مقاله و تحقیق دانشجویی

توضیحات :

ادبیات نظری تحقیق اهمیت آب در کشاورزی و پلیمرهای سوپرجاذب و استاكوسورب و آکوازورب در 44 صفحه درقالب ورد قابل ویرایش.

فهرست مطالب و بخشی از متن :

اهمیت و نقش آب

خواص شیمیایی

خواص فیزیکی

اشکال متغیر

فیزیولوژی جذب آب در گیاهان

افزایش جذب موثر آب

عوامل موثر در جذب آب

عوامل موثر در نیروی مکش گیاه

چرخه آب در گیاهان

آب خاک

خروج آب از گیاه

مدیریت آب و مراتع

آتريپلكس

کمبود آب و مقاومت به خشکی

تاریخچه سوپر جاذب ها

پلیمر های سوپر جاذب

مدیریت آبیاری :

فشردگی خاک :

کمبود مواد غذایی :

تبخیر و روان آب :

شیب تند :

فرسایش :

افزایش بازدهی :

افزایش هزینه ها :

رفع مشکلات فضای سبز

رشد قارچ :

هزینه بالای آبیاری :

فشرده شدن خاک

سوپر جاذب و محیط زیست

نکات قابل توجه در استفاده از سوپر جاذب ها

چند نمونه از سوپر جاذب ها

سوپر جاذب آب : کلوفونی

عملکرد، ساختار وخصوصیات کلوفونی :

مزایای استفاده از کلوفونی

تاثیرات برروی شاخصهای خاک:

تاثیرات برروی شاخصهای گیاه:

استاکوسورب

آکوازورب

آثار محیط زیستی:

منابع

اهمیت و نقش آب

آب مایه حیات و فراوان‌ترین ماده مرکب بر روی سطح کره زمین و بستر اولیه حیات به شکلی که امروزه می‌شناسیم. بیش از ۷۵٪ جرم یک انسان از آب تشکیل شده‌است و نیز بیش از ۷۰٪ سطح کره زمین را آب پوشانده‌است (نزدیک به ۳۶۰ میلیون از ۵۱۰ میلیون کیلومتر مربع) با وجود این حجم عظیم آب تنها دو درصد از آبهای کره زمین شیرین و قابل شرب است و باقی آن به علت محلول بودن انواع نمک‌ها خصوصا نمک طعام غیر قابل استفاده‌است. از همین دو درصد آب شیرین بیش از ۹۰ درصد به صورت منجمد در دو قطب زمین و دور از دسترس بشر واقع شده‌است(7)

خواص شیمیایی

قدرت حلالیت بسیار بالایی داشته و عملاً پرکاربردترین حلّال در صنعت و فرایندهای شیمیایی است. بسیاری از فرایندهای شیمیایی و بیوشیمیایی در محیط آبی با سرعتی به مراتب بیش از هر محیط دیگری انجام می‌گیرد. این ماده در برابر دمای بالا مقاومت نشان داده و تا دمای بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد نیز تجزیه نمی‌شود. برای تجزیهٔ آب بهترین راه بهره گیری از فرایند الکترولیز در دستگاهی به نام ولتامتر است. به این صورت که با استفاده از دو الکترود (بهترین جنس برای این منظور پلاتین است) جریان برق مستقیم را از آب عبور دهیم. به این ترتیب در قطب مثبت اکسیژن و در قطب منفی هیدروژن آزاد خواهد شد(14).

خواص فیزیکی

آب در دمای اتاق حالت مایع دارد. بی رنگ بی بو و بدون مزه‌است. در فشار ۱ اتمسفر، در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد به جوش می‌آید و در دمای ۰ درجه سانتیگراد منجمد می‌شود.

خواص حرارتی آن یعنی گرمای ویژه، گرمای نهان تبخیر و نیز گرمای نهان ذوب زیاد آن باعث شده که به مهم‌ترین ماده به منظور خنک کنندگی در فرآیندهای حرارتی مثلاً در موتور اتوموبیل‌ها یا نیروگاهها و برج تقطیر بدل شود. علت این خواص حرارتی وجود پیوندهایی به نام پیوند هیدروژنی در بین مولکول‌های آب است. این پیوندها همچنین انبساط غیر متعارف آب در هنگام کم شدن دمای آن از ۴ درجه سانتیگراد تا ۰ درجه را توجیه می‌کند. همچنین این پیوند مسوول افزایش حجم تقریباً ۱۰ درصدی آب در طول فرآیند انجماد و نیز ساختار ۶ گوشه بلورهای برف نیز هست. اگر به جای اتمهای هیدروژن در آب ایزوتوپ سنگین تر هیدروژن یعنی دوتریوم قرار گیرد آب سنگین به دست می‌آید که حتی گرمای ویژه آن از آب معمولی نیز بیشتر و کاربرد وسیعی در رآکتورهای آب سنگین به منظور انتقال انرژی از قلب رآکتور به بویلرها دارد(22)

اشکال متغیر

آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌شود. تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می‌باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند(31).

از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاً بصورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ،برف، مه و شبنم می‌باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می‌آید. آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌کنند؛ رودخانه‌ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می‌کند(15).

به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می‌آیند.

آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها، خود، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

آب خواص مهمی دارد که در زندگی ما بسیار با ارزشند. از جمله:

- حلال بسیار خوبی است.

- چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می‌زند یا حرارت می‌بیند، چگالی آن کاهش می‌یابد.

- گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می‌باشد. گرمای اضافی بدن با تبخیر تنها مقدار کمی از آب بدن از طریق منافذ پوست تعریق کاسته می‌شود(66).

- نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده‌ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می‌شوید که سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می‌رود؛ اما پاره نمی‌شود.

- آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را براحتی در خود حل می‌کند. بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می‌شوند. البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی‌شوند، مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن‌دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلول را بدقت تحت کنترل دارد.

- یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی یخ می‌باشد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می‌شود، انبساط می‌یابد، بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می‌کند.

بنابراین، حجمی از یخ که هم‌حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. به این علت می‌گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می‌شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است.

این ویژگی آب سبب می‌شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه‌ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می‌شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می‌نماید. در این شرایط، ماهی ها و دیگر آبزیان می‌توانند در مناطق گرم‌تر زیرین به حیات خود ادامه دهند(14)

- دیگر ویژگی غیر عادی آب، ظرفیت گرمایی بالای آن می‌باشد. ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می‌دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایش یابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است(29).

فیزیولوژی جذب آب در گیاهان

نظر به اینکه آب مهمترین ماده زیستی برای تمام موجودات است در گیاهان نیز عامل اساسی زندگی و رشد و نمو است. آب در ساختار کلوئیدی پروتوپلاسم شرکت می‌کند و برای انجام فعالیتهای متابولیسمی ضروری است. در گیاه نیروی مکش موجب جذب و انتقال آب به قسمتهای مختلف می‌گردد این نیرو به نام پتانسیل آبی گیاه نامیده می‌شود که در اثر وجود یونهای آلی و کانی و کلوئیدهای موجود در یاخته حاصل می‌گردد. پتانسیل آبی در گیاه نیز مانند خاک منفی است و در مقایسه با پتانسیل آبی خاک منفی‌تر است. جذب آب توسط ریشه‌ها

سیستم ریشه‌ای گیاهان اغلب بسیار گسترده است. میزان گستردگی ریشه ها در زیرزمین بیش از میزان گستردگی ساقه‌ها در هواست. تارهای کشنده ریشه سطح ریشه‌ها را بطور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهند. اگر مساحت تارهای کشنده بطور جداگانه محاسبه گردد معلوم می‌شود که سطح تارهای کشنده 7/1 برابر قسمتهای دیگر ریشه است. در سایر گونه‌ها سطح تار کشنده ریشه بالغ بر 8 تا 12 برابر بقیه سطح ریشه گزارش شده است.
تارهای کشنده ریشه نه تنها سطح جذب را افزایش می‌دهند بلکه تماس نزدیکی با خاک پیدا می‌کنند و باعث خرد کردن ذرات خاک و نفوذ به داخل شکافها می‌شوند. بیشتر جذب آب در نزدیکی نوک ریشه و منطقه رشد صورت می‌گیرد یعنی در جایی که یاخته‌های اپیدرمی دارای دیواره نازک هستند به تدریج که بافت ریشه بالغ می‌شود اپیدرم و تارهای کشنده آن بوسیله پریدرم چوب پنبه‌ای شده غیر قابل نفوذ جایگزین می‌گردد(76).

افزایش جذب موثر آب

به منظور افزایش جذب موثر آب ، رشد ریشه باید مرتبا منطقه جذب را که بالاتر از راس رویش ریشه است بازسازی کند. همچنین رشد ریشه برای نفوذ آن در خاک مرطوب ضروری است و این امر در شرایط کمبود آب می‌تواند بسیار باشد. پس از افزودن آب به خاک ، حرکات آب بیشتر به سمت پایین است و به سوی ریشه‌ها حرکت نمی‌کند و تنها راهی که دسترسی ریشه را یه آب زیاد می‌کند رشد و آبدوستی مثبت ریشه است که به سوی محلهای مرطوب و آبدار خاک رشد می‌کند سرعت رشد ریشه زیاد است و در مورد گیاهان علفی این سرعت 10 میلیمتر در روز بطور عادی است.
سیستم ریشه‌ای گیاه ذرت بطور متوسط روزانه 50 تا 60 میلیمتر رشد می‌کند. گرچه منطقه تارهای کشنده مهمترین سطح جذب آب به شمار می‌آید مناطق پیرتر هم در این عمل نقش قابل ملاحظه‌ای دارند. این امر بویژه در زمستانها که رشد ریشه کم است و یا در مواقع کمبود آب بیشتر صورت می‌گیرد نقاط خروج ریشه‌های جانبی لایه‌های چوب پنبه‌ای شده را شکسته و ورود آب را امکان‌پذیر می‌سازد(55.)

عوامل موثر در جذب آب

برای اینکه آب از خاک وارد ریشه گیاه شود باید نیروی جاذبه‌ای در ریشه وجود داشته باشد که به سطح آورده شود و مثل یک فشار منفی عمل کند در عین حال خاک یا محلول غذایی نیز مکش یا جاذبه‌ای در جهت عکس دارد. تفاضل این نیرو مکش خالصی است که منجر به ورود آب در گیاه می‌شود. فزونی نیروی مکش گیاه بر نیروی مکش خاک موجب حرکت آب به سوی گیاه می‌گردد. نیروی مکش خاک به مقدار کلوئید (رس و هوموس) و درجه خشکی آن بستگی دارد.(37)