Инженеры Техасского университета создали новый тип почвы, способной поглощать воду из воздуха и распределять ее по растениям. Этот новый тип почвы может расширить карту сельскохозяйственных угодий по всему земному шару. По данным Техасского университета, она способна также снизить потребление воды в сельском хозяйстве во время усиливающихся засух.
В «системе орошения атмосферной водой», разработанной инженерами, используются сверхвлагопоглощающие гели для захвата 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.
«Возможность автономного 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 Уокера, кафедра машиностроения.
Каждый грамм почвы может извлечь приблизительно 3-4 грамма воды. По словам инженеров, в зависимости от сельскохозяйственных культур примерно от 0,1 до 1 кг почвы может обеспечить достаточно воды для орошения примерно квадратного метра сельскохозяйственных угодий.
Гели в почве вытягивают воду из воздуха в более прохладные и влажные ночные периоды. Солнечное тепло в течение дня активирует водосодержащие гели, чтобы высвободить их содержимое в почву.
Команда исследователей провела эксперименты на крыше здания Инженерного учебного центра школы Кокрелла в UT Austin, чтобы проверить почву. Они обнаружили, что гидрогелевая почва способна удерживать воду лучше, чем песчаные почвы в засушливых районах, и ей требуется гораздо меньше воды для выращивания растений.
Во время четырехнедельного эксперимента команда обнаружила, что почва сохранила примерно 40% количества воды. Напротив, в песчаной почве уже через неделю осталось всего 20% воды.
В другом эксперименте команда исследователей посадила редис в оба типа почвы. Все растения в гидрогелевой почве выдержали 14-дневный период без какого-либо орошения. Редис в песчаной почве поливали несколько раз в течение первых четырех дней опыта. Ни один из редисов в песчаной почве не выжил более двух дней после начального периода полива.
«Большая часть почвы достаточно хороша для роста растений», — сказал Фей Чжао, исследователь с докторской степенью в исследовательской группе Ю, который руководил исследованием вместе с Синьи Чжоу и Панпан Чжаном. «Основным ограничением является вода, поэтому мы хотели разработать почву, которая может собирать воду из окружающего воздуха».
Сбор воды из почвы — это первое крупное применение технологии, над которой группа ученых работаетуже более двух лет.
