سوپرجاذب چیست؟
تولید سوپرجاذبها (هیدروژل) از اواخر دهه 1960 شروع شد و در 1970 انواع تجاری آن به بازار آمریکا وارد شد. سوپرجاذبها مواد اصلاح کننده‌ی خاک هستند. این هیدروژل‌ها، پلیمرهایی فوق آبدوست‌اند که علاوه بر سرعت و ظرفیت جذب آب، مانند آب انبارهایی عمل می‌کنند که در موقع نیاز ریشه، آب و مواد غذایی محلول در آب را به روش اسمز در اختیار ریشه گیاه قرار می‌دهند .
از سال‌های قبل تا به حال در کشورهای پیشرفته از سوپرجاذبها به عنوان محصولی مطمئن در بخش کشاورزی استفاده کرده‌اند. قابلیت جذب آب سوپرجاذبها گاهی اوقات به بیش از 400 برابر می‌رسد. عملکرد سوپرجاذبها به این صورت است که در کنار ریشه گیاه قرار می‌گیرند، وقتی آب را دریافت می‌کنند متورم می‌شوند و ریشه گیاه به صورت هوشمند با جذب اسمزی آب و سایر مواد محلول در آب را به همان اندازه که گیاه احتیاج دارد، جذب می‌کند وما بقی آب در سوپرجاذب برای دفعات بعد باقی می‌ماند. سوپرجاذبها هدر رفت آب در اثر تبخیر و فرونشت آب را کاهش می‌دهند و 50 درصد در مصرف آب صرفه‌جویی می‌کنند.
سوپرجاذبها از پلیمرهایی آلی و گاها همراه مواد معدنی تولید می‌گردند. پس از استفاده مستمر از سوپرجاذبها در خاک، آن‌ها در خاک تجزیه می‌شوند و به عناصر مفید اکسیژن، دی‌اکسید‌کربن، نیتروژن تبدیل می‌شوند و تغییری در بافت خاک ایجاد نمی‌کنند. تحقیقاتی که توسط کشور آلمان و سایر کشور‌ها پیشرفته انجام شده است نشان می‌دهد که این سوپرجاذبها هیچ گونه عوارضی برای محیط زیست، گیاه، خاک و انسان ندارند.
انواع سوپرجاذبها عبارتند از کاتیونی، آنیونی و خنثی، که نوع آنیونی آن در کشاورزی استفاده می‌شود و مقدار قابل توجهی آب را در خود ذخیره می‌کند و با داشتنن بار منفی قادر است کاتیون‌های موثر و مفید در رشد گیاه را در خود جذب کند و علاوه بر جلوگیری از هدر رفت این مواد در موقع نیاز گیاه آن‌ها را در اختیار ریشه گیاه قرار می‌دهد.
pH این سوپرجاذبها خنثی می‌باشد و هیچ گونه اثر سوء در خاک ندارند. میانگین عمر سوپرجاذبها بین 3 تا 5 سال است که بعد از این دوره توسط میکروارگانیسمهای خاک تجزیه می‌شوند و هیچ گونه آلودگی برای محیط زیست ندارند.
نحوه عملکرد سوپرجاذب‌های کشاورزی
سوپرجاذبها در خاک نزدیک ریشههای فعال گیاه (ریشه مویین یا تارهای کشنده) قرار می‌گیرند. سوپرجاذبها بارها و بارها عمل جذب و انتقال آب و مواد غذایی را به ریشه گیاه تکرار می‌کنند. سوپرجاذبها از نظر اندازه به 3 دسته کوچک، متوسط و درشت تقسیم می‌شوند. هر چه ذرات سوپرجاذب درشت‌تر باشند، سرعت جذب آب کمتر و ظرفیت جذب آب تحت فشار خاک بیشتری دارند، بنابراین برای استفاده سوپرجاذبها در درختان از سوپرجاذب‌هایی با اندازه درشت استفاده می‌شود تا تحت فشار خاک آب بیشتری را جذب کنند.
بهترین منطقه قرار‌گیری سوپرجاذب در درختان، دور تا دور تنه درخت در عمق 40 تا 60 سانتیمتری خاک و یا در قسمت سایه‌انداز درخت در یک سوم انتهایی آن است. بعد از آبیاری، سوپرجاذب آب فراوانی را در خود جذب می‌کند و بعد از مدتی که در اثر فرو نشت و تبخیر رطوبت خاک از بین رفت گیاه به صورت هوشمندانه در اثر اختلاف فشار اسمزی ریشه فقط به اندازه نیاز گیاه آب را جذب می‌کند و مابقی آب در سوپرجاذب برای دفعات بعد باقی می‌ماند و به دلیل اینکه سوپرجاذب در عمق حداقل 40 تا 60 سانتیمتری خاک قرار می‌گیرد، آب ذخیره شده در آن دچار تبخیر نمی‌شود.
مزایای استفاده از سوپرجاذب (هیدروژل) در کشاورزی
- تا 50 درصد می‌تواند در مصرف آب صرفه‌جویی کند
- بعد از تجزیه به آب، دی‌اکسید‌کربن و آمونیاک تبدیل می‌شود و مواد آلی خاک را افزایش می‌دهد و حاصل‌خیزی خاک را بیشتر می‌کند
- سبب بهبود هوادهی خاک می‌شود (با انبساط و انقباض‌های متعدد)
- سبب کاهش شوری خاک (EC) می‌شود (با حفظ رطوبت از افزایش غلظت شدید نمک در خاک جلوگیری می‌کند)
- افزایش تبادل کاتیونی خاک(CEC)
- کاهش تعداد دفعات آبیاری
- مصرف یکنواخت آب برای گیاهان
- فراهم نمودن رطوبت پیوسته خاک
- مصرف بهینه کودهای شیمیایی
- امکان کاشت در مناطق بیابانی و سطوح شیبدار
- تقویت حالت تخلخل خاک
- جلوگیری از تنش‌های ناشی از نوسان‌های رطوبتی
- پرورش و انتقال نهال با تلفات کم
- افزایش نفوذپذیری آب در خاک‌های سنگین و افزایش ظرقیت نگهداری آب در خاک‌های سبک
- جلوگیری از فشردگی خاک (با انبساط و انقباض‌های متعدد سوپرجاذب)
- کاهش تبخیر آب و جلوگیری از ایجاد روان‌آب‌ها
- جلوگیری از فرسایش خاک
- سرسبزی و شادابی گیاه
- کاهش هزینه‌های آبیاری
- کاهش هرس علف‌های هرز (به دلیل نگهداری رطوبت اضافی در قسمت ریشه گیاه)
روش و مقدار استفاده از سوپرجاذب کشاورزی
کاشت نهال
حدود 250 تا 300 گرم سوپرجاذب (هیدروژل) برای کاشت نهال استفاده می‌شود .ابتدا گودالی با عمق مناسب حفر کرده سپس سوپرجاذب را به صورت متورم در آن قرار می‌دهیم و با مقداری خاک مخلوط می‌کنیم، سپس نهال را در گودال قرار می‌دهیم و با یک لایه خاک به ضخامت 10 سانتی‌متر روی آن را می‌پوشانیم.
انتقال نهال
ریشه نهال را در مخزن سوپرجاذب متورم قرار می‌دهیم پس از خارج کردن نهال سوپرجاذب به ریشه نهال می‌چسبد که رطوبت لازم را در طی زمان انتقال نهال حفظ می‌کند.
درختان زیر پنج سال و درختچه‌ها
حدود 250 تا 350 گرم سوپرجاذب به ازای هر درخت استفاده می‌شود. به دو روش کپه‌ای و نواری سوپرجاذب برای درختان استفاده می‌شود. در روش کپه‌ای (درون گودال) در قسمت سایه‌انداز درخت که ریشه درخت بیشتر است 3 تا 4 حفره 40 تا 60 سانتیمتری را حفر کرده (البته تعداد حفره به اندازه درخت بستگی دارد) و درون آن سوپرجاذب متورم یا خشک می‌ریزیم و آن را با خاک مخلوط می‌کنیم و 10 سانتی متر خاک روی آن‌ها می‌ریزیم.
در روش نواری دور تا دور تنه درخت را به عمق 40 تا 60 سانتی‌متر حفر کرده و سوپرجاذب را به صورت خشک یا متورم در گودال می‌زیزیم و روی آن را با خاک می‌پوشانیم.
درختان میوه و جنگلداری‌های شهری
مقدار 350 تا 450 گرم سوپرجاذب برای درختان بزرگ استفاده می‌شود. روش استفاده از سوپرجاذب در درختان میوه و جنگلداری‌های شهری مانند روش فوق می‌باشد
زمین‌های چمن
مقدار 50 الی 100 گرم در هر متر مربع و در عمق 3 سانتیمتری خاک قرار می‌دهیم. ابتدا بستر خاک را آماده می‌کنیم و بعد سوپرجاذب را به صورت متورم وخشک صورت دستپاش یا بذر‌پاش در سطح خاک پخش می‌کنیم و بعد با خاک مخلوط می‌کنیم به اندازه 10 سانتی‌متر خاک روی آن می‌ریزیم و غلتک می‌زنیم و بعد عملیات بذر‌باشی چمن انجام می‌شود .
گیاهان زینتی
در این روش ابتدا چاله‌ای به عمق مناسب ریشه حفر می‌کنیم و حدود 20 تا 30 گرم سوپرجاذب را به صورت متورم یا خشک در چاله می‌ریزیم با خاک مخلوط می‌کنیم و بوته گل را در آن قرار می‌دهیم.
کشت‌های زراعی: میزان استفاده : (یونجه : 75 کیلوگرم) – (سیب زمینی : 35 تا 50 کیلوگرم) – (گندم و جو :25 کیلوگرم) – (چقندر : 55 کیلو گرم) – (ذرت علوفه ای : 100 کیلوگرم) و… در هکتار (گوجه فرنگی : 4 گرم) – (خربزه و هندوانه : 6 گرم) – (خیار : 5 گرم) برای هر نهال (نشاء) یا بذر
پرورش قارچ: سوپرجاذب به مقدار دو کیلوگرم در هرمتر مکعب با بستر کاشت مخلوط شده و تا حالت اشباع آبیاری می‌شود.
خزانه نشاء: حدود 120- 40 گرم سوپرجاذب در هر متر مربع ودر عمق 15-10سانتیمتری استفاده می‌شود
توضیح مهم
- در هر یک از شرایط فوق لازم است تا 3-2 نوبت آبیاری معمولی انجام شود و سپس فاصله آبیاری را افزایش دهید.
- کاربرد سوپرجاذب بسته به نوع گیاه بافت خاک، شرایط اقلیمی و کیفیت آب، موجب کاهش آب مصرفی به میزان 50% می‌شود .
- قبل از کاربرداز مخلوط کردن سوپرجاذب با هر نوع کود و مواد افزودنی جامد و مایع دیگر جداً خودداری کنید.
- هنگام کاربرد همزمان از سوپرجاذب و کود و یا هر افزودنی دیگر باید از چالکودهای مجزا استفاده شود. (مانند روش بعلاوه و ضربدر)
- سوپر جاذب باید دور ازرطوبت و نور مستقیم آفتاب نگهداری شود.
کاربرد این محصول در ایران
کشور ایران در زمره کشورهای خشک ونیه خشک جهان محسوب می‌شود. 90 درصد آب حجم آب مصرفی کشور در کشاورزی استفاده می‌شود که 65 درصد از آن به شیوه‌های غلط آبیاری هدر می‌رود. برای مقابله با این مشکل بکارگیری شیوه‌های نوین آبیاری توصیه می‌شود. کاربرد هیدروژل‌های فوق‌جاذب یکی از جدیدترین شیوه‌های آبیاری است که با استفاده از آن می‌توان 50 درصد در مصرف آب صرفه جویی کرد.
منابع اقتصادی کاربرد سوپرجاذب کشاورزی
- سوپرجاذب در مناطق خشک با ذخیره آب و استفاده آن به صورت تدریجی و در مناطق مرطوب مانند شمال که تهیه آب شیرین با EC مطلوب هزینه بالایی دارد باعث کاهش دفعات آبیاری و صرفه‌جویی آب تا 50 درصد می‌شود.
- سوپرجاذب باعث می‌شود رطوبت همیشه در مجاورت ریشه گیاه قرار بگیرد که این باعث افزایش کیفیت و کمیت محصول می‌شود
- سوپرجاذب با جذب بیشتر کودهای مایع و در اختیار قرار‌دادن آن به صورت تدریجی بنا به نیاز گیاه باعث کاهش قابل ملاحظه‌ای (بین 30 تا 50 درصد) کود می‌شود. و از انتشار کود در محیط و ایجاد آلودگی در آبهای زیرزمینی جلوگیری می‌کند.
- سوپرجاذب باعث پیوستگی ذرات خاک می‌شود و از فرسایش خاک در مناطق شیبدار جلوگیری می‌کند.
- سوپرجاذب کشاورزی در مقایسه با روش‌های دیگر آبیاری به دلیل حداقل سرمایه‌گذاری و با توجه به دوام هیدروژل در چند سال مقرون به صرفه‌تر است.
نتیجه
استفاده درست از سوپرجاذب به تنهایی یا در کنار دیگر روش‌های آبیاری، با کمترین هزینه توانایی نجات زمین‌های خشک و غیر قابل کشت کشورمان را دارد و می‌تواند تحولی عظیم را در کشاورزی و اقتصاد کشاورزان و مراکز حفظ منابع و فضای سبز کشور ایجاد کند.