Selvvandende jord kan ændre landbruget

En ny jordtype skabt af ingeniører ved University of Texas i Austin kan trække vand fra luften og distribuere det til planter, potentielt at udvide kortet over landbrugsjord rundt om i verden til tidligere ugæstfrie steder og reducere vandforbruget i landbruget på et tidspunkt med voksende tørke.

Som offentliggjort i ACS Materials Letters , holdets atmosfæriske vandvandingssystem bruger super-fugtabsorberende geler til at fange vand fra luften. Når jorden opvarmes til en bestemt temperatur, gelerne frigiver vandet, gør det tilgængeligt for planter. Når jorden fordeler vand, noget af det går tilbage i luften, øge luftfugtigheden og gøre det lettere at fortsætte høstcyklussen.

"At muliggøre fritstående landbrug i områder, hvor det er svært at opbygge kunstvanding og elsystemer, er afgørende for at befri afgrøden fra den komplekse vandforsyningskæde, efterhånden som ressourcerne bliver mere og mere knappe, "sagde Guihua Yu, lektor i materialevidenskab i Walker Department of Mechanical Engineering.

Hvert gram jord kan udtrække cirka 3-4 gram vand. Afhængigt af afgrøderne, ca. 0,1 til 1 kg jord kan give nok vand til at vande omkring en kvadratmeter landbrugsjord.

Gelerne i jorden trækker vand ud af luften under køligere, mere fugtige perioder om natten. Solvarme i løbet af dagen aktiverer de vandholdige geler til at frigive deres indhold i jord.

Teamet kørte eksperimenter på taget af Cockrell Schools Engineering Teaching Center -bygning i UT Austin for at teste jorden. De fandt ud af, at hydrogeljorden var i stand til at tilbageholde vand bedre end sandjord, der findes i tørre områder, og det havde brug for langt mindre vand for at dyrke planter.

Under et fire ugers forsøg, teamet fandt ud af, at dets jord beholdt cirka 40% af den vandmængde, det startede med. I modsætning, sandjorden havde kun 20% af vandet tilbage efter bare en uge.

I et andet forsøg, holdet plantede radiser i begge jordtyper. Radiserne i hydrogeljorden overlevede alle en 14-dages periode uden kunstvanding ud over en indledende runde for at sikre, at planterne tog fat. Radiser i sandjorden blev vandet flere gange i løbet af de første fire dage af forsøget. Ingen af ​​radiserne i sandjorden overlevede mere end to dage efter den første vandingsperiode.

"Det meste jord er godt nok til at understøtte væksten af ​​planter, "sagde Fei Zhao, en postdoktor i Yus forskningsgruppe, der ledede undersøgelsen med Xingyi Zhou og Panpan Zhang. "Det er vandet, der er hovedbegrænsningen, så derfor ønskede vi at udvikle en jord, der kan høste vand fra den omgivende luft. "

Den vandhøstende jord er den første store anvendelse af teknologi, som Yus gruppe har arbejdet med i mere end to år. Sidste år, teamet udviklede evnen til at bruge gel-polymer-hybridmaterialer, der fungerer som "supersvampe, "ekstrahering af store mængder vand fra den omgivende luft, rengøring og hurtigt frigivelse ved hjælp af solenergi.

Forskerne forestiller sig flere andre anvendelser af teknologien. Det kan potentielt bruges til afkøling af solpaneler og datacentre. Det kan udvide adgangen til drikkevand, enten gennem individuelle systemer til husstande eller større systemer til store grupper såsom arbejdere eller soldater.