Новый тип почвы способен улавливать воду из воздуха, чтобы поддерживать водный баланс растений и контролировать высвобождение удобрений для постоянного снабжения питательными веществами. Исследование было опубликовано в журнале ACS Materials Letters.
В основе этой захватывающей интеллектуальной почвенной системы лежит гидрогелевый материал, разработанный исследователями Техасского университета в Остине. В ходе экспериментов почва, пропитанная гидрогелем, привела к росту более крупных и здоровых растений по сравнению с обычной почвой, при этом потребляя меньше воды и удобрений.
«Эта новая гелевая технология может снизить нагрузку на фермеров, уменьшая необходимость в частом орошении и внесении удобрений», — сказал руководитель исследования Чонджун Пак. «Технология также достаточно универсальна, чтобы ее можно было применять в широком диапазоне климатических условий — от засушливых регионов до умеренных зон».
На сельское хозяйство сегодня приходится порядка 70% мирового забора пресной воды и до 95% в некоторых развивающихся странах, поскольку наше глобальное население продолжает расти. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН подчеркивает важность повышения эффективности орошения, внедрения водосберегающих технологий и продвижения культур с меньшим водным следом для обеспечения устойчивого производства продовольствия и управления водными ресурсами.
Между тем, традиционные методы ведения сельского хозяйства, особенно орошение и удобрение, сталкиваются со значительными проблемами, включая неэффективное использование воды и экологическую деградацию земель. Поскольку изменение климата усиливается, а водные ресурсы становятся все более дефицитными, потребность в более эффективных и устойчивых методах орошения никогда не была более острой. Кроме того, традиционные методы удобрения часто приводят к чрезмерному воздействию питательных веществ, снижая эффективность усвоения питательных веществ и вызывая загрязнение окружающей среды и деградацию сельскохозяйственных земель.
«Глобальный дефицит воды в сочетании с ростом населения оказывает непосредственное влияние на продовольственную безопасность», — сказал профессор Ю из Техасского института материалов. «Этот новый класс гидрогелей предлагает многообещающее решение для удовлетворения насущных потребностей в дефиците воды и эффективном усвоении питательных веществ в современном устойчивом сельском хозяйстве».
В ходе экспериментов растения, укорененные в гидрогелевой почве, показали увеличение длины стебля на 138% по сравнению с контрольной группой в обычной почве. А модифицированная почва может обеспечить экономию воды примерно на 40%, значительно снижая потребность в частом поливе и обеспечивая устойчивое развитие урожая.
Это исследование основывается на предыдущих открытиях, связанных с гидрогелями, которые могут извлекать воду из атмосферы и делать сельское хозяйство более эффективным. Это часть общей миссии Ю, которая восходит к его детству : расширить доступ к чистой воде для людей по всему миру.
Эта работа в основном была сосредоточена на удобрениях на основе кальция. Проект будет продолжен, и следующие шаги исследователей включают интеграцию различных типов удобрений и более длительные полевые испытания.
