هیدروژلها، پلیمرهای آب دوستی هستند که قابلیت جذب مقادیر زیادی آب و یا محلول آبی را دارند. بر اساس تعادل ترمودینامیکی در این مواد در حالتیکه پتانسیل شیمیایی آب در محیط بیش از هیدروژن باشد، نفوذ آب از محیط بداخل این مواد صورت گرفته که این عمل جذب باعث تورم این پلیمرها تا چندین برابر حجم اولیه خواهد شد و در حالتیکه پتانسیل شیمیایی آب در هیدروژل بالاتر از محیط باشد، نفوذ آب از هیدروژل به سمت محیط اطراف بوده و یا به عبارت دیگر عمل دفع صورت می گیرد که این پدیده نیز با انقباض هیدروژل همراه است. این خاصیت باعث شده است که از این مواد به منظور حفظ رطوبت خاک استفاده گردد. تعادل ترمودینامیکی و یا به عبارت دیگر میزان و شرایط جذب و دفع آب در هیدروژلها شدیدا به شرایط محیطی آنها بستگی دارد. بررسی رفتار تورمی در شرایط درون خاک، مطمئن ترین روش برای درک و پیش بینی عملکرد این مواد، در سیستمهای واقعی، یعنی در خاک و در تماس با گیاه و حفظ محیط اطراف آن می باشد. در این مقاله سعی شده است با مشابه سازی شرایط محیطی، اثر عوامل مختلف در میزان جذب و دفع آب به روی سه نوع هیدروژل تجاری مورد بررسی قرار گیرد. عوامل مورد بررسی عبارتند از: اثر یونهای موجود در عصاره سه نمونه خاک، pH محیط، اثر بار و فشار بر هیدروژل. این بررسیها نشان داد میزان یونهای محلول در عصاره نمونه خاکهای مورد بررسی بشدت درجه تورم و یا به عبارت دیگر میزان جذب آب را کاهش می دهد. بهترین pH عملکرد برای تمامی هیدروژلها در محدوده خنثی است. با اینحال استفاده از هیدروژلها با ساختار آنیونی در صورتیکه میزان کاتیونهای دو ظرفیتی در محیط کم باشد نتایج خوبی را نشان می دهد. همچنین آزمایشهای انجام شده نشان می دهد اعمال بار و فشار که بستگی به عمق و نوع خاک دارد، منجر به کاهش راندمان هیدروژلها در جذب آب می شود.

تاثیر مواد جاذب رطوبت بر خشک کردن زعفران بررسی شد. اثرات نوع ماده جاذب رطوبت (سیلیکاژل، زئولیت، خاک رس و بنتونیت)، سرعت هوای ورودی به خشک کن (2/0، 4/0و 6/0 متر بر ثانیه) و دمای هوای ورودی به خشک کن (30، 40 و 50 درجه سانتی گراد)، پس از عبور از ماده جاذب رطوبت، بر کیفیت زعفران بررسی شدند. مقادیر پیکروکروسین، سافرانال و کروسین زعفران خشک شده با این روش با دو روش خشک کردن اسپانیایی و سایه خشک (سنتی) مقایسه شدند. نتایج نشان داد سامانه خشک کن دارای سیلیکاژل سریع تر از بقیه ترکیبات (29 دقیقه) باعث خشک شدن زعفران شد. به دلیل قابلیت استفاده مکرر سیلیکاژل به عنوان ماده جاذب رطوبت انتخاب و در مراحل بعدی مورد استفاده قرار گرفت. هوای ورودی به خشک کن با دمای 30 درجه سانتی گراد و سرعت 6/0 متر بر ثانیه، باعث حفظ بیشترین مقادیر سافرانال (2/51) و پیکروکروسین (7/99) در زعفران شد. بیشترین مقدار کروسین (7/235) نیز در دمای 50 درجه سانتی گراد و سرعت 2/0 متر بر ثانیه اندازه گرفته شد. با توجه به تأثیر یکسان سرعت های هوای 2/0 ، 4/0 و 6/0 متر بر ثانیه بر کیفیت محصول، سرعت 2/0 متر بر ثانیه به دلیل کاهش مصرف انرژی مناسب تشخیص داده شد. استفاده از دمای º C30 در خشک کردن، محصولی با کیفیت از نظر عطر و طعم ایجاد کرد. برای تولید کروسین (رنگ) بیشتر، نیاز به دمای بالا است. برای این منظور در انتهای خشک کردن زعفران دمای بالاتر (º C50) اعمال شد. کیفیت زعفران در روش استفاده از ماده جاذب رطوبت مشابه روش سنتی خشک کردن زعفران و نسبت به روش اسپانیایی بالاتر بود.

این پژوهش به منظور بررسی اثرات کود زیستی نیتروکسین و سوپر جاذب رطوبتی بر صفات رشد و اجزای عملکرد بلال ذرت در تحت شرایط تنش کمبود آب به اجرا درآمد. در این آزمایش فاکتور آبیاری با سه سطح شامل آبیاری نرمال (آبیاری در پتانسیل آب خاک 3-بار)، تنش متوسط (آبیاری در پتانسیل آب خاک 7-بار) و تنش شدید (آبیاری در پتانسیل آب خاک 11-بار) بعنوان عامل اصلی و کود زیستی نیتروکسین و پلیمر سوپر جاذب و ترکیب آن ها به همراه تیمار شاهد (عدم مصرف نیتروکسین و سوپرجاذب) در چهار سطح بعنوان عامل فرعی به صورت آزمایش اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. صفات مورد اندازه گیری شامل ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ، طول بلال، محیط بلال، تعداد ردیف دانه در بلال، تعداد دانه در ردیف، وزن 100 دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت بود. نتایج نشان داد که اغلب صفات رشد و نیز عملکرد به صورت معناداری تحت تأثیر کاربرد سوپرجاذب و نیتروکسین قرار گرفتند. این اثربخشی در شرایط تنش ملایم کمتر و با تنش شدید بیشتر بود. کاربرد توأم سوپرجاذب و نیتروکسین در هر دو شرایط تنش ملایم و خفیف وضعیت بهتری در صفات رشد و اجزای عملکرد ایجاد کرد. عملکرد دانه در شرایط تنش شدید با استفاده از نیتروکسین و سوپر جاذب و ترکیب آن ها در مقایسه با عدم استفاده از آ ن ها به ترتیب 35، 60 و 68 درصد افزایش یافت. کمترین عملکرد دانه (65/4 تن در هکتار) با تنش شدید آبی و عدم استفاده از کود زیستی نیتروکسین و سوپرجاذب حاصل شد.

محدودیت منابع آب شیرین در ایران به­صورت یک معضل جدی در آمده به­طوری­که، به­کارگیری فنون پیشرفته مانند کاربرد پلیمرهای جاذب رطوبت برای بهبود بهره­وری مصرف آب اهمیت به­سزایی دارد. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی اثر کاربرد هیدروژل آکواسورس بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره­وری مصرف آب گیاه نعناع­فلفلی و سنجش کارآیی این پلیمر در پایان یک دوره کشت می­باشد. آکواسورس نسل جدیدی از پلیمرهای هیدروژل بر پایه پتاسیم بوده که زیست­تجزیه­پذیر و فاقد ترکیبات آکریل­آمید است. به این منظور آزمایش­هایی به­صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد، که فاکتور اول چهار سطح کاربرد آکواسورس (صفر، نیم، یک و دو درصد وزنی پلیمر/خاک) و فاکتور دوم سه دور آبیاری (دو، چهار و شش روز) بود. نتایج نشان داد که کاربرد دو ­درصد وزنی آکواسورس در دورهای آبیاری دو، چهار و شش روز سبب بیشترین کاهش در مقدار آب مصرفی به­ترتیب به­میزان 65، 36 و 32­درصد نسبت به تیمار شاهد شد. از طرفی بیشترین افزایش بهره­وری مصرف آب با کاربرد نیم درصد وزنی آکواسورس به­دست­ آمد، به­طوری­که در دورهای آبیاری دو، چهار و شش روز به­ترتیب افزایش بهره­وری مصرف آب به میزان 1/1، 16/1 و 17/1 برابر نسبت به شاهد حاصل شد. افزایش سطح کاربرد هیدروژل به 2­درصد وزنی علی­رغم کاهش میزان آب مصرفی به­علت ایجاد شرایط نامطلوب برای رشد گیاه، کاهش بهره­وری مصرف را به همراه داشت. ارزیابی عملکرد آکواسورس در پایان دوره کشت نشان داد که این پلیمر تا حد زیادی قادر به حفظ عملکرد بوده و قابلیت استفاده در کشت­های متوالی را دارد.

تکنولوژی های رایج در حذف ذره های معلق و کربن مونواکسید حاصل از فعالیت اتومبیل ها و نیروگاه ها بسیار موثر هستند اما این تکنولوژی ها قادر به حذف حلال هایی چون استون، الکل، ترکیب های هالوژن دار، ترکیب های گوگرددار، سورفکتنت ها و حلال های مقاوم نیستند. این ترکیبها افزون بر به خطر انداختن سلامتی انسان ها، از هوا به داخل سطح زیر لایه های سرامیکی و نیم رساناهای فلزی نفوذ و روی این سطوح رسوب می کنند و باعث خرابی آنها می شوند. بنابراین، روش فوتوکاتالیزوری به عنوان روش مناسب برای حذف حلال های مقاوم و کربن مونواکسید پیشنهاد می شود. در این تحقیق کاتالیزور به روش محلول – ژل ساخته شده و سپس روش های افزایش بازدهی فوتوکاتالیزوری آن بررسی شده است به این منظور موادی که جاذب مواد آلاینده هستند به فوتوکاتالیزور افزوده شده و درصد تبدیل کربن مونواکسید به کربن دی اکسید برای ارزیابی بازدهی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از ماده جاذب اکسید آلومینیم استفاده شده تا غلظت مواد آلاینده در مجاورت مکان های فعال افزایش یابد و باعث افزایش درصد تبدیل شود. نتیجه های حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که در زمان پرشدگی 4´106 گرم ثانیه بر مول، بازدهی فوتوکاتالیزوری بالای 80 درصد حاصل می شود. این مقدار برای کاتالیزور تیتانیم دی اکسید بدون ماده جاذب 15´106 گرم ثانیه بر مول است. در نتیجه افزایش ماده جاذب باعث افزایش غلظت مواد آلاینده در نزدیکی مکان های فعال می شود و به عبارت دیگر با مقدار معین کاتالیزور دبی مولی بیشتری از مواد آلاینده تجزیه می شود

برای افزایش کارایی در مصرف آب از طریق اقدامات مختلف به ویژه حفظ رطوبت و افزایش نگهداری آب در خاک، تحقیقات زیادی صورت گرفته است. این پژوهش برای بررسی کاهش رواناب سطحی و نفوذ عمقی جهت افزایش بهره برداری از آب باران در محل بارش با استفاده از مواد شیمیایی جاذب رطوبت با هدف تامین آب مورد نیاز درختان و کاهش تاثیرات زیان بار خشک سالی انجام شده است. در این پژوهش پس از سفارش تولید مواد جاذب رطوبت، نسبت به پیاده کردن نقشه طرح در سه آزمایش جداگانه هر کدام در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و پنج تیمار شامل صفر (شاهد)، 50، 100، 150 و 200 گرم از مواد نامبرده و برای سه گونه از درختان مثمر شامل بادام، پسته و مو اقدام گردید. سه ویژگی مورد نظر در زنده مانی نهال ها شامل قطر یقه، ارتفاع و میزان تاج پوشش آن ها طی دو سال و در چهار مرحله اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که گونه های نهال ها با توجه به خصوصیات ژنتیکی و فیزیولوژیکی اختلاف معنی داری در زنده مانی از خود بروز داده اند و گونه مو دارای کمترین زنده مانی و بادام و پسته دارای بیشترین زنده مانی بوده اند. توصیه هایی از جمله ادامه دادن طرح حاضر و اجرای طرح های پژوهشی مشابه در خاک های با بافت سبک و شنی و نیز در کشت گلخانه ای ارایه شده است.

بروز تنش خشکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر فعالیت های میکروبی خاک در اکوسیستم های خشک و نیمه خشک محسوب می شود که فعالیت های میکروبی را از طریق محدود کردن دسترسی عناصر غذایی و یا افزایش مرگ و میر میکروب ها کاهش می دهد. هدف این مطالعه بررسی اثر تنش خشکی بر برخی فعالیت های میکروبیولوژیکی خاک در حضور مواد طبیعی و مصنوعی جاذب رطوبت(هیدروژل) بود. دو نوع ماده طبیعی جاذب رطوبت (کوکوپیت و خاک اره) و دو نوع ماده مصنوعی جاذب رطوبت (سوپرجاذب A200 وA300 ) در رطوبت های 30% و 70% ظرفیت مزرعه ای به خاک اضافه و خصوصیات میکروبیولوژیکی خاک شامل تنفس و زیتوده میکروبی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد با کاهش رطوبت از 70% به 30% ظرفیت مزرعه ای کل تنفس میکروبی در خاک شاهد، کوکوپیت و خاک اره کاهش (%72-49) ولی در دو تیمار سوپرجاذب افزایش (%221-188) و کربن زیتوده میکروبی در تمامی تیمارها کاهش (%59-10) ولیکن در سوپرجاذب A300 افزایش داشت. نتایج این بررسی حاکی است مواد مصنوعی جاذب رطوبت (سوپرجاذب ها) اثرات بیشتری بر تنفس و زیتوده میکروبی به خصوص در شرایط تنش خشکی دارند.

به منظور بررسی اثر تنش آبی و مصرف مواد جاذب رطوبت کود دامی، زئولیت و بنتونیت آزمایشی در مزرعه آموزشی-تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی اراک در سال زراعی 90-1389 اجرا شده است. آزمایش به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل آبیاری در سه سطح 70%، 85% و 100% نیاز آبی گیاه در تیمار اصلی، مصرف مواد جاذب رطوبت در شش سطح شاهد، کود دامی 30 تن در هکتار، کود دامی 15 تن در هکتار+مصرف 4 تن زئولیت در هکتار، کود دامی 15 تن در هکتار+مصرف 2 تن بنتونیت در هکتار، مصرف 4 تن زئولیت در هکتار+مصرف 2 تن بنتونیت در هکتار و کود دامی 15 تن در هکتار+مصرف 4 تن زئولیت در هکتار+مصرف 2 تن بنتونیت در هکتار در کرت های فرعی روی گندم رقم الوند، انجام شد. نتایج نشان داد که اثر تنش آبی بر صفاتی مانند سرعت از دست دادن آب، آب نهایی برگ، محتوای آب اولیه، عملکرد بیوماس خوشه و عملکرد دانه در خوشه در سطح یک درصد و کمبود آب اشباع در سطح پنج درصد معنی دار شدند. همچنین نتایج تیمارهای مواد جاذب رطوبت نشان داد که صفات سرعت از دست دادن آب، محتوای آب اولیه و کمبود آب اشباع در سطح یک درصد معنی دار شدند. استفاده از 4 تن زئولیت و 15 تن کود دامی در هکتار نشان داد که می تواند باعث افزایش محتوای آب اولیه، عملکرد بیوماس خوشه، عملکرد دانه خوشه و طول خوشه شود.

خش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده منابع آب در کشور ما می باشد. برای افزایش بازده آبیاری و استفاده بهینه از منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک اقدامات مختلفی مانند استفاده از مالچ، کودهای آلی و ایجاد تغییر در خواص فیزیکی خاک با استفاده از اصلاح کننده های مختلف نظیر پرلیت، هیدروپلاس و نظایر آن صورت می گیرد. به منظور مقایسه مواد جاذب آب طبیعی و مصنوعی بر ظرفیت نگهداشت آب خاک، آزمایشی در قالب طرح فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تیمار ماده جاذب آب (شاهد (بدون اعمال ماده جاذب آب)، کود پوسیده گاوی (15 گرم در کیلوگرم خاک) و سوپر جاذب طراوت A200 2) گرم در کیلوگرم خاک)) درسه تکرار در دو بافت شنی لومی و لومی رسی انجام شد. سپس مقدار آب خاک برای هر تیمار در مکش های 0، 0.1، 0.3، 0.5، 1، 3، 5 و 15 بار اندازه گیری و منحنی های رطوبتی هر خاک به طور جداگانه رسم گردید. نتایج نشان داد که بین دو بافت خاک و تیمارها در مکش های مختلف و همچنین اثر متقابل این عوامل با هم در سطح یک درصد اختلاف معنی دار وجود دارد. به طور کلی میزان ظرفیت نگهداشت رطوبت خاک در هر بافت، با کاربرد مواد جاذب آب نسبت به شاهد افزایش یافت. پلیمر سوپرجاذب در دو بافت شنی لومی و لومی رسی میزان درصد رطوبت حجمی خاک را به ترتیب 3.5 و 1.3 برابر نسبت به شاهد افزایش داد در حالی که این افزایش برای کود به ترتیب 1.6 و 1.1برابر بود. بنابراین مصرف پلیمر در خاک، مخصوصا در بافت های سبک می تواند با افزایش ظرفیت نگهداری رطوبت باعث موفقیت برنامه های آبیاری در مناطق خشک و نیمه خشک گردد.

امروزه به دلیل افزایش تولید مواد رنگزا، آلودگی محیط زیست افزایش یافته است. مطالعات اخیر  نشان داده که جاذب های قابل استفاده فراوانی از جمله پوست موز، سیب زمینی، جلبک و غیره در دسترس همگان است. سازمان غذا و دارو استفاده از رودامینB  را به دلیل سمی بودن و اثرات مضر آن ممنوع کرده است. بنابراین، این مطالعه طیف گسترده ای از جاذب های جایگزین غیر متعارف ولی کم هزینه را برای حذف ماده رنگزای رودامین  B از پساب ارائه می کند. مشاهدات نشان داده است که سازوکار جذب این ماده رنگزا بر روی مدل های سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک متمرکز است که به ماهیت شیمیایی مواد و شرایط مختلف  فیزیکی و شیمیایی مانند pH محلول، غلظت اولیه ماده رنگزا، دوز جاذب و دما نیز بستگی دارد. داده های سینتیکی جذب ماده رنگزای رودامین B معمولاً از مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم پیروی می کند. چندین مطالعه نشان داد که مدل های ایزوترم جذب لانگمویر و فروندلیچ اغلب برای ارزیابی ظرفیت جذب جاذب ها استفاده می شوند. علاوه بر این، بررسی ترمودینامیکی حاکی از آن است که جذب رودامین B در طبیعت، گرماگیر و بدون محدودیت است. بنابراین، هر دو روش تجزیه کاتالیزوری نوری و جذب، برای حذف ماده رنگزا رودامین B از پساب های صنعتی قابلیت خوبی دارند. تحقیقات بیشتری برای ارزیابی امکان استفاده از زیست توده پسماندهای اصلاح شده دیگر برای کنترل آلودگی صنعتی در حال انجام است.