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Actualmente, los hidrogeles son los materiales más prometedores en la ciencia de polímeros y materiales. Debido a sus propiedades blandas y similares a los tejidos y al alto contenido de agua, los hidrogeles tienen una amplia gama de aplicaciones, como en la ingeniería de tejidos y los apósitos para heridas. Los hidrogeles agrícolas se caracterizan por una excelente estabilidad, alta transparencia y bajo costo, y pueden usarse como sustratos de cultivo de plantas.
Como sustrato hidrófilo con alto contenido de agua, los hidrogeles agrícolas tienen propiedades cuasi sólidas únicas que pueden proporcionar directamente agua, aire y nutrientes a las plantas. Además, estoHidrogel para las plantasSon fáciles de producir y modificar, asequibles, térmicamente estables y biodegradables. Por lo tanto, puede ser un buen sustrato de cultivo de plantas. Además, los hidrogeles exhiben ventajas incomparables, especialmente en comparación con el suelo tradicional y los sustratos sin suelo.
Sustratos no porosos: La mayoría de los hidrogeles agrícolas utilizados como sustratos de plantas no son porosos. La gelificación de la goma vegetal o el agar durante el enfriamiento forma bloques de gel en recipientes como placas de Petri, cajas de fucsia o tubos de ensayo. El medio es homogéneo con pequeños poros visibles, estructura de poros limitada, baja conductividad hidráulica saturada y distribución uniforme de iones nutrientes.
Sustratos porosos: Los medios porosos pueden expandir la utilización de oxígeno y agua en el sistema radicular en condiciones heterogéneas, estimular las condiciones fisiológicas de las plantas y promover el crecimiento de las plantas. Por lo tanto, esta es una forma simple y efectiva de superar las limitaciones de los geles no porosos. Se han utilizado varios métodos para preparar sustratos de cultivo poroso.
Hidrogel agrícolaComo sustratos de cultivo se utilizan principalmente en dos escenarios principales: investigar la estructura de las raíces y las interacciones raíz-Entorno, o mejorar la calidad del suelo mediante la mezcla con sustratos del suelo. Los hidrogeles se usan comúnmente como sustratos independientes para estudios de estructura de raíces y entorno de raíces, por lo que necesitan tener una alta transparencia, fuertes propiedades mecánicas, estabilidad, controlabilidad y una estructura porosa. Los hidrogeles deben tener biocompatibilidad, degradabilidad y capacidad de respuesta al estímulo para ser utilizados como acondicionadores del suelo.
Los hidrogeles agrícolas son candidatos perfectos para enmiendas al suelo debido a sus numerosas propiedades. El alto contenido de agua y la capacidad de súper adsorción de los hidrogeles ayudan a mejorar la capacidad de retención de agua del suelo. A diferencia del uso de hidrogeles como sustrato independiente, la investigación sobre enmiendas al suelo se centra más en los mecanismos de liberación, ya que los hidrogeles se utilizan para controlar o liberar gradualmente nutrientes en el suelo. Los hidrogeles sensibles al estímulo, por ejemplo, contienen unidades en sus redes que reaccionan a los estímulos.
Durante las últimas décadas, los hidrogeles agrícolas se han utilizado como una de las herramientas más importantes en la investigación de la ciencia vegetal. Se utilizan como sustratos de crecimiento vegetal debido a sus beneficios sobresalientes en comparación con el suelo y la hidroponía. Actualmente, se funcionalizan pocos sustratos de cultivo de plantas, pero con el desarrollo de Materiales de hidrogel y métodos de construcción, los sustratos de cultivo de plantas a base de hidrogel tienen el potencial de ser funcionalizados, brindando más oportunidades para la Ciencia vegetal.
