Jak pomoci udržet vodu v krajině, zvýšit retenční schopnosti půdy a snížit tak negativní dopady sucha na zemědělství?

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 nově připravovaného 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.

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.

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.

Zdroj: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně