حفظ رطوبت خاک با استفاده از پلیمرهای جاذب آب (هیدروژل)

هیدروژلها، پلیمرهای آب دوستی هستند که قابلیت جذب مقادیر زیادی آب و یا محلول آبی را دارند. بر اساس تعادل ترمودینامیکی در این مواد در حالتیکه پتانسیل شیمیایی آب در محیط بیش از هیدروژل باشد، نفوذ آب از محیط بداخل این مواد صورت گرفته که این عمل جذب باعث تورم این پلیمرها تا چندین برابر حجم اولیه خواهد شد و در حالتیکه پتانسیل شیمیایی آب در هیدروژل بالاتر از محیط باشد ، نفوذ آب از هیدروژل به سمت محیطاطراف بوده و یا به عبارت دیگر عمل دفع صورت می گیرد که این پدیده نیز با انقباض هیدروژل همراه است. اینخاصیت باعث شده است که از این مواد به منظور حفظ رطوبت خاک استفاده گردد. تعادل ترمودینامیکی و یا بهعبارت دیگر میزان و شرایط جذب و دفع آب در هیدروژلها شدیداً به شرایط محیطی آنها بستگی دارد. بررسیرفتار تورمی در شرایط درون خاک، مطمئن ترین روش برای درک و پیش بینی عملکرد این مواد ، در سیستمهای واقعی، یعنی در خاک و در تماس با گیاه و محیط اطراف آن می باشد.در این مقاله سعی شده است با مشابه سازیشرایط محیطی، اثر عوامل مختلف در میزان جذب و دفع آب به روی سه نوع هیدروژل تجاری مورد بررسی قرارمحیط، اثر بار و فشار بر ph ، گیرد. عوامل مورد بررسی عبارتند از: اثر یونهای موجود در عصاره سه نمونه خاک هیدروژل. این بررسیها نشان داد میزان یونهای محلول در عصاره نمونه خاکهای مورد بررسی بشدت درجه تورم و یا عملکرد برای تمامی هیدروژلها در محدوده خنثی ph به عبارت دیگر میزان جذب آب را کاهش می دهد. بهترین است. با اینحال استفاده از هیدروژلها با ساختار آنیونی در صورتیکه میزان کاتیونهای دو ظرفیتی در محیط کم باشد نتایج خوبی را نشان می دهد. همچنین آزمایشهای انجام شده نشان می دهد اعمال بار و فشار که بستگی به عمق و نوع خاک دارد، منجر به کاهش راندمان هیدروژلها در جذب آب می شود.

increasing soil water holding capacity by hydrophilicpolymers

iran is located in an arid part of  the world and water shortage is considered to be the main problem that affects the yields of most agricultural products. one of the many solutions that are suggested includes improving water holding capacity and moisture retention properties of the soils by using hydrophilic polymers. these polymers (hydrogels) swell in aqueous solutions up to several times their dry weights and thus increase available soil moisture to more favorable levels. swelling behavior of these materials, including their potential for absorbing and desorbing water under different conditions has led to many applications for soil improvement, particularly in agriculture. when mixed with soil, hydrogel particles are capable of absorbing water. as a result this should efficiently improve the water holding capacity of the soil and promote optimal plant growth, throught controlled releasing of water. in this article the experimental results of hydrogels applications in several types of soils are presented. the effects of ions, and load, on swelling of super absorbent polymers are also evaluated.