Inżynierowie z University of Texas stworzyli nowy rodzaj gleby, która może absorbować wodę z powietrza i rozprowadzać ją do roślin. Ten nowy rodzaj gleby może rozszerzyć mapę gruntów rolnych na całym świecie. Według University of Texas może również zmniejszyć zużycie wody w rolnictwie podczas nasilających się susz.
Opracowany przez inżynierów „system nawadniania atmosferycznego” wykorzystuje żele pochłaniające wilgoć do przechwytywania wody z powietrza. Gdy gleba zostaje podgrzana do określonej temperatury, żele uwalniają wodę, udostępniając ją roślinom. Gdy gleba rozprowadza wodę, jej część jest uwalniana z powrotem do powietrza, zwiększając wilgotność i ułatwiając kontynuowanie cyklu zbiorów.
„Zdolność do samodzielnej uprawy na obszarach, na których trudno jest zbudować systemy nawadniania i zasilania, ma kluczowe znaczenie dla uwolnienia produkcji roślinnej ze złożonego łańcucha dostaw wody, ponieważ zasoby stają się coraz bardziej ograniczone” – powiedział Guihua Yu, adiunkt nauk o materiałach na Uniwersytecie Walkera. Wydział Inżynierii Mechanicznej.
Każdy gram gleby może wydobyć około 3-4 gramów wody. W zależności od upraw, około 0,1 do 1 kg gleby może zapewnić wystarczającą ilość wody do nawadniania około metra kwadratowego ziemi uprawnej, mówią inżynierowie.
Żele w glebie pobierają wodę z powietrza podczas chłodniejszych, wilgotniejszych nocy. Ciepło słoneczne w ciągu dnia aktywuje żele zawierające wodę, aby uwolnić ich zawartość do gleby.
Zespół naukowców przeprowadził eksperymenty na dachu budynku Cockrell Engineering Training Center w UT Austin, aby przetestować glebę. Odkryli, że gleba hydrożelowa była w stanie lepiej zatrzymywać wodę niż gleby piaszczyste na suchych obszarach i wymagała znacznie mniej wody do uprawy roślin.
Podczas czterotygodniowego eksperymentu zespół odkrył, że gleba zatrzymała około 40% swojej zawartości wody. Wręcz przeciwnie, po tygodniu w glebie piaszczystej pozostaje tylko 20% wody.
W innym eksperymencie zespół naukowców posadził rzodkiewki w obu rodzajach gleby. Wszystkie rośliny w glebie hydrożelowej przetrwały 14 dni bez nawadniania. Rzodkiewki w glebie piaszczystej były kilkakrotnie podlewane w ciągu pierwszych czterech dni doświadczenia. Żadna z rzodkiewek w glebie piaszczystej nie przetrwała dłużej niż dwa dni po początkowym okresie podlewania.
„Większość gleby jest wystarczająco dobra do wzrostu roślin” – powiedział Fei Zhao, doktorant z grupy badawczej Yu, który prowadził badania wraz z Xinyi Zhou i Panpan Zhang. „Głównym ograniczeniem jest woda, dlatego chcieliśmy opracować glebę, która może zbierać wodę z otaczającego powietrza”.
Pozyskiwanie wody z gleby to pierwsze duże zastosowanie tej technologii, a zespół naukowców pracuje nad tym od ponad dwóch lat.