HYDROGEL-BASED WATER-SAVING IRRIGATION METHODS IN ARY LAND: INNOVATIVE APPROACHES IN AGRICULTURE IRRIGATION AND WATER PROBLEMS SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE

ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-11 883 ЛАЛМИ ЕРЛАРДА ГИДРОГЕЛ АСОСИДА СУВ ТЕЖАМКОР СУҒОРИШ УСУЛЛАРИ: ҚИШЛОҚ ХЎЖАЛИГИДА ИННОВАЦИОН ЁНДАШУВЛАР ИРРИГАЦИЯ ВА СУВ МУАММОЛАРИ Илмий-Тадқиқот Институти таянч докторанти: Аллаярова Махфуза Каюмовна Анотация:Ушбу илмий мақола лалми ерларда гидрогел асосида сув тежамкор суғориш усулларининг қишлоқ хўжалигидаги инновацион ёндашувлар сифатида муҳим аҳамиятини ёритади. Мақолада гидрогелларнинг кимёвий тузилиши, синтез усуллари, тупроқнинг гидрофизик ва агрокимёвий хусусиятларига таъсири, шунингдек, қурғоқчилик шароитидаги ўсимликларнинг ҳосилдорлигини оширишдаги роли батафсил таҳлил қилинади. Илмий тадқиқотлар ва тажрибалар асосида гидрогелларнинг сув сақлаш қобилиятини 20-50% га ошириши, суғориш талабини 30-50% га камайтириши ва ҳосилдорликни 15-30% га юксалтириши кўрсатилган. Синтетик ва табиий гидрогелларнинг афзалликлари ва камчиликлари, шунингдек, уларни нанотехнологиялар билан бирлаштириш истиқболлари муҳокама қилинади. Мақола глобаль сув танқислиги ва иқлим ўзгариши шароитида қишлоқ хўжалигининг барқарор ривожланишига қаратилган бўлиб, гидрогел технологияларининг амалий қўлланилиши ва келажакдаги тадқиқот йўналишларини таклиф этади. Калит сўзлар: Гидрогел, сув тежамкор суғориш, лалми ерлар, қишлоқ хўжалиги, инновацион ёндашувлар, биопарчаланувчи полимерлар, тупроқ намлиги, ҳосилдорлик, қурғоқчилик стресси, нанотехнологиялар, барқарор ривожланиш, сув ресурслари бошқаруви, агрокимёвий хусусиятлар. HYDROGEL-BASED WATER-SAVING IRRIGATION METHODS IN ARY LAND: INNOVATIVE APPROACHES IN AGRICULTURE IRRIGATION AND WATER PROBLEMS SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE main doctoral student: Allayarova Makhfuza Kayumovna Abstract: This scientific article highlights the importance of hydrogel-based water-saving irrigation methods as innovative approaches in agriculture. The article analyzes in detail the chemical structure of hydrogels, methods of synthesis, the effect on the hydrophysical and agrochemical properties of the soil, as well as their role in increasing the productivity of plants in drought conditions. Based on scientific research and experiments, it is shown that hydrogels increase water retention capacity by 20-50%, reduce irrigation requirements by 30-50%, and increase productivity by 15-30%. The advantages and disadvantages of synthetic and natural hydrogels, as well as the prospects for their integration with nanotechnologies, are discussed. The article is aimed at the sustainable development of agriculture in the context of global water scarcity and climate change, and proposes practical applications of hydrogel technologies and future research directions. Keywords: Hydrogel, water-saving irrigation, wetlands, agriculture, innovative approaches, biodegradable polymers, soil moisture, productivity, drought stress, nanotechnologies, sustainable development, water resources management, agrochemical properties. ВОДОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕТОДЫ ПОЛИВА НА ОСНОВЕ ГИДРОГЕЛЕЙ НА ЗЕМЛЯХ АРИЯ: ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-11 884 ПРОБЛЕМЫ ОРОШЕНИЯ И ВОДНЫХ РЕСУРСОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ Основной докторант: Аллаярова Махфуза Каюмовна Аннотация: В данной научной статье освещается важность водосберегающих методов полива на основе гидрогелей как инновационных подходов в сельском хозяйстве. В статье подробно анализируются химическая структура гидрогелей, методы синтеза, их влияние на водно-физические и агрохимические свойства почвы, а также их роль в повышении продуктивности растений в условиях засухи. На основе научных исследований и экспериментов показано, что гидрогели повышают водоудерживающую способность на 2050%, снижают потребность в орошении на 30-50% и повышают продуктивность на 15-30%. Обсуждаются преимущества и недостатки синтетических и природных гидрогелей, а также перспективы их интеграции с нанотехнологиями. Статья направлена на устойчивое развитие сельского хозяйства в условиях глобального дефицита воды и изменения климата, а также предлагаются практические применения гидрогелевых технологий и будущие направления исследований. Ключевые слова: гидрогель, водосберегающее орошение, водно-болотные угодья, сельское хозяйство, инновационные подходы, биоразлагаемые полимеры, влажность почвы, продуктивность, стресс, вызванный засухой, нанотехнологии, устойчивое развитие, управление водными ресурсами, агрохимические свойства. Лалми ерларда гидрогел асосида сув тежамкор суғориш усуллари қишлоқ хўжалигида сув ресурсларининг танқислиги ва иқлим ўзгариши шароитида инновацион ёндашув сифатида муҳим аҳамият касб этади, чунки улар тупроқнинг сув сақлаш қобилиятини сезиларли даражада ошириб, ўсимликларнинг сувга бўлган эҳтиёжини камайтириб, ҳосилдорликни оширишга хизмат қилади. Гидрогеллар – бу суперсорбент полимерлар бўлиб, улар ўз салмағидан бир неча юз марта кўпроқ сувни сўриб олиб, сақлаб туради ва ушбу сувни ўсимлик илдизларига аста-секин чиқариб беради, бу эса лалми ерларда ёмғир сувларидан самарали фойдаланишни таъминлайди. Масалан, илмий тадқиқотларга кўра, гидрогеллар тупроқда сувни сақлашни 20-50% га ошириши мумкин, бу эса суғориш талабини 30-40% га камайтиради, хусусан, қуруқ ерларда ўтказилган тажрибаларда кузатилганидек. Ушбу полимерларнинг кимёвий тузилиши уч ўлчовли торсимон тузилишга асосланган бўлиб, уларда гидрофил гуруҳлар (масалан, -OH, -COOH) мавжуд бўлиб, сув молекулалари билан гидроген боғланишлар ҳосил қилади, натижада полимер матрицаси шишиб, сувни сақлаб туради. Синтетик гидрогеллар акриламид ва акрил кислотаси каби мономерлардан тайёрланади, табиийлари эса селлюлоза, хитозан ёки крахмалдан олинади, бу эса уларнинг биологик парчаланишини таъминлаб, атроф-муҳитга салбий таъсирини камайтиради. Лалми ерларда гидрогелларнинг қўлланиши тупроқнинг гидрофизик хусусиятларини яхшилаш билан боғлиқ: улар тупроқ қатламлари орасида сувнинг бир текис тақсимланишини таъминлайди, эрозия ва сув оқиб чиқишини камайтиради, шунингдек, ўсимлик илдизларининг чуқурроқ ўсишига ёрдам беради, чунки сақланган сув илдиз зонасида узул-кесил ҳолда мавжуд бўлади. Масалан, қумли тупроқларда гидрогеллар сув сақлаш қобилиятини 2-3 марта ошириши мумкин, бу эса қуруқ ҳудудлардаги ўсимликларнинг қурғоқчилик стрессidan ҳимоя қилади ва ҳосилдорликни 15-30% га оширади, хусусан, Мисрдаги қумли ерларда буғдой ва арпа ўстиришда ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-11 885 кузатилганидек. Илмий тадқиқотларда гидрогелларнинг сув сақлаш самарадорлиги полимернинг тури, қўллаш миқдори ва тупроқ турига боғлиқ эканлиги аниқланган: масалан, полимер концентрацияси 0,1-0,5% бўлганда, тупроқнинг сув сақлаш ҳажми 200-400 г/кг га етиши мумкин, бу эса анъанавий суғориш усулларига нисбатан сув сарфини 50% га камайтиради. Тожикистон марказида ўтказилган тажрибаларда гидрогелларнинг қўлланиши ёмғир ва суғориш сувларидан самарали фойдаланишни таъминлаб, тупроқнинг сув сақлаш қобилиятини оширган, натижада ўсимликлар ҳосилдорлиги 20-25% га юқори бўлган. Ушбу усулларнинг инновацион жиҳати шундаки, гидрогеллар нафақат сувни сақлайди, балки ўғитларни ҳам полимер матрицасида ушлаб туради, бу эса нутриентларнинг ювиб кетишини олдини олиб, ўсимликларнинг озиқланишини оптимизация қилади, масалан, азот ва фосфорнинг сақланиши 30-40% га ошади. Қишлоқ хўжалигидаги илмий ёндашувларга асосланиб, гидрогелларнинг дизайни торсимон тузилишни лойиҳалаш, материал манбаларини танлаш ва ўзаро боғланиш усулларини яхшилаш орқали амалга оширилади, бу эса уларнинг сув сўриш ва чиқариш кинетикасини назорат қилиш имконини беради. Лалми ерлардаги қўлланиш мисолларида гидрогеллар дефицит суғориш шароитида ҳам ўсимликларнинг ҳосилдорлигини сақлаб қолади, масалан, салат ўстиришда гидрогел ва дефицит суғориш комбинацияси сувдан фойдаланиш самарадорлигини (WUE) 1,5-2 марта оширган, тупроқнинг гидрофизик хусусиятларини яхшилаган. Атмосферадаги иқлим ўзгариши, хусусан, қурғоқчилик ҳолатларининг кўпайиши шароитида гидрогеллар ўсимликларнинг сув стрессга чидамлилигини ошириб, генетик ва физиологик механизмларни фаоллаштиради, масалан, илдиз тизимининг ривожланишини рағбатлантириб, осмотик потенциални барқарорлаштиради. Шунингдек, гидрогеллар тупроқнинг биологик фаоллигини ошириб, микроорганизмлар фаолиятини қўллаб-қувватлайди, чунки сақланган сув ва нутриентлар тупроқ экотизимининг барқарорлигини таъминлайди. Илмий адабиётларда гидрогелларнинг барқарор қишлоқ хўжалигидаги роли таъкидланган: улар сув ресурсларини тежайди, ҳосилдорликни оширади ва атроф-муҳитга салбий таъсирни камайтиради, масалан, сув оқиб чиқишининг олдини олиб, тупроқ эрозиясини 20-30% га камайтиради. Бироқ, гидрогелларнинг қўлланишида баъзи муаммолар ҳам мавжуд: синтетик гидрогеллар биологик парчаланмайди, бу эса тупроқда узоқ муддатли ифлосланишга олиб келиши мумкин, шунинг учун табиий асосдаги гидрогелларни (масалан, агро-чиқиндилардан тайёрланган) ривожлантириш муҳимдир, масалан, пила ва қаҳва чиқиндиларидан олинган полимерлар сув сўриш қобилиятини 100-200 г/г га етиказади. Қўшимча равишда, гидрогелларнинг нархи ва қўллаш усуллари оптимизация қилиниши керак, чунки илдиз зонасига тўғри жойлаштириш самарадорликни 1,5 марта ошириши мумкин. Келажакдаги тадқиқотлар гидрогелларнинг нанотехнологиялар билан комбинациясига қаратилган бўлиб, бу уларнинг сув чиқариш кинетикасини аниқроқ назорат қилиш имконини беради, масалан, рН ва ҳароратга сезгир гидрогелларни ишлаб чиқиш орқали. Лалми ерлардаги тажрибаларда гидрогелларнинг қўлланиши ҳосилдорликнинг ошиши билан бирга, сув ресурсларининг барқарорлигини таъминлайди, масалан, қурғоқ ҳудудлардаги буғдой ҳосилини 25% га оширган ҳоллар мавжуд. Умуман олганда, гидрогел асосидаги сув тежамкор усуллар қишлоқ хўжалигининг барқарор ривожланиши учун фундаментал ёндашув бўлиб, уларнинг илмий асосланган қўлланиши глобал сув танқислиги муаммосини ҳал қилишга хизмат қилади. Илмий тадқиқотларда гидрогелларнинг тупроқнинг агрохимик хусусиятларига таъсири ҳам ўрганилган: улар ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-11 886 нутриентларнинг биологик мавжудлигини ошириб, ўсимликларнинг ўсишини тезлаштиради, масалан, гидрогеллар қўшилган тупроқда азот фиксацияси 15-20% га юқори бўлади. Бундан ташқари, гидрогеллар ўсимликларнинг қурғоқчилик стрессга физиологик жавобини яхшилайди, чунки сақланган сув осмотик балансни сақлайди ва фотосинтез фаолиятини барқарорлаштиради, натижада ҳосил сифати ошади. Қишлоқ хўжалигидаги амалий қўлланишларда гидрогелларнинг дозаси тупроқ турига боғлиқ: қумли тупроқларда 2-4 кг/га, лойли тупроқларда 1-2 кг/га миқдорида қўллаш тавсия этилади, бу эса сувдан фойдаланиш самарадорлигини 40% га ошириши мумкин. Атроф-муҳит таъсири нуқтаи назаридан, биодеградабле гидрогеллар углерод изини камайтириб, тупроқнинг органик моддасини бойитади, масалан, табиий полимерлар асосидаги гидрогеллар 6-12 ой ичида парчаланади ва тупроқ фертилиятини оширади. Бироқ, илмий ёндашувда гидрогелларнинг узоқ муддатли таъсирини ўрганиш муҳим, чунки баъзи ҳолларда улар тупроқ рН сини ўзгартириши мумкин, бу эса микрофаунага таъсир қилади. Келажакдаги инновациялар гидрогелларнинг мултифункционаллигига қаратилган: масалан, ўғит ва пестицидларни инкапсуляция қилиш орқали, бу эса қишлоқ хўжалигининг барқарорлигини оширади. Умумий ҳолда, лалми ерларда гидрогел асосидаги усуллар глобал озиқ-овқат хавфсизлигини таъминлашда муҳим рол ўйнайди, чунки улар сув ресурсларини самарали бошқаришнинг илмий асосланган ёндашувидир. Шу ўринда, гидрогелларнинг тупроқда сув сақлашга таъсири ҳақидаги илмий таҳлилларни кенгайтириб, уларнинг сувнинг сақланишини таъминлашдаги ролини таъкидлаш лозим: масалан, гидрогеллар тупроқда сувнинг сақланишини сезиларли даражада ошириб, ўсимликларга сувнинг мавжудлигини кўпайтириб, умумий суғориш талабини камайтиради. Бундай ёндашув қуруқ ҳудудларда ўсимликларнинг сув танқислигига қарши курашини кучайтиради. Тожикистоннинг марказий ҳудудларида ўтказилган тадқиқотларда гидрогелларнинг қўлланиши вегетация суғориш сонини камайтириб, суғориш оралиғини оширган, бу эса сув ва тупроқ ресурсларининг ҳосилдорлигини сезиларли даражада юқори кўтарган. Бундан ташқари, гидрогелларнинг амалий қўлланиши тупроқнинг сув ушлаш қобилиятини ошириб, ёмғир ва суғориш сувларидан самарали фойдаланишни таъминлайди, бу эса лалми ерлардаги қишлоқ хўжалиги учун муҳимдир. Илмий адабиётларда гидрогеллар ўсимликларнинг сув танқислигига чидамлилигини оширишда трансформатив технология сифатида таъкидланган, чунки улар сувдан фойдаланиш самарадорлигини ошириб, ҳосил чидамлилигини кучайтиради. Гидрогелларнинг ривожланиши барқарор қишлоқ хўжалиги учун ҳал қилувчи ҳисобланади, улар ўсимликларнинг ҳосилдорлигини ошириб, агробизнес фойдасини кўпайтиради. Замонавий тадқиқотларда гидрогеллар нафақат сувни сақлайди, балки ўсимликларга нутриентларни самарали етказиб беради, бу эса уларни замонавий қишлоқ хўжалиги учун самарали қуролга айлантиради. Масалан, гидрогеллар суғориш талабини камайтириб, ўсимликларнинг сақланиш муддатини оширади, хусусан, ўсимлик ўстиришда кузатилганидек. Кўплаб тадқиқотларда гидрогеллар сув сарфини, сувдан фойдаланиш самарадорлигини, ўсиш ва ҳосил параметрларини сезиларли даражада яхшилайди. Биополимер асосидаги суперсорбент гидрогеллар ҳосил ва сув ҳосилдорлигини ошириб, толерантликни кучайтиради, масалан, соя ўстиришда тўлиқ суғориш билан биргаликда гидрогел ҳосил, биомасса ва сув ҳосилдорлигини оширган. Гидрогел адсорбентлари янги технология сифатида тупроқ сув сақлашининг алтернативаси бўлиб, нутриентлар ва сув йўқотишларини камайтиради. Ушбу фактлар гидрогелларнинг лалми ерларда қўлланишининг ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-11 887 илмий асосларини кучайтириб, уларнинг глобал қишлоқ хўжалигидаги ўрнини мустаҳкамлайди. Бундан ташқари, гидрогелларнинг синтетик ва табиий турларининг қўлланиш оралиғини кенгайтириш, масалан, нано-гидрогелларни ишлаб чиқиш орқали, сувнинг аниқ чиқарилишини таъминлайди ва ўсимликларнинг физиологик ҳолатини оптимизация қилади. Иқлим ўзгариши шароитидаги қурғоқчилик ҳолатларида гидрогеллар ўсимликларнинг генетик потенциалини фаоллаштириб, илдиз тизимининг кенгайишини рағбатлантиради, бу эса умумий экотизим барқарорлигини оширади. Шунингдек, гидрогеллар тупроқдаги микроорганизмлар фаолиятини қўллаб-қувватлаб, органик моддаларнинг парчаланишини тезлаштиради, натижада тупроқнинг фертилияти юқори даражага кўтарилади. Илмий таҳлилларда гидрогелларнинг қўлланиши сув ресурсларининг глобал танқислигига қарши курашда муҳим элемент сифатида кўрсатилади, чунки улар сув сарфини камайтириб, ҳосил сифатини сақлайди. Бундан ташқари, гидрогелларнинг биодеградацияси тупроқнинг узоқ муддатли саломатлигини таъминлайди, масалан, табиий асосдаги полимерлар тупроқни бойитиб, углерод балансини яхшилайди. Келажакдаги тадқиқотлар гидрогелларнинг смартсистемалар билан интеграциясига қаратилган бўлиб, бу уларнинг ўсимлик эҳтиёжларига мослашишини таъминлайди. Умуман, лалми ерлардаги гидрогел асосидаги усуллар қишлоқ хўжалигининг инновацион ривожланиши учун асосий ёндашув ҳисобланади, уларнинг илмий ва амалий қўлланиши глобал озиқ-овқат хавфсизлигини мустаҳкамлайди. ФОЙДАЛАНИЛГАН АДАБИЁТЛАР 1. Аҳмед, А., & Ҳассан, M. (2019). Ҳйдрогел-басед wатер савинг течнологиес фор арид агриcултурал ландс. Жоурнал оф Арид Агриcултуре, 12(3), 45–58. 2. Экебафе, L. О., Огбеифун, D. Э., & Окиеимен, Ф. Э. (2011). Полймер ҳйдрогел материалс: Апплиcатионс ин агриcултуре анд энвиронментал манагемент. Африcан Жоурнал оф Биотечнологй, 10(52), 10533–10540. 3. Саннино, А., & Ниcолаис, L. (2010). Wатер-ретентион пропертиес оф суперабсорбент полймер ҳйдрогелс анд cросслинкед cеллулосе-басед ҳйдрогелс фор соил cондитионинг. Жоурнал оф Апплиед Полймер Сcиенcе, 115(3), 1436–1444. 4. Буйс, А., & Тҳерон, К. (2020). Эффеcт оф сйнтҳетиc анд натурал ҳйдрогелс он wатерусе эффиcиенcй анд cроп йиелд ундер дефиcит ирригатион. Агриcултурал Wатер Манагемент, 238, 106209. 5. Рашиди, М., & Гҳолами, M. (2018). Инфлуенcе оф ҳйдрогел полймер он соил моистуре ретентион анд cроп перформанcе ундер раинфед cондитионс. Интернатионал Жоурнал оф Агриcултурал Сcиенcе, 8(2), 27–34.