به طور کلی، تا آنجا که به علوم و مهندسی مواد مربوط است، تحقیقات پایه دربارهی بهبود خواص سوپرجاذبهای پایهی کشاورزی به طور عمده با هدف کاهش حساسیت یونی، افزایش ماندگاری و دوام عملکرد در خاک و در عین حال، جلوگیری از افزایش قیمت بوده است .
در زمینهی تحقیقات کشاورزی، پژوهشهای بسیار گستردهای در سطح جهانی انجام شده و در حال انجام است که نتایج پارهای از آنها در مجلات بینالمللی منتشر شده است (61 و 22). در پژوهشی که بر روی بررسی اثر ماده سوپراب آ-200 روی خصوصیات چمن سردسیری از قبیل شدت رنگ، کاهش میزان پژمردگی، افزایش تراکم و افزایش پوششدهی انجام گرفت، نشان داد که مصرف سوپرجاذب تاثیر معنی داری در افزایش شدت رنگ، کاهش میزان پژمردگی، افزایش تراکم و افزایش پوششدهی داشت. مقدار بهینهی حاصل از این طرح، حدود 100 گرم سوپراب آ-200 در هر متر مربع چمن است
در پژوهشی که بر روی بررسی کاربرد پلیمر سوپرجاذب، دور آبیاری و نحوه کاربرد پلیمر بر رشد کاهو[1] انجام گرفته نتایج نشان داد که صفات مذکور تحت تأثیر مقادیر مختلف سوپرجاذب قرار گرفتند. بطوريكه با افزایش مقادیر سوپرجاذب هریک از صفات مزبور روند افزایشی داشتند. نتایج این پژوهش نشان داد که کاربرد 60 گرم پلیمر سوپرجاذب به ازای هر بوته بین مقادیری که در این آزمایش بررسی شدند، بهترین تأثیر را بر ویژگیهای رشدی کاهو دارد
در تحقیقی که بر روی بررسی تأثیر مواد سوپرجاذب بر رشد نهال تامسون صورت گرفت نتایج حاصل از انجام آزمایش نشان میدهد که اضافه نمودن مواد فرا جاذب مقدار ظرفیت ذخیره خاکها را بسیار افزایش میذهد. به طوری که تخلخل در 25/0 درصد ماده فراجاذب برابر با 42 درصد است در حالی که کاربرد 1 درصد فرا جاذب درصد تخلخل تا حدود 70 درصد نیز رسیده است. بنابراین استفاده از پلیمر فراجاذب باعث افزایش جذب و نگهداری آب ثقلی در خاک و طولانی نمودن دور آبیاری برای گیاه میگردد. از طرفی راندمان مصرف آب که رابطه بین میزان عملکرد محصول آب که رابطه بین عملکرد محصول در قبال آب مصرفی را نشان میدهد بیشترین مقدار آن مربوط به تیمار 80 درصد تخلیه مجاز درصد وزنی ماده فراجاذب و کمترین مربوط به تیمار 40 درصد تخلیه مجاز و صفر درصد ماده فرا جاذب بوده است .
وودهوس و همکاران
[2] (1991) اثر مواد سوپرجاذب رطوبت بر روی بقاء و رشد کاهو و جو مورد بررسی قرار دادند. این محصولات در یک لایه شن درشت با شرایط آبیاری محدود رشد یافتند. نتایج نشان داد که فاصله بین ظرفیت زراعی و شروع پژمردگی با افزایش میزان پلیمرهای سوپرجاذب افزایش یافت. همچنین این مواد موجب افزایش راندمان مصرف آب (WUE) و میزان ماده خشک در گیاهان مزبور گردید .
یزدانی و همکاران (1382) تحقیقی بر روی گیاه سویا با کاربرد 4 مقدار پلیمر سوپرجاذب TRAWAT A200 (صفر، 75، 150، و 220 کیلوگرم در هکتار) و سه فاصله آبیاری 6، 8 و 10 روز یکبار روی رشد و عملکرد سویا انجام دادند. نتایج تحقیق نشان داد که مقدار 150 و 225 کیلوگرم سوپرجاذب در هکتار موجب افزایش عملکرد دانه در واحد سطح و افزایش برخی از اجزا عملکرد سویا گردیده است. همچنین بیان بیان نمودند که استفاده از پلیمر سوپرجاذب به عنوان مادهای جهت افزایش جذب و نگهداری آب در ثقلی در خاک به منظور صرفهجویی در مصرف آب و طولانی نمودن دور آبیاری برای گیاه توصیه میشود. نشان دادند که کاربرد 150 کیلوگرم سوپرجاذب با اعمال دور آبیاری 8 روز بهترین نتیجه را به همراه داشته است .
خوشنويس سال 1381 اعلام کرد که استفاده از پليمرهاي سوپر جاذب در جنگل کاري ها هزينه ها و ميزان آبياري را حداقل به نصف کاهش داده همچنين در بخشي از طرح هاي جنگل کاري که با اهداف سوق دادن آبياري گياه به سمت ديم ارائه شده است استفاده از پليمرهاي جاذب رطوبت هم ميزان افت گياه را پس از کاشت پايين مي آورد و هم نياز به ساخت جاده هاي ارتباطي را کمتر مي نمايد.
همچنين خوشنويس در تحقيقي در سال 1381 بر روي يک نمونه چمن در تهران اعلام کرد که با کاربرد پليمرهاي سوپرجاذب همراه خاک در کاشت چمن، در زمان اوج تنش گرمايي در تيرماه فاصله آبياري از روزي يک بار به 5 روز يك بار و در زمان قبل از بارندگي با خنک شدن هوا به 12 روز يکبار رسانيده شد.
در پژوهشی دیگر که توسط خوشنويس 1381 بر روي گياهان رز، ترون و ارغوان انجام شد نشان داده شد که کاربرد پليمرهاي سوپرجاذب باعث افزايش دور آبياري به ميزان چشمگيري شده است و همچنين درصد گيرايي را در نهال هاي کاشته شده نسبت به شاهد افزايش داده است
Mehmet gecekusu (20004) مدیر بهره برداری کمپانی Landscape در خصوص گرانی سوپرجاذبها چنین اظهار داشته که با توجه به اینکه مصرف این مواد باعث صرفهجویی تا حد 50% از آب میشود لذا هزینهها بعد از گذشت کمتر از یکسال همپوشانی میکنند (Pohl tto. 2004).
سوپر جاذب ها مي توانند آب را در حالت بخار جذب کنند ازاينرو در کنترل رطوبت نقش مهمي مي تواند داشته باشد (28). سوپر جاذبها موجب جذب سريع و به مقدار قابل ملاحظه اي آب در خود مي شوند. تحقيقات انجام شده روي تاثير آنها در خاک و در شرايط کم آبي روي برخي گياهان موفقيت آميز بوده است .
اله دادي سال 1381 مقدار کاربرد سوپرجاذب در زمينهاي چمن به صورت عمومي 20تا 25 گرم در متر مربع و در عمق 5/2 تا 5 سانتي متري خاک را توصيه نموده است همچنين بيان نمودند که مقدارکاربرد آن بسته به خصوصيات خاک و نوع سوپرجاذب متفاوت است.
گياهان جهت استقرار و افزايش محصولات در واحد سطح در خاكهاي شني و محيط خشك، اغلب با كمبود رطوبت قابل دسترس در بافت خاك همراه مي باشند لذا ثابت شده است كه كاربرد هيدروژل هاي سوپرجاذب موجب افزايش جذب آب اضافي در خاك شده و آن را در زمان مناسب در دسترس گياه قرار مي دهد.
در مطالعات انجام شده که توسط آنون
[1] (1998) در طرحهای درختکاری در افریقای جنوبی صورت گرفته، نتیجه گردید که با بکارگیری پلیمر، اولاً میزان از بین رفتن درختان در اثر خشکی تا میزان 92-95 درصد کاهش و ثانیأ هزینه آبیاری نهالها تا حدود 30 درصد در هکتار کاهش پیدا میکند. تحقیقاتی که در عربستان با پلیمرهای سوپرجاذب توسط شرکت Stockhausen (2000) صورت گرفت نشان میدهد که با استفاده از این پلیمرها میتوان علاوه بر رشد بهتر گیاه و کاهش تأثیر منفی نمک خاک بر گیاه تا حدود 50 درصد در مصرف آب نیز صرفه جويي کرد. در ادامه تحقیقات نشان داده میشود که اگر فقط تنها 30 درصد در مصرف آب طبق شرایط عربستان (جده) صرفهجویی گردد، استفاده از پلیمر چه تأثیری بر اقتصاد و میزان مصرف آب دارد با احتساب 30 درصد صرفهجویی در مصرف آب در روز میتوان به مقدار 14850 ریال هزینه آبیاری در شرایط جده کسر نمود که در اینصورت میزان صرفهجویی در هزینه آبیاری معادل 42/5 میلیون ریال عربستان در سال خواهد بود . در تحقیقات دهقان و همکاران
[1] (1994) مشاهده شد که در ترکیب 75/0 درصد حجمی مخلوط پلیمر با خاک، میزان تولید ماده خشک گیاه در خاک بدون پلیمر بعد از مصرف 2 برابر آب مساوی ماده خشک بدست آمده در تیمار خاک با پلیمر بوده است که بدین صورت میتوان نتیجه گرفت که در این قسمت از آزمایش در مصرف آب تا 50 درصد در صورت بکارگیری پلیمر صرفهجویی بعمل آمد. سیلبربوش و همکاران
[2] (1993) در یک پژوهش پلیمر Agrosoak را مورد ارزیابی قرار دادند. هدف از این تحقیق استفاده از یک پلیمر جاذب آب برای بهبود ذخیره آبی و افزایش آب قابل دسترس محصولی بود که در شنهای روان کشت میشدند. نتایج حاصله نشان داد که پلیمر مذکور با افزایش ظرفیت نگهداری آب در شنهای روان باعث شد که یک سیستم آبیاری قطرهای پر خرج، با یک سیستم معمولی آبیاری بارانی جایگزین گردد .
خاک به عنوان بستر حیات گیاهان محسوب ، و در صورت استفاده اصولی از آن، اهمیت ویژهای در توسعه و پویایی هر سرزمین دارد. از اهمیت خاک همین بس که بیش از 80 درصد مواد غذایی انسانها به صورت مستقیم و تقریباً بقیه آن به شکل غیر مستقیم از خاک حاصل میشود (12).
در پژوهشي تاثير فشردگي خاك بر روي رشد چمن، سرسبزي، رشد ريشه و ميزان جذب آب و املاح مورد بررسي قرار گرفت نشان داده شد كه فشردگي خاك باعث افزايش ميزان آب آبياري همچنين ميزان مواد غذايي قابل استفاده و كم شدن رشد چمن، رشد ريشه و كاهش كيفيت چمن خواهد شد. بطوريکه اعلام شد کاربرد مواد کمکي به ساختمان خاک موجب اصلاح خاک و افزايش کيفيت خاک و محصولات کاشته شده در آن خواهد شد
خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك نقش مهمي در استقرار چمن و نگهداري آن دارد، خصوصاً در مناطقي كه داراي رفت و آمد زياد مي باشند (60). جهت اصلاح طبقات زيرين خاك چمن مواد مختلف معدني و غير معدني به عنوان اصلاح كننده و بالا برنده در كيفيت چمن مورد استفاده و معرفي شده اند، كه شامل پرليت، ورميكوليت، سيليس، پيت و خاك اره مي باشند.
در پژوهشي كه بر روي ميزان استقرار و رشد چمن در نتيجه كاربرد رزين هاي فرموله شده با اوره انجام گرديد نشان داده شد كه رشد ريشه، رشد چمن، كيفيت ديداري چمن و ميزان تراكم به طور معني داري افزايش نشان داد، همچنين با بالا رفتن درصد تخلخل خاك ميزان جذب آب و هوا بالاتر رفت و ساختمان زيرين خاك بهتر اصلاح گرديد .
در پژوهشی که بر روی تأثیر پلیمر سوپرجاذب بر خصوصیات فیزیکی خاک مورد بررسی قرارگرفت نتایج نشان داد که ماده مورد نظر در این تحقیق میتواند میزان نگهداری رطوبت در خاکهای سبک را افزایش داده و همچنین مشکل نفوذپذیری خاکهای سنگین را مرتفع نماید و بهطور کلی با بهبود شرایط فیزیکی خاک، مانع از تنشهای رطوبتی و نهایتاً باعث موفقیت برنامههای آبیاری در مناطق خشک و نیمه خشک گردد . تحقیقات انجام شده نیز نشان داده است که افزودن پلیمرهای آبدوست به خاک تأثیر مثبتی در کاهش وزن مخصوص ظاهری خاک (pb) میگذارد. علت این امر به انبساط خاک برمیگردد.
پلیمرهای سوپرجاذب بر میزان نفوذ آب در خاک، وزن مخصوص ظاهری و ساختمان خاک و نیز میزان تبخیر از سطح خاک تأثیر میگذارند هدف اصلی از افزودن پلیمرهای سوپرجاذب به خاک، بالا بردن ظرفیت نگهداری آب در خاک است (6). کاربرد پلیمرهای سوپرجاذب در خاک موجب کاهش وزن مخصوص ظاهری میگردد.
درسال 1384 عابدی کوپایی در پژوهشی که بر روی برآورد ویژگیهای هیدرولیکی خاکهای مختلف بر اثر افزودن سوپر جاذبهای مصنوعی و طبیعی با استفاده از مدل RETC انجام داد نتایج از برازش مدلهای منحنی مشخصه رطوبتی خاک بر دادهها نشان داد که در هر بافت با افزودن جاذبها و افزایش سطح استفاده، میزان درصد حجمی رطوبت اشباع و درصد رطوبت باقی مانده در خاک افزایش مییابد. تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که بین جاذبها با هم و با کنترل و بین سطوح استفاده اختلاف معنیداری در سطح یک درصد وجود دارد. میزان آب در دسترس گیاه نیز در هر بافت نسبت به کنترل افزایش دارد بطور کلی کاربرد پلیمر PR3005A در سطوح 6 و 8 گرم در گیلوگرم خاک، میزان رطوبت قابل استفاده را به ترتیب 5/1 تا 5/3 برابر افزایش داده است .
آزام
[1](1980)، نشان که با افزودن پلیمرهای اکریل آمید (PAM) به خاک شنی وزن مخصوص ظاهری خاک را از gr/cm3 616/1 به585/1 کاهش مییابد، و در خاک رسی شنی از gr/cm3 231/1 به 203/1 کاهش داد.
الحربی و همکاران
[2] (1999) نشان دادند که در خاکهای شنی آهکی درصد هیدروژل تا 4/0 درصد وزن مخصوص ظاهری خاک بین 8/6 درصد تا 4/38 درصد کاهش مییابد. همچنین با کاهش هیدروژل، وزن مخصوص ظاهری دوباره تا 12 درصد افزایش مییابد. هیدروژلها با توجه به کاهش ظرفیت هیدراسیون، باعث تغییر در وزن مخصوص ظاهری خاک (pb) و کاهش آن بین 10 تا 15 درصد در سال میشوند
[1]-Azzam
[2]-Al-Harbi,
et al
[1]-Dehgan,
et al
[2]-Silberbush,
et al
[1]-Anon
