Szacuje się, że około 70 proc. światowego zużycia słodkiej wody trafia do rolnictwa. Oznacza to, że na obszarach, gdzie woda jest rzadsza, trudno jest hodować rośliny, dlatego naukowcy badają sposoby zwiększenia wydajności upraw.
Czytaj też: Fotosynteza zhakowana. To odkrycie może uratować ziemskie uprawy
Zespół uczonych z University of Texas w Austin opracował “inteligentną glebę”, która może utrzymywać rośliny lepiej nawodnione i odżywione, bez udziału człowieka. W testach drastycznie poprawiła wzrost upraw przy jednoczesnym zużyciu znacznie mniejszej ilości wody. Szczegóły opisano w czasopiśmie ACS Materials Letters.
Inteligentna gleba zadba o nasze rośliny
Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa podkreśla znaczenie poprawy efektywności nawadniania, przyjmowania technologii oszczędzających wodę i promowania upraw o mniejszym śladzie wodnym w celu zapewnienia zrównoważonej produkcji żywności i zarządzania zasobami wodnymi.
Czytaj też: Uprawy kawy arabiki są zagrożone. Wszystko przez jej geny
Tymczasem tradycyjne metody rolnicze, zwłaszcza nawadnianie i nawożenie, stają w obliczu poważnych wyzwań, w tym nieefektywnego wykorzystania wody i degradacji gleby środowiskowej. W miarę nasilania się zmian klimatycznych i coraz większego niedoboru zasobów wodnych potrzeba bardziej wydajnych i zrównoważonych praktyk nawadniania. Naukowcy z University of Texas znaleźli na to odpowiedź.
Gleba zyskała swój “inteligentny” przydomek dzięki obecności specjalnie opracowanego hydrożelu, który pochłania więcej pary wodnej z powietrza w ciągu nocy, a następnie uwalnia ją do korzeni roślin w ciągu dnia. Wprowadzenie chlorku wapnia do hydrożelu zapewnia również powolne uwalnianie tego niezbędnego składnika odżywczego.
Uczeni przetestowali swój wynalazek w warunkach laboratoryjnych, uprawiając rośliny w 10 gramach gleby, przy czym niektóre zawierały 0,1 g hydrożelu. Symulowano cykl dzień/noc, z 12 godzinami ciemności w temperaturze 25oC (i wilgotności względnej 60 lub 90 proc., a następnie 12 godzinami symulowanego światła słonecznego w temperaturze 35oC i wilgotności względnej 30 proc.
Rośliny hodowane w glebie hydrożelowej wykazały 138 proc. wzrost długości łodygi w porównaniu z grupą kontrolną. Co ważne, rośliny uprawiane w hydrożelu osiągnęły to, mimo że wymagały o 40 proc. mniej bezpośredniego podlewania.
Prof. Guihua Yu z University of Texas mówi:
Globalny niedobór wody w połączeniu ze wzrostem populacji ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo żywnościowe. Ta nowa klasa hydrożeli oferuje obiecujące rozwiązanie, aby sprostać pilnym potrzebom niedoboru wody i wydajnego wchłaniania składników odżywczych w nowoczesnym zrównoważonym rolnictwie.
W przyszłych pracach zespół planuje spróbować włączyć inne rodzaje nawozów i przeprowadzić dłuższe eksperymenty polowe.