„მყარი წყალი“ გვალვის წინააღმდეგ _ ეს მითი არ არის

ნიადაგის წყლით უზრუნველყოფა, სასოფლო-სამეურნეო კულტურების ზრდა-განვითარებაზე და  მოსავლიანობაზე მოქმედი ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ფაქტორია. „მყარი წვიმა“ გვალვის პერიოდში შესაძლებელს ხდის 50-დან -80- პროცენტამდე დაიზოგოს სარწყავი. გვალვა დღესაც მოსავლის განადგურების ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებულ მიზეზს წარმოდგენს. ეს ძალზე სერიოზული პრობლემაა, რის გამოც ფერმერები მთელს მსოფლიოში კოლოსალურ ზარალს განიცდიან.

გვალვიან რეგიონებში, სასოფლო-სამეურნეო პროდუქციის წარმოებაზე გაწეული ხარჯების მნიშვნელოვანი წილი სწორედ სარწყავ წყალზე მოდის. ასევე დიდ ხარჯს ითხოვს რთული სარწყავი სისტემების აგება და მუდმივი რწყვის შედეგად ნიადაგიდან  ჩარეცხილი სასარგებლო მინერალების  სასუქებით კვლავ შევსება. ამასთანავე, სავარგულების მორწყვის ტრადიციული მეთოდის გამოყენების დროს, ხშირია სხვადასხვა მავნებლების და დაავადებების გავრცელება, ასევე ნიადაგის მჟავიანობის დარღვევაც.

წვეთოვანი სარწყავი სისტემა, რომელიც წყლის მნიშვნელოვნად დაზოგვის საშუალებას იძლევა, იაფი არ არის და ფერმერს მასზე ხელი ყოველთვის არ მიუწვდება. მკაცრად ლიმიტირებულ ტენიანობის პირობებში სასოფლო- სამეურნეო კულტურების ეფექტიანად წარმოების რთული პრობლემის  გადასაწყვეტად მეცნიერები ათეული წლებია მუშაობენ. დღეს მთელ მსოფლიოში მეცნიერები ქმნიან და რეალურ პირობებში ცდიან სხვადახვა ტექნოლოგიებს, რომლებიც წყლის დაზოგვას და ტენის შენარჩუნებას უზრუნველყოფენ. წყლის შემწოვი კრისტალები, რომლებიც ჩვეულებრივად  ბავშვის საფენებში  გამოიყენება, აღმოჩნდა ძალიან სასარგებლო გვალვის პირობებში ნიადაგში წყლის კონსერვაციისთვის. ნიადაგში ტენის დაცვის ინოვაციური მეთოდის გამომგონებელი გახდა მექსიკელი ინჟინერ-ქიმიკოსი სერხიო ხესუ ვეალასკო.

პროფესიონალი მეცნიერის ინტერესი თავიდან ძალიან შორის იდგა სოფლის მეურნეობისგან. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, ის  საფენისათვის  კალიუმის პოლიკრალატის პოლიმერისგან კრისტალებს ამუშავებდა, რომელიც სითხის შთანთქმის თვისებით არის ცნობილი. ამ ნივთიერებას შეუძლია  საკუთარზე 200-ჯერ და მეტჯერ მეტი ტენი შეისრუტოს. მუშაობის პროცესში ველასკო დარწმუნდა, რომ მიღებული კრისტალები ბავშვთა საფენების გარდა, შესაძლებელია აგრარული სექტორშიც წარმატებით იქნას გამოყენებული. მან წამოაყენა წინადადება დაკონსერვდეს წყლის მარაგი და ამით გაიზარდოს აგრარული ბიზნესის ეფექტიანობა. კვლევების შედეგად მეცნიერებმა შექმნეს უნიკალური ნივთიერება, რომელსაც დაარქვეს Solid Rain _  „მყარი წვიმა“. კალიუმის პოლიკრალატის პოლიმერული გრანულები   სარეცხის ფხვნილს ან წვრილად დაფქულ მარილს ჰგავს, რომელსაც შეუძლია თავის მოცულობაზე 500-ჯერ მეტი მოცულობის წყალი  შეისრუტოს. ნიადაგში შერეულ გრანულებს შეუძლიათ შეისრუტოს წყალი წვიმიან პერიოდში და შეინახოს, დაკონსერვებულ მდგომარეობაში. გრანულები გარდაიქნმება ჟელედ, რომელსაც შეუძლია მთელი წლის განმავლობაში შეინახოს ტენი. გვალვიან რეგიონებში იგი შეიძლება ჩაკეთდეს ნიადაგში: ზამთარში მოსული ნალექი დააკონსერვოს და ტენის ნაკლებობის დროს მცენარეთა ფესვები მუდმივად უზრუნველყოს წყლით, მცენარე კი თვითონ განსაზღვრავს მისთვის საჭირო რაოდენობის ტენს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მექსიკელი მეცნიერის გამოგონება მოქმედებს, როგორც მცენარის მიწისქვეშა რეზერვუარი, რომელიც ინახავს მცენარის ფესვებისთვის იოლად ასათვისებელ საჭირო რაოდენობის წყალს. როგორც კი ნიადაგი დაიწყებს გამოშრობას, ნივთიერება თვითონ, მექანიკური ჩარევის გარეშე აწვდის მცენარეს ტენს. მეცნიერი დარწმუნებულია, რომ მისი გამოგონება შეიძლება გამოვიყენოთ  8-10 წელი, რა დროსაც გრანულების მუშაობა არ იცვლება, ისინი ატმოსფერული ნალექების დროს ისრუტავენ ტენს ნიადაგიდან და უკანვე აბრუნებენ გვალვის დროს. მეტად მნიშვნელოვანია ის გარემოებაც, რომ თუ სავარგულზე დავთესავთ კულტურებს, რომლებიც სიღრმეზე ივითარებენ ფესვებს, საკმარისია „მშრალი წყალი“ ნიადაგში შევიტანოთ იმ სიღრმეზე, სადამდეც სარეველა ბალახის ფესვები ვერ წვდება, მაშინ ერთდროულად მოვაგვარებთ ყველა ფერმერისთვის ძალზე მტკივნეულ პრობლემას, რაც დაკავშირებულია სარეველებთან.

მექსიკის ხელისუფლება საკმაოდ სწრაფად დაინტერესდა ამ ინოვაციური გამოგონებით. საქმე ის არის რომ მექსიკის სასოფლო-სამეურნეო სავარგულები ძირითადად განლაგებულია იმ ადგილებში სადაც გვალვა იშვიათი მოვლენა არ გახლავთ. მთავრობის ინიციატივით ველასკოსთან ერთად პარაქტიკოსი მეცნიერების მონაწილეობით ნახევრად გაუდაბნოებულ შტატ იდალგოში მოეწყო ექსპერიმენტული ფერმერული მეურნეობა სადაც მთელი სეზონის განმავლობაში მიმდინარეობდა დაკვირვება კრისტალების მოქმედებაზე. გაირკვა, რომ მათი მეშვეობით110%-ით გაიზარდა სიმინდის მოსავლიანობა, 200%-ით _ შვრიის, 300%-ით _ პარკოსნების. მექსიკელთა გამოთვლებით „მშრალი წვიმის“ გამოყენება საშუალებას იძლევა, კლიმატური და ნიადაგობრივი პირობებისაგან გათვალისწინებით მივიღოთ წყლის ეკონომია 50-დან 80%- მდე – ე.ი. წყალი მივიღოთ ატმოსფეროსგან ბუნებრივად, უფასოდ. ამავე დროს აღმოჩნდა, რომ კალიუმის პოლიაკლარატი მედეგია მზის სინათლისა და ატმოსფერული ჟანგბადის მოქმედების მიმართ, ქიმიური თვალსაზრისით ნივთიერება მდგრადია. ნივთიერებამ უჩვენა ძალიან დაბალი ტოქსიკურობა, ის არ ვნებს მცენარეს და ნიადაგს, არ აუარესებს მცენარის პროდუქციის ხარისხს, არ აბინძურებს გარემოს.

  წარმოდგენილ პროექტზე „Solid Rain” სერხიო ხესუს ველასკომ მიიღო სახელმწიფო ჯილდო ეკოლოგიის დარგში. „მყარი წვიმის“ პროექტზე მექსიკაში დაიწყეს სერიოზული მუშაობა. სან დიეგოს მთავარი ოფისიდან „მყარი წვიმა“ გადაეცა თავისუფალი გაყიდვის ქსელს. მაგრამ დღეისათვის ჯერჯერობით არ არის არანაირი კომენტარები, თუ ეკოლოგიურად როგორი აღმოჩნდება აღნიშნული სიახლე ათწლეულების შემდეგ. ეს ხომ არ ნიშნავს იმას, რომ ვადაგასული პოლიმერული გრანულები ნიადაგში გარდაიქმნებიან არასასურველ ბალასტად, რომელთა მოცილება ნიადაგიდან შეუძლებელი გახდება. მათი დაშლის პროცესს ხომ არ მოუნდება საუკუნეები და ხომ არ მოწამლავს ნიადაგს? მწარმოებელი ამ კითხვაზე გასაგებ პასუხს არ იძლევა, ვინაიდან სრული სურათის შექმნისათვის საჭირო კვლევები ჯერჯერობით არასაკმარისია. ამ გამოგონებას აქვს კიდევ ერთი მინუსი, რაც ამ ნივთიერების სიძვირეში მდგომარეობს. 1კგ კალიუმის პოლიაკრილატი დაახლოებით 40 აშშ დოლარი ღირს. უნდა აღინიშნოს, რომ ანალოგიური ნივთიერება მიიღეს ჩინეთში, რომელიც შედარებით იაფია, მაგრამ წყლის შთანთქმის უნარი მას ნაკლები გააჩნია.

არსებული ტექნოლოგიების ანალიზის საფუძველზე, ვორონეჟის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის მეცნიერებმა წარმოადგინეს განსხვავებული ტექნოლოგია და მეთოდიკა. მათ მიერ დამუშავებულ იქნა სპეციალური წყალტევადი გრანულირებული სორბენტი, რომელიც შეიძლება შევიტანოთ ნიადაგში, მინერალურ სასუქთან ერთად. პრეპარატი წარმოადგენს მცირე ზომის პოლიმერულ გრანულებს, რომელთა მოქმედება დაფუძნებულია წყლის თვისებებზე. წყალი ხვდება პოლიმერის მატრიცას, უკავშირდება მის კედლებს და წარმოქმნის ყინულის სტრუქტურას, რაც მას აჩერებს სორბენტში. სწორედ ამიტომ ამ პოლიმერს უწოდეს „მყარი წყალი“. როდესაც გრუნტის გარშემო ტენიანობა ეცემა, მატრიცასთან კავშირი წყდება, იცვლება სითხის სტრუქტურა და წყალი გადადის ნიადაგში.

გრანულის ნიადაგში შეტანის შემდეგ, საკმარისია ერთი ინტენსიური მორწყვა ან უხვი საგაზაფხულო წვიმა, რომ პოლიმერი „დაიტენოს“ წყლით. ამგვარად, მოსავლის მისაღებად საკმარისია ერთი მორწყვა ან წვიმიანი პერიოდი. ყოველი გრანული, რომელიც ხვდება ტენიან გარემოში შეიწოვს წყლის მნიშვნელოვან მარაგს. გაჟღენთილი გრანულები ღებულობენ ჟელესებურ სახეს და ნიადაგში ქმნიან წყლით გაჟღენთილ შრეებს. ასეთი ფორმით ჟელესებური გრანულები ნიადაგში ინახებიან საკმარისად ხანგრძლივი დროით. მაშინ როცა დაიწყება გვალვიანი პერიოდი და ნიადაგში ტენიანობა შემცირდება, გრანულებიდან თავისთავად გამოიყოფა წყალი, რომელსაც მოიხმარს მცენარე. ფაქტიურად პოლიმერი მუშაობს ავტომატურ რეჟიმში და ნიადაგში უზრუნველყოფს მცენარისთვის საჭირო ტენიანობას. გამოშრობის შემდეგ „ჟელე“ გარდაიქმნება საწყისი ფორმის გრანულად, წვიმის ან მორწყვის შემდეგ კვლავ იჟღინთება წყლით. პოლიმერის გრანულების ერთჯერადი შევსება, შეიძლება ეყოს მცენარეს სრულ სავეგეტაციო პერიოდში. გრანულების ერთ-ერთ დადებით თვისებას წარმოადგენს ის, რომ ისინი არ გამოირეცხება ნიადაგიდან, მათი მოქმედების ვადა შეიძლება გაგრძელდეს 10 წლამდეც.

ქ. ვორონეჟის  უნივერსიტეტის მეცნიერების მტკიცებით, მათი გამოგონება უფრო ეფექტურია საზრვარგარეთულ ანალოგებზე. მნიშვნელოვანი უპირატესობა არის პროდუქტის დაბალი ფასი (1კგ. 10 აშშ დოლარი), მაშინ როდესაც ჩინურის ფასი 20 აშშ დოლარია, ხოლო მექსიკურის ფასი – 40 აშშ დოლარი. გარდა ამისა, მათ მიერ მიღებული სორბენტი ნიადაგიდან იჟღინთავს არა მარტო წყალს, არამედ წყალში ხსნად სასუქებს და მიკროელემენტებს, რაც შემდგომში ეფექტურად კვებავს მცენარეს. შესაბამისად მინერალური სასუქების შეტანის აუცილებლობა 25%-ით მცირდება. როგორც ცნობილია, რწყვის დროს მინერალური სასუქის უმეტესი ნაწილი ჩაირეცხება გრუნტის ქვედა შრეში, მხოლოდ ნაწილი (დაახლოებით 10 %) რჩება მცენარის ფესვებისთვის მისაწვდომ სიმაღლეზე. სორბენტის გამოყენების შემთხვევაში მინერალური სასუქი გახსნილია წყალში და მას ინახავს სორბენტი, შესაბამისად რჩება ნიადაგში, არ ორთქლდება და არ ჩაირიცხება. სორბენტი ასევე დადებითად მოქმედებს ნიადაგის სტრუქტურაზე; ნიადაგი უფრო ფხვიერია და ტენიანია; გამორიცხულია ნიადაგის დაჭაობება და მარილების დაგროვება, რასაც ხშირად ადგილი აქვს ჩვეულებრივი რწყვის დროს. გარდა ზემოთ აღნიშნული უპირატესობისა, ქ. ვორონეჟში მიღებული ნივთიერება ხასიათდება „გამოზამთრების“ შესაძლებლობით. ის არ იშლება ყინვის დროს, რასაც განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს მაღალ ყინვებიან რეგიონებში. ტექნოლოგია „მყარი წყალი“ ხასიათდება მაღალი ეფექტურობით. ეკონომიურობით ის მნიშვნელოვნად უსწრებს „წვეთოვანი“ სისტემით რწყვის ტექნოლოგიას; რწყვის სიხშირე მცირდება 75%-ით, მცირდება წყლის და მკვებავი ელემენტების დანაკარგი. ადგილი არა აქვს მკვებავი ელემენტების ნიადაგიდან გამორეცხვას, მცირდება წყლის აორთქლება, უმჯობესდება მკვრივი ნიადაგების ფიზიკური თვისებები, იზრდება აერაცია, შესაბამისად უმჯობესდება მცენარის ვეგეტაცის პირობები და ა.შ. ასევე, მნიშვნელოვნად მცირდება შრომითი დანახარჯები და დანახარჯები სარწყავი სისტემების მოწყობაზე და დანადგარებზე.

    ამგვარად, პერსპექტივაში „მყარი წყალი“ მნიშვნელოვან კონკურენციას გაუწევს რწყვის არსებულ სისტემებს. ჯერჯერობით დაუდგენელია თუ რა გამოყენებას ჰპოვებს აღნიშნული სიახლე საქართველოში, რომელ ნივთიერებებს გამოიყენებენ აგრარიკოსები, რუსულს, ჩინურს თუ მექსიკურს, მაგრამ ერთი კი ცხადია, რომ რეკომენდებულ ტექნოლოგიას დიდი პერსპექტივა გააჩნია, განსაკუთრებით მშრალ და გვალვიან რეგიონებში.

ნუგზარ ებანოიძე, ტექნიკის მეცნიერების დოქტორი,

სოფლის მეურნეობის სამეცნიერო-კვლევითი ცენტრი