Hüdrogeel aitab taimedel startida

---

Hüdrogeelid on ained, mis suudavad imada suurel hulgal vett. Üks eriline hüdrogeel, mida lisatakse mullale ja mis toimib taime stardiabina, võib peagi muuta kuivad piirkonnad roheliseks.

Üha enamates maailma paikades võitlevad põllumehed globaalse soojenemise tagajärjel tekkinud kuivade ja väljakurnatud maadega. Nende vajadus abi järele saagi kasvatamisel on suur ja Belgia botaanik Willem Van Cotthem otsustas asja suhtes midagi ette võtta. Aastatepikkuse uurimistöö tulemusena arendas ta välja puudele ja taimedele mõeldud niinimetatud stardipaki, mis aitab neil kuivades piirkondades juurduda. Paki tähtsaim koostisosa, hüdrogeel, on aine, mis suudab imada suuri koguseid vett ja seda aeglaselt taime juurtele eraldada.

Meetodi toimimist on tõestanud terve rida katseid. Muu hulgas on need tuvastanud, et kui puud saavad vee säilitamisel abi, jääb neist palju rohkem eksemplare ellu. Lisakasuna säästetakse kuni pool kastmiseks kasutatavast veest.
Stardipakk sisaldab üle 20 erineva koostisosa, mis segatakse mullaga seal, kuhu taim kavatsetakse istutada. Hüdrogeel koosneb akrüülamiidi ja akrüülhappe molekulide pikkadest ahelatest. Ahelad moodustavad polüakrüülamiidi, käsnataolise aine, millel on omadus imada suuri koguseid vett. Osad hüdrogeelid on nii tõhusad, et võivad sisaldada oma kaalust 500 korda rohkem vett.
Enamik väikelaste vanemaid teavad hüdrogeele kui tänapäevaste mähkmete üht olulist koostisosa, aga mullas vee kinni hoidmiseks kasutatavad hüdrogeelid on veidi teist laadi. Hüdrogeelid ei pea ainult kinni hoidma nappivat vett, vaid sellest ka uuesti lahti laskma, nii et taime juured sellest kasu saavad. Kõige parem, kui vesi vabaneks aeglaselt, nii et taim saab seda imeda pikema perioodi vältel.

Juurestik saab vett hüdrogeeli seest

Tavaliselt sisaldavad taimed enam kui 90 protsenti vett ja kasvamiseks on neil seda pidevalt vaja. Vett saab taim mullast, kus see asetseb liiva- ja saviosakeste vahelistes väikestes poorides. Kui mullas on vett vähe, on see tihti tugevalt seotud mulla mineraalidega. Seepärast peab taim vee kätte saamiseks lahendama kaks probleemi: esiteks peavad juured jõudma tsooni, kus ka tegelikult vett leidub, ja teiseks peavad need suutma vee mineraalidest vabastada. Praktikas toimub see paljude peenikeste eriliste juurekarvadega varustatud juurte abil. Need on 0,2-3 mm pikad ja iga juuresentimeetri peal võib olla üle 1000 juurekarva.
Professor Willem Van Cotthem avastas, et tema kuivades piirkondades kasvavatele taimedele mõeldud stardipakett ei pea sisaldama mitte ainult hüdrogeele, vaid ka taimehormoone, mis ühest küljest stimuleerivad taime moodustama eriti palju juuri ja juurekarvu ning teisest küljest panevad juured sügavamale kasvama. Kui juured kasvavad, tungivad peenikesed juurekarvad hüdrogeeli, kust taim saab vett, mis muidu oleks haihtunud kas aurustumise teel või vajudes nii sügavale maasse, et taim poleks seda kätte saanud. Peale selle toetavad taimehormoonid ka lehtede moodustumist ja suurendavad seega taimede biomassi.

Retsept saadi pärast sadu katsetusi

Esimesed katsed hüdrogeeliga leidsid aset Belgias Genti Ülikoolis aastal 1983. Rühm teadlasi testis tervet hulka koostisosi ja segusid, kõigepealt ülikooli laborites ja seejärel Maa kuivades piirkondades läbi viidud katsetes.
Iga koostisosa pidi läbima katse, kus teadlased testisid hoolikalt, mitu seemet idanes, kui palju biomassi taimed tootsid, kui palju vett nad tarvitasid ja kui palju vett aurustus nii mullast kui ka taimedest. Katsetes osales mitusada potentsiaalset abiainet ja oma rõõmuks avastas Willem Van Cotthem, et osade kombinatsioonide tulemuseks oli sünergiaefekt. Teisisõnu oli efekt suurem kui üksikute elementide efektide summa.
Praktilised katsed leidsid aset koostöös erinevatest maailma ülikoolidest pärit teadlastega ja tulemused olid paljutõotavad. Isegi väga kuivas Sahelis, Saharast lõunapool asuvas piirkonnas, õnnestus näiteks panna puud ja põõsad juurduma ning üle elama esimese kriitilise perioodi. Ning ühes Indias läbiviidud katses õnnestus tomatitaimede saagikust tõsta 5 kilogrammilt 8 kilogrammile taime kohta. Uurimistöö viis firma TerraCottem loomisele, mis nüüd müüb maaparandamiseks mõeldud stardipakette paljudesse maailma osadesse. Willem Van Cotthem ise on nüüd pensionile jäänud ja pole ettevõttes enam aktiivselt tegev, kuid toote parandamisega tegeletakse endiselt.
"Meie arendusosakond teeb koostööd sõltumatute teadusinstitutsioonidega, nii et oleme kogu aeg arengus esirinnas," kinnitab TerraCottemi arendustöö juhataja, tehniline juht Davy Ottevaere. Selle tulemuseks on mitmed eritooted, mis on spetsiaalselt mõeldud nt viinapuude, puuviljapuude või murukatuste kasvatamiseks. "Ja praegusel hetkel töötame selle nimel, et kasvatada biokütuse valmistamiseks kasutatavaid taimi ääremaadel," selgitab Davy Ottevaere.

Hüdrogeel on aktiivne kaheksa aastat

Belgia teadlased polnud esimesed, kes kasutasid sünteetilisi aineid vee säilitamiseks, sest hüdrogeelidega eksperimenteeriti juba 1950ndatel ja 1960ndatel. Kuid tookord oli neil halb maine, kuna sisaldasid mõningaid jääkaineid, mis osutusid taimedele mürgisteks. Seepärast oli belglaste jaoks väga tähtis, et nende stardipakis sisalduv hüdrogeel oleks nii ohutu kui ka biolagunev, kuid et sel oleks siiski ka pikk eluiga. Seetõttu on stardipakett koostatud nii, et taim kasutaks kõik taimehormoonid ja lisatud toitained ära esimese kasvuperioodi jooksul, samas kui hüdrogeel on aktiivne kaheksa aastat või kauemgi. Kogu selle perioodi vältel paisub hüdrogeel iga kord veega kokku puutudes ja kui see on lõpuks oma aja ära elanud, laguneb see mitte-mürgisteks ühenditeks.

Väikesed aiad põgenikele

Hüdrogeele on muu hulgas kasutatud ka ÜRO poolt toetatud projektis Iraanis, kus ülesandeks oli erosioon kontrolli alla saada. Kuid ka kuivades piirkondades asuvates põgenikelaagrites on TerraCottemi tooteid edu saatnud. Tänu nendele on paljudel põgenikel õnnestunud rajada väikesed aiad. Üleüldse on hüdrogeelide potentsiaal osutunud suureks: Lõuna-Koreas on hüdrogeele kasutatud nt suure, kaevandustöö poolt väljakurnatud piirkonna taastamiseks, samas kui teistes paikades on neid kasutatud metsade istutamisel või piirkondades, kus esineb tuulest tingitud erosiooni.
TerraCottem arvab, et hüdrogeelidel on suur potentsiaal arengumaades ja Maa kuivades piirkondades ning et hinna poolest suudab meetod konkureerida tammide rajamise ja kunstliku kastmisega. Kuivades piirkondades asuvatel elanikel on nüüd lootust saada abi kuivade ja väljakurnatud maade tõhusaks harimiseks.

Artikkel taimekasvatuses rakendatavatest hüdrogeelidest ilmus ajakirja Imeline Teadus/Tarkade klubi 2012 aasta jaanuari numbris ja oli neljal leheküljel.