Температураның көтерілуі, жауын-шашынның тұрақсыздығы және жиілеген қуаңшылықтар азық-түлік қауіпсіздігіне қатер төндіруде, ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігі мен тұрақтылығы төмендеуде. Мұндай жағдайда климаттық өзгерістерден туындайтын стресстерді азайтуға және өсімдіктердің бейімделу қабілетін арттыруға бағытталған инновациялық тәсілдер қажет. Биодеградацияланатын гидрогельді әзірлеу және сынау – осы мәселені шешуге бағытталған маңызды қадам болып саналады.  Гидрогель топырақта ылғалды ұстап тұра алады, бұл өсімдіктердің тамыр жүйесі үшін судың қолжетімділігін арттырады. Ал гидрогельдің аминқышқылдары мен микроэлементтермен байытылуы өсімдіктердің метаболизмін жақсартады, стресске төзімділігін арттырып, өсуін күшейтеді. Бұл әсіресе құрғақшылық жағдайында ауыл шаруашылығы дақылдарын өсіру үшін өзекті. 

Зерттеу барысында биодеградацияланатын гидрогельдерді синтездеу әдістемесі әзірленді. Әдістеме бастапқы полимерлік қоспаны дайындау, лимон қышқылымен алдын ала қышқылдау, экструзиялау және CaCl₂ немесе KCl ерітінділерінде иондық тігу сатыларын, сондай-ақ кейінгі жуу және кептіру кезеңдерін қамтиды. Бұл технологиялық операциялардың бірізділігі берік кеңістіктік полимерлік тордың қалыптасуын қамтамасыз етеді. КМЦ, альгинат, каррагинан және крахмалды тең үлесте, жалпы мөлшері 60 мл суға 0,5–1,0 г аралығында қолдану тұрақты гидрогельдердің түзілуіне әкелетіні анықталды, ал төмен концентрацияларда құрылым бос әрі деформацияға бейім болады. CaCl₂ және KCl иондық тігушілерінің оңтайлы концентрациясы 0,20 г/100 мл болып анықталды, бұл су сіңіру қабілетін айтарлықтай төмендетпей, гельдің тұрақтылығын қамтамасыз етті. Ең қолайлы механикалық қасиеттер КМЦ мен альгинатты біріктіргенде байқалды.

Физикалық-химиялық сынақтар гидрогель нұсқалары арасында айтарлықтай айырмашылықтар бар екенін көрсетті. Кейбір үлгілер жоғары су сіңіру қабілетімен (110–125 мл/г дейін), ал басқалары көп реттік ылғалдандыру кезінде құрылымдық тұрақтылығымен және массаның минималды жоғалуымен сипатталды. Сорбциялық қасиеттердің оңтайлы мәндері pH 6–8 аралығында байқалды, ал pH 4–5 кезінде ісіну дәрежесі 2–2,5 есе төмендеді. Арпа мен бидайға жүргізілген фитоуыттылық сынақтары гидрогельдердің 0,1–0,5 г дозаларында уытты әсерінің жоқ екенін көрсетті. Бұл мөлшерлерде тұқымдардың өнуі жеделдеп, тамырлар мен өскіндердің ұзындығы артты және өсімдіктердің жалпы жағдайы жақсарды. Ең айқын оң әсер 0,25 г дозасында байқалды, ал дозаны 0,7 г дейін арттырғанда ылғалды шамадан тыс ұстап тұру және аэрацияның нашарлауы салдарынан ынталандыру әсері төмендеді.

Жобаны жүзеге асыру нәтижесінде топырақтағы ылғалды сақтауға арналған гидрогельді алудың технологиясы, оның ішінде компоненттердің оңтайлы қатынастары жасалады деп күтілуде. Гидрогельдің өсімдіктер физиологиясына әсері зерттеліп, оның дәнді дақылдардың өсуі, дамуы және метаболикалық процестеріне әсері ғылыми тұрғыда бағаланады. Алынған нәтижелер қазіргі климаттық өзгерістерге және табиғи ресурстарды ұтымды пайдаланудың қажеттілігіне байланысты экологиялық тұрғыдан қауіпсіз ауыл шаруашылығы әдістерін әзірлеуге өз үлесін қосады деп күтіледі.

Ғылыми жоба: AP27508053 «Климаттың өзгеруі жағдайында астық дақылдарының күйзелісін төмендету үшін биоыдырайтын гидрогельді әзірлеу және сынақтан өткізу»

Жоба жетекшісі:  Бостубаева Макпал Булатовна, PhD, аға оқытушы