Genbrug af halm giver landmændene mulighed for at dyrke mere mad med mindre vand og gødning

En voksende befolkning har brug for mere mad.

Men de metoder, der bruges til at brødføde folk, som jord omdannet til landbrug og større brug af gødning, kan sænke biodiversiteten og bringe bæredygtigheden af ​​landbrugets økosystemer i fare. Når klimaet opvarmes, kunstvanding af afgrøder vil også blive mere udfordrende. Forskere leder efter bedre måder at brødføde planeten på.

Gang Chen, en professor i civil- og miljøteknik ved FAMU-FSU College of Engineering, undersøgt en mulig løsning, en der bruger halm fra afgrøder som ris, hvede, majs og andre for at skabe et værktøj, der vil hjælpe afgrøder med at bevare vand og næringsstoffer.

"Spild, enten fra industrien, landbrug eller boliger, kan være en potentiel ressource til noget andet, " sagde Chen. "Det er her, vores forskning skal fokuseres - at bevare vores værdifulde ressourcer og gøre vores samfund mere bæredygtige."

I forskning offentliggjort i Journal of Cleaner Production , Chen og tidligere kandidatstuderende Simeng Li forklarer, hvordan halm, der er tilbage fra forarbejdning af afgrøder, kan laves til hydrogeler - molekyler, der kan absorbere store mængder vand såvel som gødning, slip dem derefter langsomt efter behov for afgrøder.

Eksisterende hydrogeler, der anvendes i landbruget, er typisk fremstillet af olieprodukter. De kan være dyre, giftig og har svært ved at nedbryde. Men halmen tilovers fra forarbejdning af forskellige afgrøder er rig på cellulose, som kan laves til hydrogeler, der er biologisk nedbrydelige og derfor mere miljøvenlige. Brug af landbrugsbiprodukter er en måde at få fordelene ved petroleumsbaserede hydrogeler uden deres ulemper, og det afleder disse afgrødebiprodukter fra lossepladser eller afbrænding, det er sådan, de typisk er disponeret.

Når de plantebaserede hydrogeler påføres landmændenes marker, deres absorptionsevner lader dem fungere som reservoirer til at indeholde overskydende vand og næringsstoffer, når marker vandes og gødes. Når vejret er tørt, de frigiver disse ressourcer til de planter, der har brug for det.

Chens analyse af tidligere laboratorie- og feltundersøgelser viste, at landmænd kan bruge langt mindre kunstvanding og gødning og opnå højere udbytter ved at bruge cellulosehydrogeler. De nøjagtige forbedringer afhænger af en række faktorer, men undersøgelsen fandt øgede udbytter fra 11 procent til 136 procent.

"At tage noget, der længe har været betragtet som et affaldsprodukt, og genbruge det tilbage til landbrugsøkonomien, kan gavne landmænd og miljø, " han sagde.

Chens forskning er et foreløbigt skridt til at forstå, hvordan dette værktøj kan gavne landbruget. Før denne metode kan anvendes i bred skala, mere forskning er nødvendig for bedre at forstå, hvordan disse produkter vil påvirke miljøet og folkesundheden. For at opskalere anvendelsen af ​​hydrogeler, der kommer fra landbrugsaffald, fremstillingsprocessen skal forbedres yderligere for at reducere omkostningerne og øge holdbarheden af ​​disse produkter.