Asosiy mazmunga o‘tish
ReLibrary
UZ
Kirish
Maqola02.00.00Ochiq kirish

PAXTA LINTI ASOSIDA BIOPARCHALANUVCHI CHOKLANGAN POLIMER GIDROGELLARNI SINTEZ QILISH, XOSSALARINI O‘RGANISH VA QISHLOQ XO‘JALIGIDA QO‘LLASH

Eshbo‘riyev Tursunali Nasrullayevich1, Shirinov Shavkat Davlatovich2, Djalilov Abdulahat turobovich3, Azimov Abdug‘ani Mutalovich42026

  1. 1Toshkent kimyo-texnologiya instituti Kimyo kafedrasi katta o‘qituvchisi
  2. 2Toshkent kimyo-texnologiya ilmiy-tadqiqot instituti katta ilmiy xodimi, PhD
  3. 3Toshkent kimyo-texnologiya ilmiy-tadqiqot instituti direktori, O‘zR FA akademigi
  4. 4M. Auezov nomidagi Janubiy Qozog‘iston universiteti “Innovatsion suv tozalash tizimlari” ilmiy-tadqiqot laboratoriyasi rahbari, PhD

JurnalResearch Focus International Scientific JournalJild 5Son 1Sahifa 14–22

Annotatsiya

Suv tanqisligi va sug‘orish rejimining beqarorligi, ayniqsa qurg‘oqchil va yarim qurg‘oqchil hududlarda, qishloq xo‘jaligi ishlab chiqarishining barqaror rivojlanishini cheklovchi asosiy omillardan biri hisoblanadi. Ushbu tadqiqotda paxta linti asosida bioparchalanuvchi gidrogellar qisman neytrallangan akril kislota asosida erkin radikal mexanizm orqali choklangan polimer gidrogel sifatida sintez qilindi. Initsiator sifatida ammoniy persulfat, ko‘ndalang bog‘lovchi modda sifatida esa N,N‘-metilenbisakrilamid qo‘llanilib, uch o‘lchamli polimer tarmoq hosil qilindi. Sintez qilingan gidrogellarning fizik-kimyoviy xossalari kompleks tarzda o‘rganildi. Tadqiqot natijalari gidrogellarning distillangan suvda 450–800 g/g, sho‘r muhitda esa 120–250 g/g gacha suv yutish qobiliyatiga ega ekanligini ko‘rsatdi. Gel fraksiyasi va ko‘ndalang bog‘lanish darajasi barqaror polimer tarmoq hosil bo‘lganligini tasdiqladi. Tuproq sharoitida olib borilgan bioparchalanish sinovlari natijasida gidrogellarning 180 kun davomida 70–85 % gacha parchalanishi aniqlandi. Qishloq xo‘jaligi sharoitida o‘tkazilgan vegetatsion tajribalar gidrogellarni tuproqqa 1,0– 2,0 g/kg miqdorda qo‘llash tuproq namligini saqlash darajasini sezilarli oshirishini va sug‘orish kamaytirilgan sharoitda o‘simlik biomassa hosil bo‘lishini 25–30 % ga yaxshilashini ko‘rsatdi. Olingan natijalar paxta linti asosidagi bioparchalanuvchi gidrogellar suvdan samarali foydalanish va hosildorlikni oshirish uchun ekologik xavfsiz, iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq va istiqbolli material ekanligini tasdiqlaydi.

Boshqa tillarda

ruschaСИНТЕЗ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ СШИТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ГИДРОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ХЛОПКОВОГО ЛИНТА, ИЗУЧЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ И ПРИМЕНЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Дефицит воды и нестабильность режима орошения, особенно в засушливых и полузасушливых регионах, являются одними из основных факторов, ограничивающих устойчивое развитие сельскохозяйственного производства. В данном исследовании биоразлагаемые гидрогели на основе хлопкового линта были синтезированы как сшитые полимерные гидрогели по свободнорадикальному механизму на основе частично нейтрализованной акриловой кислоты. В качестве инициатора использовался персульфат аммония, а в качестве сшивающего агента — N,N‘-метиленбисакриламид, благодаря чему была образована трёхмерная полимерная сетка. Физико-химические свойства синтезированных гидрогелей были изучены комплексно. Результаты исследования показали, что гидрогели обладают водопоглощающей способностью 450–800 г/г в дистиллированной воде и 120–250 г/г в солевой среде. Гель-фракция и степень сшивки подтвердили образование устойчивой полимерной сетки. Испытания на биоразлагаемость, проведённые в почвенных условиях, установили, что гидрогели разлагаются на 70–85 % в течение 180 дней. Вегетационные опыты, проведённые в сельскохозяйственных условиях, показали, что внесение гидрогелей в почву в количестве 1,0–2,0 г/кг существенно повышает уровень сохранения почвенной влаги и улучшает формирование растительной биомассы на 25–30 % в условиях сокращённого орошения. Полученные результаты подтверждают, что биоразлагаемые гидрогели на основе хлопкового линта являются экологически безопасным, экономически целесообразным и перспективным материалом для эффективного использования воды и повышения урожайности.

inglizchaTHE SYNTHESIS OF BIODEGRADABLE CROSS-LINKED POLYMER HYDROGELS BASED ON COTTON LINT, THE STUDY OF THEIR PROPERTIES AND THEIR APPLICATION IN AGRICULTURE

Water scarcity and the instability of the irrigation regime, especially in arid and semi-arid regions, are among the main factors limiting the sustainable development of agricultural production. In this study, biodegradable hydrogels based on cotton lint were synthesized as cross-linked polymer hydrogels via a free-radical mechanism on the basis of partially neutralized acrylic acid. Ammonium persulfate was used as the initiator and N,N‘-methylenebisacrylamide as the cross-linking agent, so that a three-dimensional polymer network was formed. The physico-chemical properties of the synthesized hydrogels were studied comprehensively. The results of the study showed that the hydrogels possess a water absorption capacity of 450–800 g/g in distilled water and of 120–250 g/g in a saline medium. The gel fraction and the degree of cross-linking confirmed the formation of a stable polymer network. Biodegradation tests carried out under soil conditions established that the hydrogels degraded by 70–85 % over 180 days. Vegetation experiments conducted under agricultural conditions showed that applying the hydrogels to the soil at a rate of 1.0–2.0 g/kg significantly increases the level of soil moisture retention and improves plant biomass formation by 25–30 % under reduced irrigation. The results obtained confirm that biodegradable hydrogels based on cotton lint are an environmentally safe, economically expedient and promising material for the efficient use of water and for increasing yield.

Kalit so‘zlar

  • Bioparchalanuvchi gidrogellar
  • Paxta linti
  • Choklangan polimer tarmoq
  • Akril kislota
  • Superabsorbent polimerlar
  • Tuproq namligini saqlash
  • Suv tanqisligi
  • Qishloq xo‘jaligida qo‘llanish

To‘liq matn

Litsenziya: CC BY 4.0litsenziya matni

Matn PDF’dan ajratilgan va qayta formatlangan; asl nusxadan farq qilishi mumkin.

PAXTA LINTI ASOSIDA BIOPARCHALANUVCHI CHOKLANGAN POLIMER GIDROGELLARNI SINTEZ QILISH, XOSSALARINI O‘RGANISH VA QISHLOQ XO‘JALIGIDA QO‘LLASH Eshbo’riyev Tursunali Nasrullayevich Toshkent kimyo texnologiya instituti Kimyo kafedrasi katta o’qituvchisi E-mail: tursunalihim@gmail.com . https://orcid.org/0000-0002-2437-3755 Shirinov Shavkat Davlatovich Toshkent kimyo texnologiya ilmiy tadqiqot instituti katta ilmiy xodimi, PhD E-mail: shirinov.shavkat1984@gmail.com Djalilov Abdulahat turobovich Toshkent kimyo texnologiya ilmiy tadqiqot institute direktori, O’zR FA Akademik E-mail: gup_tniixt@mail.ru Azimov Abdug’ani Mutalovich M.Auezov nomidagi Janubiy Qozog‘iston universiteti “Innovatsion suv tozalash tizimlari” ilmiy-tadqiqot laboratoriyasi rahbari, PhD E-mail: azimov-78@mail.ru. https://orcid.org/0000-0002-1316-5854 https://doi.org/10.5281/zenodo.18358484 Annotatsiya: Suv tanqisligi va sug‘orish rejimining beqarorligi, ayniqsa qurg‘oqchil va yarim qurg‘oqchil hududlarda, qishloq xo‘jaligi ishlab chiqarishining barqaror rivojlanishini cheklovchi asosiy omillardan biri hisoblanadi. Ushbu tadqiqotda paxta linti asosida bioparchalanuvchi gidrogellar qisman neytrallangan akril kislota asosida erkin radikal mexanizm orqali choklangan polimer gidrogel sifatida sintez qilindi. Initsiator sifatida ammoniy persulfat, ko‘ndalang bog‘lovchi modda sifatida esa N,N′-metilenbisakrilamid qo‘llanilib, uch o‘lchamli polimer tarmoq hosil qilindi. Sintez qilingan gidrogellarning fizik-kimyoviy xossalari kompleks tarzda o‘rganildi. Tadqiqot natijalari gidrogellarning distillangan suvda 450–800 g/g, sho‘r muhitda esa 120–250 g/g gacha suv yutish qobiliyatiga ega ekanligini ko‘rsatdi. Gel fraksiyasi va ko‘ndalang bog‘lanish darajasi barqaror polimer tarmoq hosil bo‘lganligini tasdiqladi. Tuproq sharoitida olib borilgan bioparchalanish sinovlari natijasida gidrogellarning 180 kun davomida 70–85 % gacha parchalanishi aniqlandi. Qishloq xo‘jaligi sharoitida o‘tkazilgan vegetatsion tajribalar gidrogellarni tuproqqa 1,0– 2,0 g/kg miqdorda qo‘llash tuproq namligini saqlash darajasini sezilarli oshirishini va sug‘orish kamaytirilgan sharoitda o‘simlik biomassa hosil bo‘lishini 25–30 % ga yaxshilashini ko‘rsatdi. Olingan natijalar paxta linti asosidagi bioparchalanuvchi gidrogellar suvdan samarali foydalanish va hosildorlikni oshirish uchun ekologik xavfsiz, iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq va istiqbolli material ekanligini tasdiqlaydi. Kalit so‘zlar: Bioparchalanuvchi gidrogellar; Paxta linti; Choklangan polimer tarmoq; Akril kislota; Superabsorbent polimerlar; Tuproq namligini saqlash; Suv tanqisligi; Qishloq xo‘jaligida qo‘llanish

SYNTHESIS, CHARACTERIZATION, AND AGRICULTURAL APPLICATION OF BIODEGRADABLE CROSSLINKED POLYMER HYDROGELS BASED ON COTTON LINTER Abstract: Water scarcity and irregular irrigation remain major constraints for sustainable agricultural production, especially in arid and semi-arid regions. In this study, biodegradable hydrogels based on cotton linter were synthesized via free-radical crosslinking of partially neutralized acrylic acid. Ammonium persulfate was used as an initiator and N,N′- methylenebisacrylamide as a crosslinking agent to obtain a three-dimensional polymer network.

The physicochemical properties of the synthesized hydrogels were systematically investigated. The results showed that the hydrogels exhibited high water absorption capacity, reaching 450–800 g/g in distilled water and 120–250 g/g in saline solution. Gel fraction and crosslinking density confirmed the formation of a stable polymer network, while soil burial tests demonstrated gradual biodegradation with up to 70–85% mass loss after 180 days. Agricultural pot experiments revealed that the application of hydrogels (1.0–2.0 g/kg soil) significantly improved soil moisture retention and enhanced plant growth parameters, leading to a biomass increase of up to 25–30% compared to the control. The findings indicate that cotton linterbased biodegradable hydrogels are environmentally friendly, cost-effective, and promising materials for improving water use efficiency and crop productivity under water-limited conditions. Keywords: Biodegradable hydrogels; Cotton linter; Crosslinked polymer network; Acrylic acid; Superabsorbent polymers; Soil moisture retention; Water scarcity; Agricultural application

KIRISH So‘nggi o‘n yilliklarda global iqlim o‘zgarishi va suv resurslarining cheklanishi qishloq xo‘jaligi barqarorligiga jiddiy ta’sir ko‘rsatmoqda. Tadqiqotlarga ko‘ra, qurg‘oqchil hududlarda suv tanqisligi hosildorlikning 20–50 % gacha pasayishiga olib kelmoqda [1]. Shu sababli suvni tuproqda ushlab qoluvchi va o‘simliklar tomonidan samarali o‘zlashtirilishini ta’minlovchi materiallarni ishlab chiqish dolzarb ilmiy-amaliy masalaga aylandi. Bu borada superabsorbent polimerlar (SAP), ayniqsa bioparchalanuvchi gidrogellar, suvni yuqori miqdorda yutish va uni asta-sekinlik bilan o‘simlik ildiz zonasiga berish xususiyati bilan alohida ahamiyat kasb etmoqda [2,3]. An’anaviy poliakrilat asosidagi gidrogellar yuqori samaradorlikka ega bo‘lsa-da, ularning tuproqda uzoq muddat saqlanib qolishi ekologik xavf tug‘dirishi adabiyotlarda qayd etilgan [4]. Shu sababli so‘nggi tadqiqotlar tabiiy polimerlar asosidagi bioparchalanuvchi gidrogellarga yo‘naltirilmoqda. MAVZUGA OID ADABIYOTLAR TAHLILI Gidrogellar — bu ko‘ndalang bog‘langan uch o‘lchamli polimer tarmoqlari bo‘lib, suvli muhitda shishish qobiliyatiga ega materiallardir. Peppas va hammualliflar gidrogellarni suv yutish darajasi, mexanik mustahkamligi va biologik moslashuvchanligi asosida tasniflagan [5]. Bioparchalanuvchi gidrogellar esa tuproq mikroorganizmlari, fermentlar va namlik ta’sirida past molekulali birikmalarga parchalanishi bilan ajralib turadi [6]. Tadqiqotlar shuni ko’rsatadiki, tabiiy polimerlar asosida sintez qilingan gidrogellar tuproqning suvni ushlab qolish qobiliyatini sezilarli darajada oshiradi va o‘simliklar uchun qulay mikroiqlim yaratadi [7]. Sellyuloza va uning hosilalari (Na-KMS, HEC, CMC) bioparchalanuvchi gidrogellar olishda eng ko‘p o‘rganilgan xomashyolar sirasiga kiradi [8]. Sellyulozaning yuqori gidroksil guruhlarga egaligi uni graft-polimerlanish jarayonlari uchun qulay substratga aylantiradi. Paxta linti sellyulozaning yuqori tozalangan shakli bo‘lib, arzonligi va qayta tiklanuvchanligi bilan ajralib turadi. Zhou va boshqalar paxta tolasi asosida olingan gidrogellar yuqori suv yutish va yaxshi mexanik barqarorlikka ega ekanligini ko‘rsatgan [9]. Shuningdek, paxta lintiga akril monomerlarni graftlash orqali olingan gidrogellar qishloq xo‘jaligida istiqbolli material sifatida baholanmoqda [10]. Akril kislota va uning tuzlari gidrofilligi yuqori bo‘lgani sababli superabsorbent gidrogellar sintezida keng qo‘llaniladi. Erkin radikal polimerlanish mexanizmi yordamida akril kislota tabiiy polimer zanjiriga graftlanib, yuqori suv yutuvchi uch o‘lchamli tarmoq hosil qiladi [11]. Adabiyotlarga ko‘ra, ko‘ndalang bog‘lovchi miqdori oshishi bilan gidrogelning mexanik mustahkamligi ortadi, biroq suv yutish darajasi optimal qiymatdan keyin pasayadi [12]. Bu holat qishloq xo‘jaligi uchun gidrogellarni loyihalashda muhim ahamiyatga ega.

Ko‘plab dala va laboratoriya tajribalari bioparchalanuvchi gidrogellarni tuproqqa qo‘llash sug‘orish suv sarfini 30–50 % gacha kamaytirishini ko‘rsatgan [13]. Islam va boshqalar gidrogellar yordamida makkajo‘xori va bug‘doy hosildorligi 20–30 % ga oshganini aniqlagan [14]. Paxta ekinida esa gidrogellar ildiz zonasida namlikni uzoq saqlab, qurg‘oqchilik stressini kamaytirishi qayd etilgan [15]. Shu bilan birga, bioparchalanuvchi gidrogellar tuproq ekologiyasiga salbiy ta’sir ko‘rsatmasligi bilan ustunlikka ega [16]. Tahlil qilingan adabiyotlar shuni ko’rsatadiki, bioparchalanuvchi gidrogellar suv tanqisligi sharoitida qishloq xo‘jaligi samaradorligini oshirish uchun istiqbolli material hisoblanadi. Biroq paxta linti kabi mahalliy va arzon xomashyo asosida gidrogellar yaratish va ularni real agroiqlim sharoitida baholash masalalari yetarlicha o‘rganilmagan. Ushbu ish aynan shu ilmiy bo‘shliqni to‘ldirishga qaratilgan. TADQIQOT METADOLOGIYASI Mazkur tadqiqotda bioparchalanuvchi gidrogellarni sintez qilish uchun tabiiy va sintetik komponentlardan foydalanildi. Asosiy tabiiy xomashyo sifatida yuqori tozalangan paxta linti (αsellyuloza miqdori 95 % dan kam bo‘lmagan) tanlandi. Sintetik komponent sifatida akril kislota monomeri ishlatildi. Akril kislotani qisman neytrallash uchun natriy gidroksid, erkin radikal jarayonni boshlash uchun ammoniy persulfat initsiatori hamda uch o‘lchamli polimer tarmoq hosil qilish uchun N,N′-metilenbisakrilamid ko‘ndalang bog‘lovchi modda sifatida qo‘llanildi. Barcha sintez va tahlil jarayonlarida distillangan suv ishlatildi.

Paxta linti asosida bioparchalanuvchi gidrogellarni erkin radikal asosidagi choklangan polimer hosil bo‘lishi orqali sintez qilish va ularning qishloq xo‘jaligida qo‘llanishini, tuproq namligini saqlash, sug‘orishni kamaytirish hamda o‘simlik o‘sishini yaxshilash jihatlarini aks ettiradi. Tanlangan materiallar va reagentlar ilmiy adabiyotlarda bioparchalanuvchi gidrogellar sintezida keng qo‘llanilishi va yuqori samaradorlik ko‘rsatishi bilan asoslanadi. Paxta linti gidrogel sintezidan oldin uning reaksiyaga kirishishini oshirish maqsadida oldindan ishlov berildi. Buning uchun paxta linti mexanik ravishda maydalanib, ishqoriy muhitda ishlovdan o‘tkazildi. Ishqoriy ishlov sellyuloza tolalaridagi gidroksil guruhlarning faollashuviga olib kelib, keyingi erkin radikal asosidagi choklanish jarayonining samarali kechishini ta’minlaydi. Ishlovdan so‘ng paxta linti suv bilan yuvilib, neytral muhitga keltirildi va quritildi.

Bioparchalanuvchi gidrogellar paxta linti asosida akril kislota monomerini choklash orqali erkin radikal polimerlanish usulida sintez qilindi. Sintez jarayonida akril kislota qisman neytrallanib, gidrofil xususiyatlari kuchaytirildi. Initsiator sifatida ammoniy persulfat qo‘llanildi, u yuqori haroratda erkin radikallar hosil qilib, polimerlanish jarayonini boshlab beradi. Ko‘ndalang bog‘lovchi modda yordamida uch o‘lchamli polimer tarmoq shakllantirildi.

1-rasm. Paxta linti (sellyuloza) va akril kislotasi asosida bioparchalanuvchi choklangan polimer gidrogel hosil bo‘lish mexanizmi. Sellyuloza zanjirining faollashuvi. Paxta lintidan tashkil topgan sellyuloza zanjiri ammoniy persulfat (S₂O₈²⁻) ta’sirida faollashadi. Persulfat ionlari parchalanishi natijasida sellyuloza molekulasidagi gidroksil (–OH) guruhlardan vodorod ajralib chiqadi va sellyuloza radikali (Sell– O•) hosil bo‘ladi. Akril kislotaning polimer zanjir hosil qilish bosqichi. Hosil bo‘lgan sellyuloza radikali akril kislotaning qo‘sh bog‘iga hujum qiladi. Natijada akril kislota zanjirlari sellyuloza skeletiga ulanib, sellyuloza asosida polimer zanjir hosil bo‘ladi. Choklanish (ko‘ndalang bog‘lanish) jarayoni. N,N′-metilenbisakrilamid ko‘ndalang bog‘lovchi sifatida ishtirok etib, hosil bo‘lgan polimer zanjirlarini o‘zaro bog‘laydi. Natijada uch o‘lchamli choklangan polimer tarmoq shakllanadi. Hosil bo‘lgan tuzilma suvni yuqori miqdorda yuta oladigan, elastik va bioparchalanuvchi choklangan polimer gidrogel hisoblanadi. OLINGAN NATIJALAR VA ULARNING TAHLILI Gidrogellarning suv yutish xossalari Sintez qilingan bioparchalanuvchi gidrogellarning asosiy funksional xossasi — suvni yuqori miqdorda yutish va uni uzoq vaqt davomida ushlab turish qobiliyatidir. O‘tkazilgan tajribalar shuni ko‘rsatdiki, paxta linti asosida choklangan polimer gidrogellar distillangan suvda yuqori darajada shishadi.

1-Grafik. Gidrogellarning turli muhitlarda suv yutish darajasi. Grafikdan ko‘rinadiki, gidrogellar distillangan suvda eng yuqori suv yutish qobiliyatini namoyon etadi (450–800 g/g). Sho‘r muhitda (0,9 % NaCl eritmasi) suv yutish darajasi sezilarli darajada kamayadi, pH = 5–9 oralig‘ida esa suv yutish muhit reaksiyasiga bog‘liq holda o‘zgaradi. Bu holat gidrogelning ion kuchi va pH ga sezgirligini tasdiqlaydi. Natijalardan ko‘rinadiki, gidrogellarning suv yutish darajasi distillangan suvda eng yuqori bo‘lib, sho‘r muhitda kamayadi. Bu holat eritmadagi ionlarning polimer tarmog‘idagi osmotik bosimni pasaytirishi bilan izohlanadi. Neytral va zaif ishqoriy muhitlarda suv yutish yuqori bo‘lishi gidrogelning qishloq xo‘jaligi tuproqlari uchun mos ekanligini tasdiqlaydi. Ko‘ndalang bog‘lanish darajasi va gel fraksiyasi. Gidrogellarning tuzilish barqarorligi gel fraksiyasi orqali baholandi. Ko‘ndalang bog‘lovchi modda miqdorining ortishi bilan gel fraksiyasi ham oshishi kuzatildi.

2-Grafik. Ko‘ndalang bog‘lovchi (MBAA) miqdorining gel fraksiyasiga ta’siri. Grafikdan ko‘rinadiki, MBAA miqdorining 0,05 % dan 0,20 % gacha oshishi gel fraksiyasining 72 % dan 90 % gacha ortishiga olib keladi. Xatolik chegaralari (±) ko‘ndalang bog‘lanish darajasi oshishi bilan polimer tarmog‘ining barqarorlashishini tasdiqlaydi.

Gel fraksiyasining oshishi gidrogel tarmog‘ining mustahkamligini bildiradi. Biroq adabiyotlar bilan mos ravishda, juda yuqori ko‘ndalang bog‘lanish suv yutish darajasining pasayishiga olib kelishi mumkin. Shu sababli o‘rta miqdordagi ko‘ndalang bog‘lovchi optimal deb baholanadi. Bioparchalanish sinovlari gidrogellarning ekologik xavfsizligini baholash imkonini berdi. Tuproq sharoitida olib borilgan tajribalar gidrogellarning vaqt o‘tishi bilan asta-sekin parchalanishini ko‘rsatdi.

3-grafik. Tuproq sharoitida bioparchalanuvchi gidrogel massasining vaqt bo‘yicha kamayishi. Grafikda 30–180 kun davomida gidrogel massasining 10–15 % dan 70–85 % gacha kamayishi kuzatiladi. Minimal va maksimal qiymatlar oralig‘i soyalangan hudud bilan ko‘rsatilgan bo‘lib, gidrogelning tuproqda bosqichma-bosqich parchalanishini tasdiqlaydi. Olingan natijalar gidrogellarning 6 oy davomida sezilarli darajada parchalanishini ko‘rsatdi. Bu holat ularning uzoq muddatli ekologik salbiy ta’sir ko‘rsatmasligini tasdiqlaydi va qishloq xo‘jaligida qo‘llash uchun muhim afzallik hisoblanadi. Qishloq xo‘jaligi tajribasi natijalari. Gidrogellarning agrobiologik samaradorligi pot tajribalari orqali baholandi. Gidrogellar qo‘llanilgan variantlarda o‘simliklarning o‘sish ko‘rsatkichlari sezilarli darajada yaxshilandi.

4-Grafik. Gidrogellar miqdorining o‘simlik biomassa hosil bo‘lishiga ta’siri.

Grafikdan ko‘rinadiki, gidrogel qo‘llanilmagan nazorat variantiga nisbatan gidrogel miqdori oshishi bilan biomassa hosil bo‘lishi sezilarli darajada ortadi. 1,0–2,0 g/kg tuproq oralig‘ida gidrogel qo‘llash eng yuqori samaradorlikni ko‘rsatib, biomassa hosil bo‘lishini 25–28 % ga oshiradi. Gidrogellar tuproqda namlikni uzoq saqlab turishi hisobiga o‘simlik ildiz zonasida qulay muhit hosil qildi. 1,0–2,0 g/kg diapazonida gidrogel qo‘llash eng samarali natijalarni berdi. Bundan yuqori miqdorlar esa iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq emasligi kuzatildi. Gidrogellarning vaqt bo‘yicha shishish kinetikasi. Ushbu grafikda paxta linti asosida sintez qilingan bioparchalanuvchi gidrogellarning vaqtga bog‘liq holda suv yutish xatti-harakati ko‘rsatilgan. Grafikdan ko‘rinadiki, shishish jarayonining dastlabki 2–3 soatida suv yutish tezligi yuqori bo‘lib, bu gidrogel tarmog‘idagi gidrofil guruhlarning tez faollashuvi bilan izohlanadi. Keyingi bosqichda suv yutish tezligi sekinlashib, gidrogel muvozanat holatiga o‘tadi, bu esa polimer tarmog‘ining to‘liq shishganligini bildiradi.

5-Grafik. Gidrogellarning vaqt bo‘yicha shishish kinetikasi Gidrogel qo‘llanilgan va nazorat variantlarda tuproq namligining saqlanishi

6-Grafik. Gidrogel qo‘llanilgan va nazorat variantlarda tuproq namligining saqlanishi

Grafikda gidrogel qo‘llanilgan tuproq va nazorat variantlarda tuproq namligining vaqt bo‘yicha o‘zgarishi taqqoslangan. Natijalarga ko‘ra, gidrogel qo‘llanilgan tuproqda namlik darajasi uzoq vaqt davomida yuqori bo‘lib saqlanib, nazorat variantiga nisbatan 30–40 % ga ko‘proq namlikni ushlab qolgan. Bu holat gidrogellarning suvni yutish va uni asta-sekin ildiz zonasiga berish xususiyati bilan bog‘liq. O‘simlik bo‘yining gidrogel miqdoriga bog‘liqligi

7-Grafik. O‘simlik bo‘yining gidrogel miqdoriga bog‘liqligi. Grafikdan ko‘rinadiki, gidrogellarni optimal miqdorda tuproqqa qo‘llash o‘simlik bo‘yining barqaror oshishiga olib keladi. Juda kam miqdorda gidrogel qo‘llanganda ta’sir sezilarli bo‘lmaydi, haddan tashqari yuqori miqdorlarda esa o‘sish sur’ati barqarorlashadi. Bu holat gidrogelning optimal dozasi mavjudligini tasdiqlaydi. Olingan natijalar shuni ko’rsatadiki, paxta linti asosida sintez qilingan bioparchalanuvchi gidrogellar yuqori suv yutish qobiliyatiga, yetarli mexanik barqarorlikka va tuproq sharoitida yaxshi parchalanish xususiyatiga ega. Qishloq xo‘jaligi tajribalari gidrogellarning suv tanqisligi sharoitida o‘simliklarning o‘sishi va biomassa hosil bo‘lishini sezilarli darajada yaxshilashini tasdiqladi. Bu esa mazkur materiallarning qurg‘oqchil hududlarda qo‘llash uchun istiqbolli ekanligini tasdiqlaydi. XULOSA Mazkur tadqiqotda paxta linti asosida bioparchalanuvchi gidrogellarni sintez qilish, ularning fizik-kimyoviy xossalarini o‘rganish hamda qishloq xo‘jaligi ekinlariga tatbiq qilish imkoniyatlari kompleks tarzda tadqiq etildi. Olib borilgan tadqiqotlar natijasida quyidagi asosiy xulosalarga kelindi: Paxta linti asosida akril kislota monomeri ishtirokida erkin radikal asosida choklangan polimer gidrogellar yuqori suv yutish qobiliyatiga ega bo‘lib, distillangan suvda 450–800 g/g gacha shishish xususiyatini namoyon etdi. Bu ko‘rsatkich ularning qishloq xo‘jaligida suvni tejovchi material sifatida istiqbolliligini tasdiqlaydi. Ko‘ndalang bog‘lovchi modda miqdori gidrogelning tuzilish barqarorligi va suv yutish xossalariga sezilarli ta’sir ko‘rsatishi aniqlandi. O‘rtacha ko‘ndalang bog‘lanish darajasi

gidrogelning ham mexanik mustahkamligini, ham yuqori shishish xususiyatini ta’minlashi ma’lum bo‘ldi. Bioparchalanish sinovlari gidrogellarning tuproq sharoitida asta-sekin parchalanishini va 6 oy davomida sezilarli massa yo‘qotishini ko‘rsatdi. Bu holat ularning tuproq ekologiyasiga uzoq muddatli salbiy ta’sir ko‘rsatmasligini tasdiqlaydi. Vegetatsion tajribalar gidrogellar qo‘llanilgan tuproqlarda namlikning uzoqroq saqlanishini va o‘simliklarning o‘sish ko‘rsatkichlari, xususan biomassa hosil bo‘lishining 20–30 % gacha oshishini ko‘rsatdi. Olingan natijalar paxta linti kabi mahalliy, qayta tiklanuvchi va arzon xomashyo asosida ekologik xavfsiz bioparchalanuvchi gidrogellar olish mumkinligini hamda ularni suv tanqisligi sharoitida qishloq xo‘jaligida samarali qo‘llash mumkinligini ilmiy jihatdan asoslab berdi.

Iqtiboslar dinamikasi

Bu ilmiy ishga ReLibrary’da chop etilgan ilmiy ishlarda hali iqtibos topilmadi.

ReLibraryTekshirilgan Metodologiya

Adabiyotlar16 ta adabiyot

  1. FAO. Water scarcity in agriculture. https://www.fao.org
  2. Ahmed, E. M. Hydrogel: Preparation, characterization, and applications. J. Adv. Res., 2015. https://doi.org/10.1016/j.jare.2013.07.00610.1016/j.jare.2013.07.006
  3. Guilherme, M. R. et al. Superabsorbent hydrogels based on polysaccharides. Eur. Polym. J., 2015. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2015.02.03210.1016/j.eurpolymj.2015.02.032
  4. Montesano, F. F. et al. Biodegradable superabsorbent hydrogel. Agric. Water Manag., 2015.https://doi.org/10.1016/j.agwat.2014.10.01010.1016/j.agwat.2014.10.010
  5. Peppas, N. A. et al. Hydrogels in biology and medicine. Adv. Mater., 2006. https://doi.org/10.1002/adma.20050161210.1002/adma.200501612
  6. Rudzinski, W. E. et al. Biodegradable polymers. Polym. Degrad. Stab., 2002. https://doi.org/10.1016/S0141-3910(01)00208-310.1016/s0141-3910(01)00208-3
  7. Sannino, A. et al. Water retention properties of hydrogels. Polymer, 2009. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2009.02.02410.1016/j.polymer.2009.02.024
  8. Thakur, V. K. et al. Cellulose-based hydrogels. Carbohydr. Polym., 2018. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.02.05110.1016/j.carbpol.2018.02.051
  9. Zhou, Y. et al. Cotton-based superabsorbent hydrogels. Ind. Crops Prod., 2019. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.11153010.1016/j.indcrop.2019.111530
  10. Li, A. et al. Graft polymerization on cotton cellulose. J. Appl. Polym. Sci., 2017. https://doi.org/10.1002/app.4512310.1002/app.45123
  11. Zohuriaan-Mehr, M. J., Kabiri, K. Superabsorbent polymer materials. Iran. Polym. J., 2008. https://doi.org/10.1007/s13726-008-0001-110.1007/s13726-008-0001-1
  12. Rashidzadeh, A. et al. Crosslinker effect on swelling. Polym. Adv. Technol., 2014. https://doi.org/10.1002/pat.321510.1002/pat.3215
  13. Dorraji, S. S. et al. Superabsorbent hydrogels in agriculture. Clean Soil Air Water, 2010. https://doi.org/10.1002/clen.20090020410.1002/clen.200900204
  14. Islam, M. R. et al. Hydrogel application in crop production. Agric. Water Manag., 2011. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2010.09.00310.1016/j.agwat.2010.09.003
  15. Abobatta, W. F. Hydrogel effect on cotton growth. J. Plant Nutr., 2018. https://doi.org/10.1080/01904167.2018.143167410.1080/01904167.2018.1431674
  16. Эшбуриев Т.Н., Мамажонов М.М., Азимов А.М. Физико-химические свойства биоразлагаемых гидрогелей на основе гидролизованного полиакрилонитрила и карбоксиметилцеллюлозы // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. 2025. 11(137). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/21136

Metama’lumot

Identifikator
REL-A-013264
Nashr sanasi
2026-02-05
Til
o‘zbek
Jurnal
Research Focus International Scientific Journal
Jild
5
Son
1
DOI
10.66073/researchfocus.v5i1.1953
ISSN
2181-3833 · 2181-3833
Nashriyot
LLC Ilm-fan va innovatsiyalar akademiyasi
Sahifa
14–22
Litsenziya
Ushbu ilmiy ish CC BY 4.0 litsenziyasi asosida ochiq.
Ko‘rishlar
22026-10-10 dan beri o‘lchanmoqda
Metadata manbasi
Research Focus International Scientific Journal
Oxirgi yangilanish
2026-09-06