استخدامات البوليمرات في الزراعة

كتابة مها حسني آخر تحديث: 25 فبراير 2020 , 00:20

بدأ استخدام البوليمرات فائقة الامتصاص في الزراعة في خمسينات القرن الماضي حين تم استبدال الورق المغطى للخضراوات بـ LDPE ، وكانت تتكون البوليمرات من البولي إيثيلين وكلوريد البولي فيلين ، وحيث تعتمد الزراعة الحديثة على استخدام الميكنة والأسمدة الكيميائية والصناعية ومكثفات الأرض ، والتي تجعل المزارعين قادرين على تحقيق أهداف الاستدامة من تلبية احتياجات النمو السكاني والحفاظ على الموارد الطبيعية مع تحقيق الربح للمزارع والفائدة للمستهلك ، فقد لعبت البوليمرات في الزراعة دورًا هامًا سنتعرف على ذلك جيدًا من خلال هذا المقال .

استخدامات البوليمرات في الزراعة

تستخدم البوليمرات في الزراعة كمواد هيكلية تساعد النبات على النمو في مناخ مناسب له ، مثل استخدام ” المهاد والبيوت الخضراء ” وذلك للتبخير والري وتوزيع المياه بشكل جيد ، حيث تمتلك المواد البوليمرية جزيئات لديها مجموعة وظيفية نشطة وخصائص مميزة . [1]

ويطلق على البروليمرات ” SAP ” وهيدروجيل ، والبوليمرات الماصة ، المواد الهلامية الماصة ، النقعات الفائقة ، الأوحال الفائقة ، و جل الماء ، وتعتبر نوعًا حديثًا من البروليمر الجزيئية الاصطناعية التي تقوم بامتصاص الماء ، حيث تبلغ قدرتها على الامتصاص 100.000 من وزن الماء الموجود ، وفي فترة وجيزة وذلك من خلال امتصاصه وجعله على شكل حبيبات تظل موجودة في التربة لإمدادها بما يلزم ، حيث تقوم بدورها كمواد استرطابية يأخذ شكل حبيباتها ولونها شكل السكر الأبيض وتنتفخ بعد امتصاصها للماء لتصبح جلًا بشكل واضح ، وتحتفظ داخلها بنفس معدل الرطوبة حتى في حالة تعرضها للضغط ، فلا يحدث بها انفجار أو تمزق . [2]

ما هي البوليمرات

تتكون البوليمرات فائقة الامتصاص المستخدمة في الزراعة من أحماض الأكريليك والبوتاسيوم بالمحلول – كعامل ربط متقاطع – والذي يطلق عليه ” بوليكرليت ” وهي من طرق الزراعة الهيدروجينية ، وتتميز بقدرتها على التوسع أو التورم وترجع هذه القدرة على نوع عامل الربط المتقاطع الذي تم استخدامه ، وتعتبر الـ ” بوليكريت ” مادة لا تحتوي أي نسبة من السمية ولا يمكن تآكلها ، بل قابلة للتحلل الحيوي بنسبة 10% إلى 15% سنويًا ، وبجانب قدرتها الهائلة على الامتصاص فهي قادرة على حفظ معدل الضغط بنسبة 95% تحت جذور النباتات . [2]

فوائد استخدام البوليمرات في الزراعة

تعاني التربة الزراعية من عدة مشكلات أساسية تجعل المحاصيل أقل إنتاجية وتعيق نمو النباتات ، هذه المشكلات هي خصائص التربة بالقدرة المنخفضة على الاحتفاظ بالمياه ، وذلك لما يسببه ترشح التربة بمعدل الرطوبة العالي ومعدل النتح الذي يؤدي إلى تبخير المياه ، أيضًا هناك عامل الجفاف الذي من الممكن أن يصيب التربة بشكل مفاجئ مما يعمل على زيادة نسبة الأملاح وبالتالي تدهور حالة صحة التربة على النباتات ، كذلك يستخدم المزارعين أسمدة كيميائية ومبيدات حشرية مما يصيب التربة بالكثير من الضرر ويؤدي إلى قتل الكائنات الحية الدقيقة التي يعد وجودها في التربة له فائدة عالية حيث تحفظ بها النيتروجين . [2]

لذا تم استخدام البوليمرات لتقوم بالحد من هذه الأضرار كما يلي : [2]

  • تقوم بامتصاص كميات هائلة من المياه في الظروف العادية ، وكذلك عن ارتفاع ملوحة المياه وفي الظروف الصعبة الأخرى ، في الحمل الخاص بها ” AUI ” .
  • تتميز بعدم تعرضها للذوبان .
  • يعد سعر البوليمرات في متناول يد المزارعين .
  • تتميز بمتانتها العالية في أي ظروف من الممكن أن تواجه البيئة .
  • قدرتها على الامتصاص بشكل دائم مهما بلغ حجم اتساعها وتخزينها .
  • تتحلل تدريجيًا بشكل حيوي ولا تنتج موادًا سامة تضر بالتربة .
  • درجة حموضة متوسطة حتى بعد امتلائها بالمياه .
  • في حالة جفاف التربة فهي تمتلك القدرة على إعادة ترطيبها .

وتعتبر الزراعة ذات الاستخدامات الهيدروجينية والتي من بينها البوليمرات ذات فوائد متعددة للتربة ، نذكر منها الآتي: [2]

  • زيادة جودة التربة والحد من الجفاف والاحتفاظ بالمياه .
  • لديه القدرة على تطوير البذور وزيادة انتشارها مما يعمل على زيادة إنتاجية المحاصيل .
  • لا تحمل إلى ضرر على البيئة وتميل للتحلل الحيوي وتوازن بين معدلات الري والمعدلات الطبيعية التي يحتاجها النبات .
  • تقوم بإمداد الجذور بالنسبة التي يحتاجها من المياه دون تعرض التربة للضغط .
  • تواجه عمليتي التبخير والرشح وتمنع فقد المياه من خلال قدرتها الهائلة على امتصاص المياه والتي تبلغ من 400 إلى 500 ضعف وزنها الطبيعي .
  • متوازنة في عمليتي الامتصاص وإمدادها التربة بالمياه .
  • يعد الماء الذي تطلقه البوليمرات مرة أخرى ذا رطوبة مثالية بالنسبة للنباتات ، مما يؤدي إلى سرعة نموها وزيادة إنتاجية الشتلات .
  • وفي حالة الزراعة بالمناطق التي لديها نسبة رطوبة تصيب النباتات بالتجمد ومن ثم موتها ، فتعمل البوليمرات على حفظ درجة حرارة الشتلات في مرحلة النمو من خلال امتصاصها للرطوبة .
  • أيضًا تؤدي البوليمرات لعدم احتياج المزارع لجلب المزيد من اليد العاملة أو الاستهلاك الكبير للمياه حيث تقوم هي بالري المنتظم للنباتات .
  • قدرتها العالية على التغلب على ظروف الجفاف حيث تعمل كمكيفات للتربة ، وفي حال كانت التربة رملية فهي تمنع الترشح بها ، وتحسن من أداء الكائنات الحية المفيدة في التربة .
  • تحد بشكل كبير من استخدام الأسمدة والمبيدات الحشرية في التربة ، حيث تقوم بإطلاق المواد الكيميائية التي تم امتصتها مع الماء ولكن بشكل بطئ لا يضر بالنباتات .
  • تمنع انضغاط المعادن في التربة عن طريقة عملية الامتصاص المتكررة ، مما يعمل على تهوية التربة وتطويرها .
  • تقوم بمنع تآكل التربة الذي ينتج عن الاستخدام المفرط للأسمدة والجريان السطحي والمبيدات والمياه الجوفية .
  • تقوم بتوفير استهلاك المياه والأيدي العاملة مع زيادة إنتاجية المحاصيل ، ومنع موت النباتات في طور النمو .

بوذا هيدروجيل

تبين مما سبق قدرة البوليمرات على العمل في كافة حالات الزراعة من الحراجة والزراعة الصناعية والحدائق القروية وقدرتها على الاحتفاظ بالمياه والتصدي لعوامل الجفاف .

لذا قام معهد البحوث الزراعية الهندي ، في نيودلهي بتصنيع بوليمر ذا قدرة مطورة على الامتصاص يطلق عليه اسم ” بوذا هيدروجيل ” وذلك من أجل أن يوفر المياه التي تتطلبها الزراعة ، وذلك من خلال قدرة امتصاص مبنية على أساس بوليمر طبيعي وعامل ربط بوتاسيوم بولي إكريليت ، والذي يعمل على امتصاص المياه في ظروف التربة شديدة وشبه القاحلة ، أي عند درجة حرارة من 40 إلى 50 مئوية ، وبالفعل أظهر نجاحًا كبيرًا ، يتمثل في قدرته على امتصاص 400 ضعف وزنه الطبيعي ، ويقوم بإطلاق المياه بشكل تدريجي ، لا يبدأ التحلل إلى بعد سنة من وجوده في التربة ، لا يتأثر بالأملاح بشكل كبير ، عمل على تخفيض ترشح التربة بالأسمدة والمبيدات ، رفع نسبة الخواص الفيزيائية في التربة مما زاد من سرعة نمو النباتات وإنتاجية الشتلات .

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق