Полив и удобрение сельскохозяйственных культур для обеспечения достаточного количества продовольствия для меняющегося мира является серьезной проблемой в сельском хозяйстве. Теперь ученые из Техасского университета в Остине разработали «умную почву», которая может лучше поддерживать растения увлажненными и обеспечивать контролируемое высвобождение питательных веществ. В ходе испытаний она радикально улучшила рост урожая, используя при этом гораздо меньше воды.
Было подсчитано, что около 70% мирового потребления пресной воды идет на нужды сельского хозяйства. Это, конечно, означает, что в районах, где воды не хватает, выращивать урожай и кормить население может быть сложно, поэтому ученые изучают способы повышения эффективности.
Новое исследование, основанное на более ранних работах, знаменует собой хороший шаг в этом направлении. Почва получила свое «умное» прозвище благодаря добавлению специально разработанного гидрогеля, который поглощает больше водяного пара из воздуха в течение ночи, а затем высвобождает его к корням растений в течение дня. Включение хлорида кальция в гидрогель также обеспечивает медленное высвобождение этого жизненно важного питательного вещества.
Схема того, как гидрогель улучшает рост сельскохозяйственных культур Техасский университет в Остине
Команда протестировала новую умную почву в лабораторных экспериментах, выращивая растения в 10 граммах почвы, некоторые из которых содержали 0,1 г гидрогеля. Был смоделирован цикл день/ночь: 12 часов темноты при 25 °C (77 °F) и относительной влажности 60 или 90%, за которыми следовали 12 часов имитированного солнечного света при 35 °C (95 °F) и 30 °C. % влажности.
Действительно, у растений, растущих в гидрогелевой почве, длина стеблей увеличилась на 138% по сравнению с контрольной группой. Важно отметить, что растения, выращенные в гидрогеле, добились этого, хотя им требовалось на 40 % меньше прямого полива.
Партия культур, выращенных в лаборатории с использованием новой интеллектуальной почвы, наполненной гидрогелем. Техасский университет в Остине
“ глобальный дефицит воды в сочетании с растущим населением оказывает непосредственное влияние на продовольственную безопасность», — сказал Гуйхуа Юй, автор исследования. «Этот новый класс гидрогелей предлагает многообещающее решение для удовлетворения насущных потребностей нехватки воды и эффективного поглощения питательных веществ в современном устойчивом сельском хозяйстве».
В будущей работе команда планирует попробовать использовать другие типы удобрений, и проведение более длительных полевых экспериментов.
Исследование было опубликовано в журнале ACS Materials Letters.
