Hidroželeja ļauj ieaudzēt kokus tuksnesī

Vairākus gadus ilgi pētījumi un pārbaudes ir pierādījuši, ka augsnē iestrādāta hidroželeja – īpaša viela, kas spēj uzsūkt lielu daudzumu ūdens, – ļoti palīdz augiem augšanas procesa sākumā. Šim izgudrojumam būs liela nozīme pasaules sausajos apvidos.

Arvien lielākās pasaules teritorijās zemniekiem jāapstrādā sausa un barības vielām nabadzīga augsne. Lai šādās vietās būtu iespējams izaudzēt kultūraugus, tiem nepieciešama īpaša palīdzība. Beļģu zinātnieks Vilems van Kotems ilgus gadus veicis pētījumus šajā jomā un pēc daudziem eksperimentiem izstrādājis īpašu “starta komplektu” kokiem un citiem augiem, lai palīdzētu tiem iesakņoties sausos apvidos. Vissvarīgākā sastāvdaļa šajā komplektā ir hidroželeja jeb hidrogels – viela, kas spēj uzsūkt lielu daudzumu ūdens un pakāpeniski atdot to auga saknēm.
Šā izgudrojuma efektivitāti pierādījuši vairāki eksperimenti. Ja nesen iestādītiem kokiem palīdz saglabāt ūdeni, izdzīvo daudz vairāk eksemplāru. Vēl kāda metodes priekšrocība ir ūdens ietaupījums – salīdzinot ar laistīšanu, jāpatērē divreiz mazāks ūdens daudzums. “Starta komplekts” ietver vairāk nekā 20 sastāvdaļu, kas stādīšanai izvēlētajā vietā tiek iestrādātas augsnē. Pati hidroželeja satur garas ķīmisko vielu akrilamīda un akrilskābes molekulu virtenes. Šīs ķēdes veido poliakrilamīdu, kurš līdzīgi sūklim spēj uzsūkt lielu daudzumu ūdens. Dažas hidroželejas ir tik efektīvas, ka to uzņemtais ūdens apjoms 500 reižu pārsniedz pašas želejas masu. Taču tām ne vien jāuzkrāj un jāsaglabā trūcīgais pieejamā ūdens daudzums, bet arī jāspēj to atbrīvot, lai ūdeni izmantotu auga saknes. Turklāt vēlams, lai ūdens atdošana notiktu lēnām, ļaujot augam uzsūkt valgmi ilgākā laika posmā.

Saknes saņem ūdeni no hidroželejas
Augos mēdz būt līdz 90 procentu ūdens, un tas pastāvīgi nepieciešams arī augu attīstībai. Ūdens šim nolūkam visbiežāk tiek iegūts no sīkajām porām starp smilšu un māla daļiņām zemē. Ja augsnē ir pavisam maz ūdens, tas bieži vien ir ķīmiski saistīts ar dažādiem minerāliem. Tāpēc augam, uzņemot ūdeni no zemes, jātiek galā ar divām problēmām. Pirmkārt, saknēm jāiesniedzas dziļumā, kur ir pietiekami daudz ūdens, otrkārt, tām jāspēj iegūt ķīmiski saistīto ūdeni no minerāliem. Augs to paveic ar daudzām smalkām saknītēm, kas apaugušas ar īpašām spurgaliņām. Katrā saknes garuma centimetrā mēdz būt vairāk nekā 1000 aptuveni 0,2–3 mm garu spurgaliņu.
Beļģu biologa pētījumos atklājās, ka sausu apvidu augiem paredzētajā “starta komplektā” jāiekļauj ne tikai hidroželeja, bet arī augu hormoni. Tie spēj vienlaikus stimulēt papildu sakņu un spurgaliņu veidošanos, kā arī panākt to dziļāku ieaugšanu zemē. Saknēm augot, smalkās spurgaliņas iespiežas hidroželejā. No tās augs var iegūt ūdeni, kas citos apstākļos būtu gājis zudumā vai nu iztvaikošanas dēļ, vai arī nogrimstot saknēm nesasniedzami dziļos zemes slāņos. Turklāt augu hormoni veicina lapu veidošanos, tādējādi palielinot to biomasu.

Recepti atrada pēc simtiem eksperimentu
Pirmie eksperimenti ar hidroželeju notika Gentes universitātē Beļģijā jau 1983. gadā. Kāds zinātnieku kolektīvs pārbaudīja daudzas sastāvdaļas un maisījumus – vispirms universitātes laboratorijās, bet pēc tam vairākos pasaules sausajos apvidos.
Eksperimentējot ar ikvienu “starta komplekta” sastāvdaļu, zinātnieki rūpīgi pētīja un noteica, cik sēklu uzdīgst, cik lielu biomasu augi saražo, cik ūdens patērē un cik ūdens iztvaiko gan no augsnes, gan no augiem. Tādējādi viņi pārbaudīja vairākus simtus iespējamo palīgvielu. Vilems van Kotems arī atklāja, ka dažām palīgvielu kombinācijām piemīt sinerģijas efekts, proti, to kopējais efekts ir lielāks nekā atsevišķo sastāvdaļu radīto efektu summa.
Praktiskie izmēģinājumi norisinājās sadarbībā ar zinātniekiem no citām universitātēm dažādās pasaules valstīs, un rezultāti bija iedvesmojoši. Pat ļoti sausajā Sāhelā, reģionā uz dienvidiem no Sahāras, izdevās panākt, ka koki un krūmi iesakņojas un pārdzīvo pirmo, kritisko periodu. Savukārt Indijā veiktā eksperimentā tomātu ražu izdevās palielināt no pieciem līdz astoņiem kilogramiem no auga.

Darbojas vismaz astoņus gadus
Beļģu zinātnieki nebija pirmie, kas izmantoja sintētiskas vielas ūdens aizturēšanai, jo eksperimenti ar hidroželejām notika jau pagājušā gadsimta 50. un 60. gados. Taču tolaik tās ieguva sliktu slavu, jo sastāvā esošās vielas izrādījās toksiskas augiem. Tādēļ beļģiem bija ļoti svarīgi, lai hidroželeja viņu “starta komplektā” nekaitētu augiem, būtu bioloģiski noārdāma un kalpotu pietiekami ilgi. Tāpēc sākotnējās palīdzības komplekti veidoti tā, lai augs izlietotu visus augu hormonus un pievienotās uzturvielas jau pirmajā veģetācijas sezonā, savukārt hidroželeja saglabātos aktīva astoņus gadus vai ilgāk. Visā šajā periodā tā piebriest, tiklīdz nonāk saskarē ar ūdeni. Savu laiku nokalpojusi, hindroželeja sadalās netoksiskos savienojumos.
Hidroželejas izmanto, piemēram, ANO atbalstītā projektā Irānā, kura nolūks ir novērst eroziju. Tomēr “TerraCottem” produkti ir veiksmīgi izmantoti arī bēgļu nometnēs sausos reģionos. Hidroželejas ļāvušas daudziem bēgļiem ierīkot sev mazdārziņus, un kopumā izrādījies, ka tām piemīt liels potenciāls. Piemēram, Dienvidkorejā šos savienojumus izmanto, lai atjaunotu milzīgu, noplicinātu apgabalu, kurā iegūti derīgie izrakteņi, savukārt citviet tos lieto apmežošanā vai apvidos ar augsnes eroziju un irdenām smiltīm. Izgudrojums ļāvis apzaļumot arī senākus industriālos apgabalus.
“TerraCottem” uzskata, ka hidroželejām ir liels potenciāls jaunattīstības valstīs un pasaules sausajos reģionos un ka izmaksu ziņā šī metode var konkurēt ar aizsprostu un mākslīgās apūdeņošanas sistēmu ierīkošanu. Vietējiem iedzīvotājiem tādējādi rodas vairāk iespēju sausas un noplicinātas augsnes izmantošanai.

Vairāk lasiet žurnāla janvāra numurā!