الجامعات في أستراليا 
الجامعات في كندا 
الجامعات في ألمانيا 
الجامعات في ايرلندا 
الجامعات في الأردن 
الجامعات في نيوزلندا 
الجامعات في السعودية 
الجامعات في المملكة المتحدة 
الجامعات في الولايات المتحدة 
ملخص
إن إطعام سكان العالم المتناميين، والذي تشير التقديرات إلى أنه يتزايد حاليًا بنسبة تزيد قليلاً عن 1% سنويًا، يمثل تحديًا عالميًا كبيرًا وأكثر بصيرة من أي وقت مضى. تواجه العديد من البلدان مشاكل هائلة في القدرة على إدارة إنتاج المحاصيل الأساسية من خلال الممارسات الزراعية المناسبة. ومن بين هذه المشاكل الرئيسية، تعتبر استراتيجيات المياه والمغذيات وحماية المحاصيل من بين أهم المشاكل التي يجب معالجتها. وهذه بدورها هي الأكثر إلحاحاً في بلدان مثل الهند، التي تضم 15% من سكان العالم الذين يعانون من نقص التغذية. من أجل استكشاف طريقة جديدة لمعالجة مثل هذه المشاكل، سنركز هنا على الآلية المحلية والنظامية لإدارة احتباس الماء والمغذيات وإطلاق الحماية للمحاصيل الأساسية عن طريق استخدام مركبات الهيدروجيل المعدلة (MHCs). على الرغم من وجود أدبيات غنية في هذا المجال، إلا أن منهجنا جديد لأنه يستكشف الإطلاق المتزامن للعديد من العناصر الغذائية الرئيسية داخل بيئة محلية وخاضعة للرقابة.
الهدف العام لهذا المشروع هو: تطوير أنظمة هيدروجيل تعتمد على كل من المولدات العضوية وغير العضوية، مع القدرة على تعزيز الإطلاق المتحكم فيه لمصادر المغذيات المتعددة (خاصة النترات والفوسفات). ومن أجل تحقيق هذا الهدف العام، ينقسم المشروع إلى مجموعة من حزم العمل (WP) لكل منها نتائج رئيسية. وهذه معا سوف تعالج الهدف العام للمشروع. تتضمن المنهجية اختيار أنظمة الجيلاتير للاستكشاف، والتشغيل الكيميائي للمجيلات العضوية، وأنظمة الهيدروجيل العضوية، والتشغيل الوظيفي للمجيلات المعدنية غير العضوية، وفحص حركية إطلاق المغذيات للفوسفات وفحص حركية إطلاق المغذيات المستجيبة للبيئة.
المنهجية
اختيار أنظمة الجيلاتي لاستكشافها
سنقوم بفحص أنظمة الجيلاتير المختلفة لإنتاج الهلاميات المائية. ستتضمن تحقيقاتنا العمل على المجيلات العضوية، خاصة تلك التي يتم التعرف عليها على أنها تحدث بشكل طبيعي ومذيبات هيدروجيلية منخفضة السمية مثل صمغ الغوار والجالان.
سنقوم أيضًا بفحص المواد الهلامية المعدنية أو غير العضوية، بما في ذلك هيدروجيل السيليكا والهيدروجيل؛ يعتمد على معدن اللابونيت الطيني الاصطناعي.
التسليمات: الاختيار المعقول لأنظمة الهيدروجيل التي سيتم استكشافها.
التشغيل الكيميائي للجيلات العضوية وأنظمة الهيدروجيل العضوية
هذه الأنظمة، التي تعتمد على صمغ الغوار أو الجيلان، لديها القدرة على تعديلها تساهميًا في وظائف الهيدروكسيل. سوف ندرس آليات القيام بذلك عن طريق مزيج من الفسفرة والتحلل المائي لتوفير وظائف الفوسفات الطرفية. سيتم إجراء الفسفرة باستخدام عوامل الفسفرة المعروفة مثل أميدو و/أو ثنائي أميدوفوسفات.
تحضير وتوصيف أنظمة الهيدروجيل العضوية الوظيفية.
تشغيل المثلجات المعدنية غير العضوية
تتمثل الجوانب الرئيسية للتشغيل في سياق المواد الهلامية المعدنية وغير العضوية مثل اللابونيت في استغلال التفاعلات الكهروستاتيكية الطبيعية بين جزيئات الطين لتغليف أملاح الفوسفات والنترات بين جزيئات الطين المكدسة. بالإضافة إلى ذلك، سوف نستكشف قدرة المواد المضافة ذات النشاط السطحي (مثل كبريتات دوديسيل الصوديوم) على تثبيت هذه الأملاح في بيئة الهيدروجيل.
التسليمات: إعداد وتوصيف أنظمة الهيدروجيل المعدنية الوظيفية.
فحص حركية إطلاق العناصر الغذائية للفوسفات
سيتم فحص حركية الإطلاق في مساحة مفاعل يتم التحكم فيها، باستخدام أحواض مياه ثابتة ومجاري مائية ديناميكية. سيتم تحقيق التحديد التحليلي للفوسفات باستخدام مزيج من التحليل الطيفي الكمي 31P-NMR وأيضًا عن طريق وضع علامات الفلورسنت على الفوسفات؛ كلا التقنيتين لهما حساسيات في نطاق جزء في المليون الفرعي. التسليمات: نطاق حركية إطلاق الفوسفات والنترات كدالة للخصائص البيئية والهيدروجيلية.
فحص حركية إطلاق المغذيات المستجيبة للبيئة
في حزمة العمل هذه، نلاحظ السلوك غير المعتاد لطين اللابونيت، حيث تتغير خصائص الهلام بمرور الوقت عندما تنظم جزيئات الطين نفسها. سوف ندرس كيف يمكن التحكم في بنية/لزوجة الهيدروجيل من خلال الظروف البيئية المحلية مثل التغيرات الفيزيائية والكيميائية في الرقم الهيدروجيني أو وجود مواد كيميائية يتم إطلاقها بواسطة هيدروجيل مركب ثانٍ (هلام الغار على سبيل المثال). التسليمات: إمكانية استخدام المحفزات البيئية البعيدة لإطلاق العناصر الغذائية من أنظمة الهيدروجيل.
المراجع
1. جي سالتيل، جي دبليو باودر، إس بالاكوفيتش. اعتماد الممارسات الزراعية المستدامة: الانتشار، وهيكل المزرعة، والربحية. علم الاجتماع الريفي (1994)، 59، 333-349.
2. آي بي أبرول وسونيتا سانجار. استدامة الزراعة الهندية – الزراعة المحافظة على الموارد هي الطريق إلى الأمام. العلوم الحالية (2006) 91، 1020-1025.
3. كيف يمكن للزراعة المستدامة في الهند أن تؤمن غذائها لمستقبلها.
4. إم. كاسانيلي، آي. نورتون، تي. ميلز. دور البنية المجهرية لصمغ الجيلان في آليات التجفيف بالتجميد والإماهة. الغرويات المائية الغذائية (2018) 75، 51-61.
5. روزيكا ب. وآخرون. مراقبة السوائل الفارغة والمواد الهلامية المتوازنة في الطين الغروي. نات. ماطر. (2011) 10، 56–60.
أقرب تاريخ لبدء هذا المشروع هو 1 أكتوبر 2020.