Wynaleziono inteligentną glebę. Sama się nawadnia, przechwytując wodę z powietrza

W tym artykule:

1. Rośliny sadzone na hydrożelu
2. Woda dla rolnictwa
3. Inne rozwiązania dla suchej Ziemi

Hydrożele ogrodowe to biały proszek, który mieszamy z ziemią przeznaczoną do doniczek. Po podlaniu substancja przechwytuje wodę i znacznie zwiększa swoją objętość. Gdy naszym roślinom brakuje wilgoci, hydrożel uwalnia wodę. Rozwiązanie idealne dla zapominalskich albo zapracowanych, którzy mają problemy z regularnym podlewaniem roślin.

Jednak hydrożele mogą być znacznie bardziej zaawansowane. O wynalezieniu nowego rodzaju hydrożeli donosi artykuł opublikowany w czasopiśmie „ACS Materials Letters”. Jego autorzy, zespół badaczy kierowany przez prof. Guihuę Yu z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin (UTA), opracowali „inteligentną glebę”. Tak określono ziemię z dodatkiem specjalnego, zaawansowanego hydrożelu.

Gleba ma dwie zaskakujące właściwości. Po pierwsze działa w cyklu dobowym: w nocy pozyskuje parę wodną z powietrza i ją magazynuje, zaś w dzień uwalnia wodę. Po drugie steruje dostarczaniem roślinom niezbędnych substancji odżywczych.

Rośliny sadzone na hydrożelu

Naukowcy sprawdzili działanie inteligentnej ziemi, przeprowadzając klasyczny eksperyment z hodowlą roślin. Przygotowali ziemię z nowym hydrożelem (szczegóły na jego temat nie zostały ujawnione, poza tym, że rolę nawozu spełniał chlorek wapnia) oraz bez niego. Dobrali temperaturę i wilgotność symulujące warunki panujące w nocy i w ciągu dnia, a także odpowiednie naświetlenie.

W tak przygotowanych inspektach została posadzona rzodkiewka. Naukowcy podlewali ją raz na trzy dni, przy czym rośliny rozwijające się w zwykłej glebie dostawały więcej wody. Po dwóch tygodniach porównano przyrosty. Łodyżki roślin rosnących na inteligentnej ziemi były aż o 138 proc. dłuższe. Przy czym oszczędność wody wynosiła 40 proc.

Woda dla rolnictwa

– Nowa technologia żelowa może odciążyć rolników, zmniejszając potrzebę częstego nawadniania i nawożenia – mówi Jungjoon Park, absolwent UTA, który kierował badaniami. – Jest również na tyle wszechstronna, że można ją stosować w różnych strefach klimatycznych, od regionów suchych po umiarkowane – dodał.

To o tyle istotne, że rolnictwo pochłania największe ilości słodkiej wody ze wszystkich branż. Średnia dla świata wynosi aż 70 proc. Jednak w niektórych krajach Azji i Afryki odsetek wody zużywanej w rolnictwie przekracza nawet 80 proc. Zważywszy na niedobory wody – stałe lub czasowe problemy z dostępem do niej ma aż dwie trzecie ludzkości – każde rozwiązanie redukujące zapotrzebowanie na H₂0 w rolnictwie jest na wagę złota.

– Globalny niedobór wody w połączeniu z rosnącą populacją ma bezpośredni wpływ na nasze bezpieczeństwo żywnościowe – podkreśla prof. Yu, współautor badań nad hydrożelami.

Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni

Czy można za jednym zamachem produkować elektryczność i czystą wodę? To właśnie robi nowy wynalazek saudyjskich uczonych.

Inne rozwiązania dla suchej Ziemi

Guihua Yu od dawna poszukuje rozwiązań, które wspomogłyby ludzi zmagających się z brakiem wody. Dwa lata temu jego zespół wynalazł żelową folię pozyskującą wodę nawet z bardzo suchego powietrza.

Porowata folia składała się z dwóch głównych składników. Jednym była guma konjac. Ta popularna substancja używana jako zagęszczacz żywności ma właściwości hydrofilowe, czyli przyciąga wodę. Inżynierowie dodali do niej reagującą na ciepło celulozę, która z kolei jest hydrofobowa (czyli wodę odpycha).

Naukowcy sprawdzili, że folia działała nawet tam, gdzie jest bardzo sucho. Przy wilgotności powietrza wynoszącej 15 proc. jeden jej kilogram produkował sześć litrów wody na dobę. Jeśli wilgotność powietrza była dwukrotnie większa – aż 13 litrów. Rozwiązanie było przeznaczone dla ludzi niemających stałego dostępu do wody pitnej. Szacowano, że po komercjalizacji koszt wyprodukowania kilograma takiej folii powinien wynosić dwa dolary.

Obecne badania bazują na rozwiązaniach opracowanych podczas prób uzyskania folii. Naukowcy chcą teraz eksperymentować z innymi rodzajami nawozów i przeprowadzić dłuższe eksperymenty z hodowlą roślin.

Źródła: Phys.org, ACS Materials Letters, ZPE

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com