağlanan oligooksietilen metakrilat polimerlerini içerir. Üzerinde çalışılan diğer hidrofilik polimerler, pestisitleri serbest bırakmak için çeşitli farklı akrilat monomerlerden yapılmıştır. 2,4-D ve CMPA. Bunlar, pestisit salım hızı ve toprakta su tutma oranının farklı kombinasyonlarını sunar. Hidrojeller, aynı zamanda, böcek ilacı sipermetrin ve mantar ilacı bakır sülfat. Süper emici polimerler serbest bırakmak için kullanılabilir fosfatlı gübre yavaşça, yaparak ester bağı arasında polivinil alkol ve fosforik asit. Akrilamidin ince bir şekilde toz haline getirilmesiyle yapılan bir polimer / kil süper emici kompozit malzeme atapulgit (bir Fuller'ın toprağı kil), poliakrilamid hidrojele kıyasla mükemmel su tutma özelliği ve düşük maliyeti için umut vaat ediyor.[8]

Ticarileştirme

2015 yılında, Hindistan Tarım Araştırma Enstitüsü (IARI), tarımsal kullanım için yeni bir hidrojel geliştirildiğini bildirdi. Çiftçilerin kuraklıkla başa çıkmalarına yardımcı olmak, Hindistan'ın kurak ve yarı kurak bölgelerinde suyu verimli kullanmak için tasarlandı. Ürün, Chennai merkezli Reliance Industries Limited şirketiyle işbirliği içinde Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'nın Ulusal Araştırma Geliştirme Kurumu (NRDC) tarafından ticarileştirilecektir.[11]

2016 yılında, kendi ağırlığının 400 katı su emme potansiyeline sahip NTC Pune tarafından yapılan testlerin ardından Hindistan tarım pazarına Alsta hidrojel adlı bir su emici malzeme tanıtıldı. Süzme ve buharlaşma yoluyla sulama sıklığını ve toprak nem kaybını büyük ölçüde azaltmak için her türlü toprak ve mahsulle uyumlu, potasyum poliakrilat esaslı granül toksik olmayan polimer ve toprak düzenleyicidir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Vundavallia, Ramesh (2015). "Tarımsal Tarımda Biyobozunur Nano-Hidrojeller-Su Kaynakları İçin Alternatif Kaynak". Prosedür Malzeme Bilimi. 10: 548–554. doi:10.1016 / j.mspro.2015.06.005.
  2. ^ Ahmed, Enas M. (2015). "Hidrojel: Hazırlık, karakterizasyon ve uygulamalar: Bir inceleme". İleri Araştırmalar Dergisi. 6 (2): 105–121. doi:10.1016 / j.jare.2013.07.006. PMC  4348459. PMID  25750745.
  3. ^ Jyothi, A.N. (2010). "Nişasta Aşı Kopolimerleri: Endüstride Yeni Uygulamalar". Bileşik Arayüzler. 17 (2–3): 165–174. doi:10.1163 / 092764410X490581.
  4. ^ "Akrilik asit polimer, nötralize, çapraz bağlı". Mesleki Zehirli Maddeler. 15: 1–29. 31 Ocak 2012. doi:10.1002 / 3527600418.mb900301nete0015. ISBN  978-3527600410.
  5. ^ Cheng, Peiyao (2004). İçme suyu arıtımında kullanılan poliakrilamidlerin kimyasal ve fotolitik bozunması. Güney Florida Üniversitesi (Doktora Tezi).
  6. ^ Narjari, Bhaskar; Aggarvval, Pramila; Kumar, Satyendra; MD, Meena (2013). "Hidrojelin Önemi ve tarımdaki uygulaması". Hint Çiftçiliği. 62 (10): 15–17.
  7. ^ a b L. O., Ekebafe; Ogbeifun, D. E .; Okieimen, F.E. (2011). "Tarımda Polimer Uygulamaları". Biokemistri. 23: 81–89.
  8. ^ a b Puoci, Francesco; et al. (2008). "Tarımda Polimer: Bir İnceleme" (PDF). Amerikan Tarım ve Biyolojik Bilimler Dergisi. 3 (1): 299–314. doi:10.3844 / ajabssp.2008.299.314.
  9. ^ Rudzinski, W. E .; et al. (2002). "Tarımda kontrollü salım cihazları olarak hidrojeller: İnceleme". Tasarlanmış Monomerler ve Polimerler. 5 (1): 39–65. doi:10.1163/156855502760151580.
  10. ^ Suruchinit, J .; Kaith, Balbir Singh; Jindal, Rajeev; Kapur, G. S .; Kumar, Vaneet (2014). "Sürekli kalsiyum klorür salınımı için sakız kitre ve akrilik asit bazlı hidrojelin sentezi, karakterizasyonu ve değerlendirilmesi - toprağın su tutma kapasitesinin arttırılması". Çin İleri Malzemeler Derneği Dergisi. 2 (1): 40–52. doi:10.1080/22243682.2014.893412.
  11. ^ Mohan, Vishwa (15 Ocak 2015). "Hidrojel tarım teknolojisi". Hindistan zamanları.