Hydrogels für nachhaltige Landwirtschaft

Die Vorteile natürlich gewonnener Hydrogele auf Polymerbasis für eine nachhaltige Landwirtschaft nutzen

Im Bereich der nachhaltigen Landwirtschaft übertreffen Hydrogele auf Basis natürlicher Polymere ihre synthetischen Gegenstücke, denn sie bieten eine Mischung aus Biokompatibilität, physikalisch-mechanischer Stärke und umweltfreundlichen Eigenschaften.

Im Wesentlichen ist ein Hydrogel ein Polymer, das durch die Vernetzung von Monomeren mit einem starken ionischen Mittel, z. B. einem Kation, entsteht. Seine einzigartige Struktur ermöglicht es ihm, große Mengen an Wasser in seinem verzweigten Polymernetzwerk zu absorbieren und zu speichern. Während typische Alkalimetalle als gängige Kationen dienen, wird für die Anwendung im Boden ein Kation benötigt, das dem wasserabsorbierenden Material ungiftige, biologisch abbaubare Eigenschaften verleiht. Interessanterweise entpuppte sich Kalium als wichtiges Alkalimetall in Böden, das das Pflanzenwachstum ohne Bodenverschmutzung fördert. Diese Entdeckung führte zu einer neuartigen Doppelnutzung des Hydrogels in der Landwirtschaft und als Bodenverbesserer.

Da immer mehr Ackerland benötigt wird, um den steigenden Anforderungen der landwirtschaftlichen Produktion gerecht zu werden, liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung innovativer Bodenverbesserungsmittel mit verbesserten Anwendungsmethoden und geringeren Verbrauchsmengen. Hydrogele, die als vernetzte wasserabsorbierende Polymere bezeichnet werden, erreichen dies durch die Bildung von Wasserstoffbrücken mit Wassermolekülen. In der Landwirtschaft haben diese Hydrogele, die oft auch als Wasserrückhaltegranulat bezeichnet werden, die bemerkenswerte Fähigkeit, bei Kontakt mit Wasser auf ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Größe aufzuquellen. Diese transformative Eigenschaft unterstreicht ihr Potenzial, zu nachhaltigen und effizienten landwirtschaftlichen Praktiken beizutragen.