آب مهمترین عامل در تولید محصولات کشاورزی و تامین مواد غذایی است. از بین رفتن پوشش گیاهی بر اثر کمبود آب باعث بروز تغییرات آب و هوایی در کره زمین و گرم شدن هوا می گردد در این شرایط هر اقدامی در راستای صرفه جویی در مصرف آب و جلوگیری از هدر رفتن و آلودگی آن اهمیت حیاتی دارد.
کشور ما ایران سرزمینی کم آب و خشک است از میزان کل آب مصرفی بیش از ۹۰ درصد آن در بخش کشاورزی مصرف می شود که ۶۵ درصد این مقدار به شیوه های غلط آبیاری هدر می رود که بخشی از آن کودهای شیمیایی محلول را شسته و ضمن بردن آنها به عمق باعث آلودگی مقادیر ناچیز آبهای زیرزمینی می شود.
از جمله راهکارهای مدیریتی که می توان در جهت استفاده بهینه از منابع آبی موجود مورد استفاده قرار بگیرد، کاربرد مواد جاذب الرطوبت از جمله پلیمرهای آبدوست می باشد که این مواد علاوه بر قابلیت جذب آب، اصلاح کننده خاک نیز هستند.
امروزه در اکثر نقاط ایران باغداران و کشاورزان با کمبود آب آبیاری و هزینه های بالای آبیاری مواجه هستند که در نهایت موجب بالا رفتن قیمت محصولات وکاهش عرضه و بر هم خوردن تناسب بین عرضه و تقاضا می شود. همچنین نبودن خاک مناسب در بیشتر زمین های زراعی و باغها باعث پایین آوردن کیفیت محصول می شود. وجود این مشکلات در کشاورزی، محققان و کارشناسان را بر این داشت تا محصول جدید با قابلیتهای فراوان تولید و در اختیار کشاورزی قرار دهند.
ساختار سوپرجاذب
سوپرجاذب (Super Absorbent Polymer) که به اختصار SAP هم نامیده می شود، پلیمری آبدوست است که با شبکه سه بعدی که قابلیت جذب و نگهداری متمایز زیاد آب و محلولهای آبی را دارد حتی اگر تحت فشار باشد. به طور کلی سوپرجاذب ماده ای خشک و به طور معمول شکر مانند با توانایی جذب آب و برخی مواد محلول به میزان چندین برابر وزن خود می باشد.
سوپرجاذب دارای ۴ مش (دانه بندی) مختلف می باشد که بر اساس توصیه کارشناسان بر حسب شرایط مختلف از قبیل نوع کشت، بافت خاک، شرایط اقلیمی و.... در اختیار کشاورزان و باغداران قرار می گیرد.
ساختار این مواد به گونه ای است که می توانند در شرایط یونی، فشار، میکرو ارگانیسم های خاک، چندین سال مانند یک مخزن، آب و مواد محلول را جذب، نگهداری و بر حسب نیاز ریشه (بر اثر اختلاف فشار اسمزی) در اختیار گیاه قرار دهند.
سوپرجاذب هرگز به مواد اولیه خود بر نمی گردد و واکنش های این پلیمر به طور کامل غیر سمی است. این پلیمرها موادی آلی اند که در شرایط یونی و میکروبی خاک به آرامی تجزیه می شوند و سرانجام به آب، دی اکسیدکربن، ترکیبات نیتروژن دار غیرسمی از جمله آمونیاک تبدیل و به ماده آلی خاک اضافه می شوند.
این پلیمرها خنثی و بی اثرند که مصرف آنها در کشاورزی و محیط زیست خطری در پی ندارد و ایمنی استفاده از آنها در خاک به وسیله وزارت کشاورزی ایالات متحده آمریکا، فرانسه و آلمان تایید شده است. سوپرجاذب، نوع کشاورزی این پلیمرهاست که استحکام ژل حاصل از آن بیشتر بوده و چندین سال در خاک دوام می آورد.
نحوه عملکرد
سوپرجاذب عمل جذب و حفظ آب و انتقال آن را به ریشه بارها و بارها تکرار می کند.
سرعت جذب با اندازه ذرات سوپرجاذب نسبت عکس و با دمای محیط تورم نسبت مستقیم دارد. اگرچه نمونه های با ذرات درشت تر همواره سرعت جذب کمتری دارند اما ظرفیت جذب نهایی آنها هنگام تحت فشار بودن بیشتر از نمونه های ریز است، پس اندازه ذرات را درشت در نظر می گیرند تا تحت فشار خاک ظرفیت جذب بیشتری داشته باشند.
از دست دادن آب سوپرجاذب فقط تحت شرایط مورد اشاره ذیل صورت می گیرد:
۱. براثر اختلاف فشار اسمزی: همین پدیده باعث می شود تا ریشه بتواند آب و محلولهای موجود را به بهترین نحو از سوپرجاذب دریافت کند.
۲. تبخیر: با توجه به این که سوپرجاذب در عمق حد اقل ۱۰ تا ۵۰ سانتی متری زیر خاک به کار می رود بنابراین آب ذخیره شده درون آن دچار تبخیر نمی شود.
مزایای استفاده از سوپرجاذب
● بهینه سازی مصرف آب
● تهویه بهینه خاک
● اصلاح خاک و جلوگیری از فرسایش
● افزایش قابل توجه کمی و کیفی محصول
● افزایش تاثیر کودها و آفت کشها
● جذب حداقل رطوبت موجود در خاک
● تحریک ریشه زایی در درختان
● افزایش قوه نامیه بذر
● امکان کشت در مناطق شیبدار و غیر قابل کشت
● کاهش شیب افت رطوبت خاک پس از آبیاری اولیه
● کاهش بسیار زیاد تلفات نهالکاری
● ارتقا صفات مطلوب چمن از جمله: افزایش شدت رنگ، کا هش میزان پژمردگی، افزایش تراکم، افزایش پوشش دهی چمن
دوام و پایداری
تولیدکنندگان این محصول، دوام عملکرد سوپرجاذب را در خاک حدود ۵-۳ سال ذکر کرده اند که این زمان به بافت خاک، شرایط اقلیمی، دما، وزش باد و... بستگی دارد. پس از قرار گرفتن در خاک به علت تخریب شیمیایی و میکروبی سالیانه ۱۵-۱۰ درصد از کارایی اولیه سوپرجاذب افت می کند.
نکته: سوپر جاذب نباید در معرض آفتاب و روی سطح خاک قرار بگیرد زیرا بر اثر تخریب نوری و گسستگی سریع زنجیرهای پلیمری خواص جذبی خود را از دست می د هد.
اصلاح خاک
انقباض و انبساط پی در پی سوپرجاذب بر اثر جذب و از دست دادن آب باعث می شود تا تهویه خاک اطراف ریشه به خوبی انجام شده و اصطلاحاً خاک پوک شود که خود فواید بسیار زیادی را به همراه دارد.
با توجه به اینکه خاکهای سبک توانایی ذخیره و نگهداری رطوبت کمی را دارند و خاکهای سنگین میزان رطوبت بالایی را در خود نگهداری می کنند اما رطوبت قابل استفاده گیاه در حدفاصل بین ظرفیت زراعی (f.c) و نقطه پژمردگی دائم (p.w.p) نسبتاً کم می باشد، با اضافه کردن سوپرجاذب به خاک علاوه بر اینکه ظرفیت نگهداری آب در خاکهای سبک افزایش می یابد، نفوذ پذیری آب نیز در خاکهای سنگین اصلاح شده و از میزان تبخیر آب در خاک کاسته می شود و در نهایت کارآیی مصرف آب آبیاری افزایش یافته و در مصرف آب صرفه جویی قابل ملاحظه ای می گردد. و همچنین از شویش و فرسایش خاک، این ثروت بزرگ جلوگیری نمود.
منافع اقتصادی کاربرد سوپرجاذب
با استفاده از سوپرجاذب شیوه نوینی از آبیاری ارائه شده که با توجه به موارد فوق منافع اقتصادی آن بشرح ذیل می باشد:
۱- سوپرجاذب در مناطق خشک با ذخیره آب و در اختیار قرار دادن آن به طور تدریجی و در مناطق مرطوب مانند شمال کشور که دسترسی به آب شیرین با EC مطلوب هزینه بالایی دارد باعث کاهش دفعات آبیاری شده و موجب کاهش هزینه نهایی تا ۵۰ درصد می شود.
۲- استفاده از سوپرجاذب موجب می شود تا ریشه گیاه همواره در مجاورت رطوبتی مطلوب بوده در نتیجه محصولی با افزایش کمیت (حدود ۲۰-۱۰ درصد) و کیفیت بیشتر تولید شود و در نهایت باعث افزایش درآمد حاصله می گردد.
۳- سوپرجاذب از سویی با جذب بیشتر کودهای ارگانیک، شیمیایی محلول در آب و همچنین سموم و آفت کشها از هدر رفت آنها به طور چشمگیری جلوگیری می نماید و در نتیجه کاهش قابل ملاحظه ای (بین ۵۰-۳۰ درصد) در مصرف این مواد ایجاد می کند. از سوی دیگر در پی جذب این مواد و نگهداری آنها درون خود ضمن آن که تمامی این مواد را بنا به نیاز گیاه در اختیار ریشه قرار می دهد از انتشار آنها در محیط و ایجاد آلودگی مقادیر ناچیز آبهای زیر زمینی جلوگیری می نماید.
۴- سوپرجاذب با ایجاد پیوستگی بین ذرات خاک از فرسایش آن به ویژه در مناطق شیبدار جلو گیری کرده و باعث ایجاد و امتداد این ارزش افزوده طی سالیان متمادی در جهت حفظ خاک، این ثروت بزرگ می شود.
۵- استفاده از سوپرجاذب در کشاورزی در مقایسه با انواع روشهای سنتی و پیشرفته آبیاری مانند قطره ای و بارانی به دلیل حداقل سرمایه گذاری اولیه مقرون به صرفه تر می باشد.
نتیجه
بنابراین استفاده از سوپرجاذب به تنهایی یا در کنار سایر روشهای آبیاری در صورتیکه به نحوه صحیح به کار رود و ادامه یابد این توانایی را دارد که زمینهای خشک و غیر قابل کشت کشورمان را با کمترین هزینه از خشکسالی نجات دهد و همچنین تحولی عظیم در کشاورزی و اقتصاد کشاورزان شریف و کلیه مراکز و سازمانهای حفظ و نگهداری منابع طبیعی و فضای سبز کشور ایجاد کند.
