Hydrogel

Un hydrogel est un réseau de chaînes polymères hydrophiles réticulées. Dans le domaine médical, les hydrogels sont utilisés pour absorber les fluides corporels et échanger des substances avec l'environnement extérieur. Ils sont également efficaces comme supports dans le traitement des plaies. De même, les hydrogels trouvent des applications dans l'agriculture, offrant des avantages tels que la réduction des besoins d'irrigation et la prolongation de la durée de conservation des conteneurs.

Les hydrogels peuvent être classés en deux groupes principaux en fonction de leurs propriétés physicochimiques. Le premier groupe comprend les hydrogels réversibles, où les chaînes de polymères sont liées par des forces électrostatiques, des liaisons hydrogène et des interactions hydrophobes. Ces hydrogels sont caractérisés par leur instabilité et peuvent être transformés en un mélange de polymères, comme la gélatine et l'agar, par chauffage. Le deuxième groupe est constitué d'hydrogels chimiquement stables dont les chaînes de polymères sont liées par des liaisons covalentes stables, notamment l'amidon et les monomères vinyliques tels que l'acide acrylique, l'acrylamide, l'acrylonitrile et l'alcool polyvinylique.

En agriculture, un type d'hydrogel couramment utilisé est le polyacrylate de potassium ou le polyacrylate de sodium. Les hydrogels sont prometteurs en agriculture en raison de leur décomposition facile dans le sol et de leur nature renouvelable par rapport à d'autres polymères superabsorbants commerciaux. Des études ont démontré les avantages des hydrogels en tant qu'amendements du sol ou pour l'enrobage des semences, améliorant la rétention de l'eau et des engrais, l'aération du sol, la réduction de l'évapotranspiration, l'amélioration de l'émergence des semis et le maintien de la disponibilité de l'eau pour les plantes.

Applications des hydrogels Les hydrogels présentent de nombreux avantages pour l'agriculture en relevant des défis tels que la faible rétention d'eau, les taux de transpiration élevés, le lessivage de l'humidité du sol et les attaques de phytopathogènes. Leurs applications comprennent l'amélioration de la qualité des sols, la conservation de l'eau, la résistance au stress de la sécheresse, la réduction de la fréquence d'irrigation et de la consommation d'eau, la diminution de la mortalité des semis et la minimisation de l'utilisation d'engrais et de pesticides. Les hydrogels trouvent diverses applications dans l'agriculture, la sylviculture, les plantations industrielles, le jardinage municipal, la gestion de la sécheresse et la conservation de l'eau, réduisant efficacement l'érosion des sols et le lessivage des produits chimiques dans les eaux souterraines.

Une étude récente de Kalhapure et al. s'est concentrée sur un nouveau polymère absorbant appelé "Pusa Hydrogel", développé par l'Institut indien de recherche agricole. Cet hydrogel, à base de polyacrylate de potassium, présente un fort pouvoir absorbant, réduit le lessivage des herbicides et des engrais, améliore les propriétés du sol et favorise la croissance des plantes sans effets néfastes sur les cultures ou le sol.

Amendement du sol Les études sur les applications des hydrogels dans l'enrobage des semences et les amendements du sol mettent en évidence leur capacité à améliorer la rétention de l'eau et des engrais, l'aération du sol et à réduire les taux d'évapotranspiration. Les hydrogels peuvent modifier les propriétés du sol telles que la perméabilité, la densité, la structure et la texture, augmentant de manière significative la capacité de rétention d'eau et réduisant la densité apparente du sol. Cependant, l'utilisation excessive d'hydrogels peut saturer la teneur en eau du sol, en particulier dans les régions arides, bien qu'elle améliore la teneur en eau et en chlorophylle des feuilles.

Réduction du stress dû à la sécheresse Les hydrogels aident les plantes à faire face au stress dû à la sécheresse en maintenant une teneur en eau adéquate, en améliorant la croissance et en augmentant le rendement dans des conditions climatiques défavorables. Ils réduisent la nécessité d'un arrosage fréquent, prolongent la durée de conservation des plantes et améliorent le stockage de l'eau dans les sols poreux, retardant ainsi les périodes de flétrissement et favorisant la survie des plantes.

Amélioration de la disponibilité des engrais Les hydrogels offrent une approche durable pour réduire l'utilisation d'engrais synthétiques sans compromettre le rendement des cultures ou la valeur des nutriments. Ils peuvent être formulés avec des ions de potassium et d'azote pour une libération progressive des nutriments dans le sol, ce qui favorise la croissance et l'absorption des plantes.

En résumé, les hydrogels jouent un rôle crucial dans l'agriculture durable, en offrant des solutions pour la conservation de l'eau, l'amélioration des sols, l'atténuation du stress dû à la sécheresse et l'amélioration de la croissance des plantes, tout en minimisant l'impact sur l'environnement et l'utilisation des ressources.