Инженеры Техасского университета создали новый тип почвы, которая может вытягивать воду из воздуха и распределять ее по растениям. По мнению университета, эта самополивающаяся почва может изменить сельское хозяйство.
Этот новый тип самополивающейся почвы может расширить карту сельскохозяйственных земель по всему миру за счет ранее негостеприимных мест. По данным Техасского университета это также сокращает водопотребление в сельском хозяйстве во время нарастающей засухи.
Гели с супервлагопоглощением
«Система атмосферного водного орошения», разработанная инженерами, использует супервпитывающие гели для улавливания воды из воздуха. Когда почва нагревается до определенной температуры, гели выделяют воду, делая ее доступной для растений. Когда почва распределяет воду, часть ее возвращается в воздух, повышая влажность и облегчая продолжение цикла сбора урожая.
«Обеспечение автономного ведения сельского хозяйства в районах, где трудно построить ирригационные и энергетические системы, имеет решающее значение для освобождения растениеводства от сложной цепочки водоснабжения, поскольку ресурсы становятся все более дефицитными», - сказал Гуйхуа Ю, доцент кафедры материаловедения в университете Уолкера Кафедра машиностроения.
3-4 грамма воды на грамм почвы
Из каждого грамма почвы можно извлечь примерно 3-4 грамма воды. По словам инженеров, в зависимости от посевов от 0.1 до 1 кг почвы может обеспечить достаточно воды для орошения около квадратного метра сельскохозяйственных угодий.
Гели в почве вытягивают воду из воздуха в более прохладные и влажные периоды ночью. Солнечное тепло в течение дня активирует содержащие воду гели, чтобы их содержимое попало в почву.
Эксперименты
Команда провела эксперименты на крыше здания инженерного учебного центра Кокрелловской школы в UT Остине, чтобы проверить почву. Они обнаружили, что гидрогелевая почва способна удерживать воду лучше, чем песчаные почвы, встречающиеся в засушливых районах, и для выращивания растений ей требуется гораздо меньше воды.
В ходе четырехнедельного эксперимента команда обнаружила, что почва удерживает примерно 40% воды, с которой она начинала. Напротив, в песчаной почве всего через неделю осталось только 20% воды.
Редис
В другом эксперименте команда посадила редис в оба типа почвы. Редис в гидрогелевой почве пережил 14-дневный период без какого-либо полива, кроме начального цикла, чтобы убедиться, что растения прижились. Редис в песчаной почве поливали несколько раз в течение первых четырех дней опыта. Ни одна из редис в песчаной почве не выжила более двух дней после начального периода полива.
«Большая часть почвы достаточно хороша, чтобы поддерживать рост растений», - сказал Фэй Чжао, научный сотрудник исследовательской группы Ю, который руководил исследованием с Синъи Чжоу и Панпан Чжан. «Основным ограничением является вода, поэтому мы хотели разработать почву, способную собирать воду из окружающего воздуха».
Почва для сбора воды - это первое крупное применение технологии, над которым группа Юй работает более двух лет.
