Søde forbindelser hjælper med at holde på vandet i tør jord

Organisk materiale tilsat af planterødder og mikrober giver nærende slik til jorden. Bogstaveligt talt. Frigivet cellulært sukker styrker vand- og næringsstofretention, og vedligeholder den porøse jord, ifølge ny Cornell-forskning i Fremskridt inden for vandressourcer .

Forskere undersøgte beregningssimuleringer og udførte eksperimenter for at afdække virkningerne og adfærden af ​​glukose i lerjord, specifikt mineralske nanoporer. Arbejdet gravede i de kemiske processer, der fremmer velgørende vandlåse i jordens sprækker.

"Spørg enhver amatørgartner, hvis du har den rigtige blanding af organiske og mineraler, det er bedre for jorden, " sagde hovedforfatter Ludmilla Aristilde, adjunkt i biologisk og miljøteknik. "Økologiske stoffer og mineraler hjælper jorden med at holde på vandet og give mere porøsitet; det hjælper jorden med at ånde. Nu hvor vi ved, hvordan de kemiske og fysiske processer fungerer, vi kan udnytte disse fænomener til landbrugsmæssige fordele."

Planterødder og jordmikrober udskiller sukkerarter, der hjælper med at opretholde fugt omkring dem og igen hjælper dem med at klare tørre eller langvarige tørkeforhold. Hvad man ikke vidste var, hvordan den allestedsnærværende tilstedeværelse af simple organiske stoffer - som de udskilte sukkerarter - påvirkede jordens hydrodynamik.

"Tænk på jorden som en svamp, sagde Aristilde, hvem sagde, at svampe krymper og har meget små porer, når de er helt tørret op, gør dem svære at rekonstituere hurtigt ved genbefugtning. "På samme måde hvis en jord tørrer helt op, den resulterende udtørring kan føre til døden for gavnlige mikrober."

Aristilde og hendes elever fandt ud af, at glukose hjælper med at holde jorden fugtig ved kemisk at fange vandmolekyler og metalnæringsstoffer i nanoporerummet. Denne fangst gør det muligt for mineralet nanopore at forblive åbent og blive mere effektivt til at absorbere mere vand.

"Glucose holder porerummet tilgængeligt og levedygtigt for at opretholde fugt i jordens sprækker, ligesom en lille smule vand holder en svamp fugtig, " hun sagde.

Indtil nu vidste forskerne meget lidt om, hvordan organiske sukkerarter i jorden fungerede. Mens flere dynamiske kemiske interaktioner fandt sted, forskerne afslørede også, hvordan glukose øgede immobilisering af næringssalte i jorden, mens det forbedrede fugtretentionen.

Koblingsteori og eksperimentelle fund, undersøgelsen kastede lys over de molekylære-til-nanoskala-mekanismer, der kontrollerer indfangning af vandmolekyler i sukkerberigede lernanoporer.

Aristilde sagde:"Forståelse af, hvordan sukkerarter og relaterede molekyler påvirker hydrodynamik i jord, kan give yderligere indsigt i håndtering af vandretention i tørkeudsat jord."