Hydrogely ze syrovátky efektivně zadržují vodu

Jak pomoci udržet vodu v krajině, zvýšit retenční schopnosti půdy a snížit tak negativní dopady sucha na zemědělství? Na tuto problematiku se zaměřili výzkumníci z Centra polymerních systémů zlínské univerzity ve spolupráci s Výzkumným ústavem mlékárenským s.r.o., společností LACRUM Velké Meziříčí s.r.o. a Výzkumným ústavem meliorací a ochrany půdy, v.v.i.

Sucho v krajině se totiž v posledních letech stává stále častěji diskutovaným problémem, jelikož negativně postihuje zejména významné zemědělské oblasti České republiky. A právě hydrogely patří k slibným materiálům, jejichž popularita v zemědělství stále narůstá. „Hydrogely zlepšují kvalitu půdy svou schopností poutat srážkovou či závlahovou vodu a zpřístupňovat ji znovu rostlinám v období sucha. Kromě toho mají vliv na strukturu půdy, podporují mikrobiologickou aktivitu v půdě, zlepšují její kvalitu a stimulují růst rostlin,“ vysvětluje spoluřešitelka projektu Silvie Duřpeková.

Na trhu jsou již dostupné komerční hydrogely, které jsou většinou na bázi ropných produktů, jejichž biorozložitelnost a nezávadnost je diskutabilní. „Proto se naše výzkumná skupina zabývá vývojem ekologicky-šetrných hydrogelů, které jsou vyrobeny z čistě přírodních, plně rozložitelných, běžně dostupných a nízkonákladových surovin, které nezatěžují životní prostředí. Jejich využití přinese tedy jak ekologické, tak i ekonomické výhody,“ popisuje prof. Vladimír Sedlařík, garant výzkumné skupiny Environmentální technologie, která na výzkumu pracuje.

Hlavní složkou hydrogelu je kyselá syrovátka, která je v současnosti ekonomicky obtížně využitelná. Vzniká jako vedlejší produkt při výrobě čerstvých sýrů a tvarohu. Odhaduje se, že téměř 50 % vyprodukované syrovátky je dále nevyužito a vzhledem k obtížné likvidaci představuje zátěž pro životní prostředí. „Použitím kyselé syrovátky pro výrobu hydrogelů lze minimalizovat vznik odpadu a zároveň lze přispět ke zvýšení dostupnosti živin v půdě pro rostliny, a to díky vysokému obsahu minerálních látek obsažených v syrovátce,“ doplňuje Silvie Duřpeková.

Vliv sucha má poměrně široký negativní rozsah na kvalitu půdy. Nejčastěji se jedná o snížení retenční kapacity zemědělské půdy a snížení její produkční schopnosti, dále snížení biodiverzity či náchylnost půdy ke zhutňování. Podle aktuálních výzkumů se od roku 1950 snížila retenční kapacita půdy v České republice přibližně o 40 %. Degradace půdního fondu vlivem sucha také vysoce zvyšuje náchylnost půdy k následné vodní či větrné erozi. Možnosti řešení tohoto problému spočívají nejen v komplexním přístupu k hospodaření s půdním fondem, vodními zdroji, ale také využitím materiálů a technologií podporující udržení a obnovu kvality půdy.

Smícháním syrovátky a derivátů celulózy vzniká tuhý gel, který se za použití dalších vybraných přírodních a netoxických látek a následném vysušení přemění na hydrogel se stabilní 3D síťovanou strukturou. Po aplikaci a kontaktu s vodou je pak schopen pojmout a zadržet mnohonásobné množství vody k jeho původní hmotnosti a postupně vodu uvolňovat v případě jejího nedostatku. Hydrogel má schopnost vázat vodu opakovaně, tzn. po jeho vysušení je opět znovu schopen vodu absorbovat a v období sucha ji opět zpřístupnit rostlinám. „Díky této vlastnosti, zkoušíme hydrogely obohatit také o další organické látky potřebné pro růst rostlin jako například hnojiva, které by byly postupně uvolňovány do půdy a zajistily by přísun živin rostlinám po delší čas,“ dodává Silvie Duřpeková.

„K ověření účinnosti hydrogelu a jeho použitelnosti v zemědělství jsou v našich laboratořích testovány jeho fyzikálně-chemické vlastnosti, schopnost absorpce a reabsorpce vody za různých podmínek, dále je hodnocena retenční schopnost hydrogelu v půdě včetně schopnosti postupného uvolňování hnojiv do půdy, jeho degradace v půdním prostředí a v neposlední řadě je také hodnocen vliv aplikace hydrogelu na růst vybraných rostlin,“ uvádí prof. Vladimír Sedlařík.

V praxi je použití velmi snadné. Hydrogely lze připravit v podobě prášku, krystalků, nebo granulí, které se aplikují do půdy před setbou rozmetáním či zaoráním do hloubky přibližně 20 cm. Využití najde také v zahradnictví, či na vlastních zahrádkách při výsadbách sazenic zeleniny, květin nebo stromků, kdy se se malé množství přidá přímo ke kořenovému balu rostlin nebo smíchá s pěstebním substrátem, do kterého jsou následně rostliny vysazeny.

Dosavadní výsledky ukazují, že pomocí aplikace syrovátkového hydrogelu lze přispět ke zvýšení retenční kapacity půdy o 30 – 40 % a zadržení dešťové nebo závlahové vody v půdě až o 50 % déle v porovnání s půdou bez hydrogelu. Má rovněž pozitivní vliv na růst rostlin, zejména při nedostatku vody. Tyto slibné pozitivní vlastnosti mohou v praxi napomoci k udržitelnému hospodaření s přírodními zdroji, efektivnějšímu využívání odpadů a zlepšení kvality půdy.

Příprava syrovátkových hydrogelů je v posledních fázích vývoje, momentálně probíhá testování jejich účinnosti a ve spolupráci s Výzkumným ústavem meliorací a ochrany půdy se již zkouší přímo na polích. Projekt bude ukončen v roce 2023.

tisková zpráva Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně

Vánoční obloha bude patřit Marsu

Také hledáte na Štědrý den první hvězdu? Letos patrně jako první „světélko“ na obloze spatříte …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close