200253. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mezőgazdasági kultúrák terméshozamának növelésére hidrogélek alkalmazásával
1 HU 200253 A 2 A találmány tárgya eljárás mezőgazdasági kultúrák terméshozamának növelésére hidrogélek alkalmazásával. Ismert, hogy a növények vízigénye fejlődési állapotuktól függően jelentősen változik. A zöldtömeg 40%-ának kifejlődését követően minden növényfajta életében vannak olyan kritikus időszakok, amikor a növények a tartós vízhiánnyal szemben érzékenyebbek, és a vízhiány a növények súlyos károsodásához, fejlődési rendellenességek fellépéséhez, esetenként a növények pusztulásához vezethet. Gabonaféléknél (például búzánál és árpánál) a kritikus időszak a zászlóslevelek megjelenése utáni szárbaindulási, majd a szemképződési szakasz. Ha ebben az időszakban a növény nem jut kellő mennyiségű vízhez, szárnövekedése visszaszorul, a kalászok kisebbek lesznek, a szemtermés pedig .megszorul", mert a szemtelitődés akadályozott. Kukorica és napraforgó esetén ez a kritikus időszak a virágzás (címerhányás) stádiuma. Ha a megporzás (megtermékenyítés) időszakában a növények vízhiányban szenvednek, a pollentömlő károsodik és a megtermékenyülés elmarad, ami terméskiesést eredményez. A növények vízigénye öntözéssel kielégíthető, az öntözés azonban költséges, és számos területen nem áll megfelelő mennyiségű öntözővíz rendelkezésre. Aszályos időszakokban, amikor a természetes vizek szintje jelentősen apad, különösen nagy nehézségekbe ütközik az öntözővíz biztosítása, A növények életéhez szükséges vízmennyiséget megkísérelték már indirekt módon, a leveleken át történő párologtatás visszaszorításával biztositani. Ilyen módszer az, amikor a levélzetre szénhidrogén-típusú viasszerű anyagokat visznek fel. A módszer hátránya, hogy az így kiképezett párologtatáscsökkentó bevonat, hosszú időn ét kifejti hatását, akkor is, ha közben az időjárás kedvezőre fordulása révén a gyorsabb növekedéshez, fejlődéshez a növényzetnek intenzivebben kellene párologtatni. Ilyen esetben a módszer már hátrányosan hat, és gátolja a növények fejlódését. A növények számára még a legmelegebb időszakokban is rendelkezésre áll egy természetes vizforrás, a harmat. A meleg napokat követő derült, szélcsendes éjszakákon a levegő lehűl, s a harmatpontot elérve a levegő nedvessége a növényzeten parányi vízcseppek formájában kicsapódik, ezután egyre nagyobbodva a harmatcseppek a talajra hullnak. A harmatképződés különösen bőséges a forró nappalokat követő éjszakákon. A nappali gyors felmelegedés hatására azonban a harmat igen gyorsan elpárolog, ezért - noha egyes növények a harmat felvétele érdekében biológiailag módosultak (pl. a szóló harmatgyökerein keresztül képes a földre hullott harmatot felvenni) - a harmatviz felvételére a növény számára nem áll elegendő idő rendelkezésre. Olyan módszerre van tehát szükség) amellyel a harmat elpárolgása a növény biológiai szükségleteinek megfelelően késleltethető. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy a harmat elpárolgását nagymértékben késleltethetjük, és a harmatot a növény számára hosszabb időn át felvehető formában köthetjük meg akkor, ha a növények leveleire reverzibilis vizfelvételre és vízleadásra képes, vizoldható polimerekből térhálósítással kialakított hidrogéleket viszünk fel. Ismert, hogy a legtöbb természetes vagy szintetikus polimerből térhálósítással hidrogél állítható elő [R. L. Davidson, M. Kittig: Water-Soluble Resins (Reinhold Publishing Corp., New York, 1962), R. L. Davidson: Handbook of Water-Soluble Gums and Resins (McGraw-Hill, New York, 1980)]. Ezek a hidrogélek a térhálósűrűségtöl függően nagymértékű, reverzibilis vízfelvételre és vizleadásra képesek; saját száraz tömegük 2-500- -szorosának megfelelő mennyiségű vizet képesek felvenni. Ilyen típusú hidrogéleket alkalmaznak a gélkromatográfiában (T. Kremmer, L. Boros: Gélkromatográfia, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974), a mikrokapszulás készítmények előállításához, gyógyszerek formálásához stb. Ismert, hogy egyes speciális hidrogélek alkalmasak a talajok vízháztartásának szabályozására. Ilyen kereskedelmi forgalomban lévő termék az Acrylhope (gyártja a Nippen Shokubai Kagaku Kogyo Co. Ltd. cég, Tokyo, Japán). Növények levélzetének kezelésére azonban ezeket a géleket eddig még nem alkalmazták. A vízfelvétel és vízleadás reverzibilitásából következően ugyanis éppen az volt várható, hogy ha ezeket a géleket növények leveleire viszik fel, a gél ugyan az éjszakai harmatképzódés során megköti a vizcseppeket, a reggeli felmelegedés hatására azonban víztartalmát gyorsabban adja át a szárazzá váló levegőnek, mint a levélnek, amelynek a nedvességtartalma nagy. Az is várható volt, hogy a gél a növények légzőpórusainak jelentős részét eltömi, és így - a porszennyezésekhez hasonlóan - gátolja a növények biológiai életét. Gyakorlati tapasztalataink ezzel teljesen ellentétesek. Kísérleteink során ugyanis azt észleltük, hogy a reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes hidrogélek az általuk megkötött harmat túlnyomó részét nem a szárazabb levegőnek, hanem a levegőhöz viszonyítva .nedvesebb" növénynek adják át, és a kritikus aszályos periódusokban 30-35 nap alatt a harmatképzódés intenzitásától függően körülbelül 5- -15 mm csapadéknak megfelelő többlet vizmennyiséget biztosítanak a növények számára. A célszerűen kezelt növényeken a porszennyezések hatására jellemző károsodásokat nem észleltünk; a hidrogélekkel végzett kezelés hatására őszi búzán a kontrolihoz viszonyítva 10-20%-os terméshozam-növekedést értünk el. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
