Дослідження, опубліковане в журналі ACS Materials Letters, показує, як новітні розробки в галузі матеріалознавства сприяють збереженню води та оптимальному живленню рослин.
Дослідники з Техаського університету в Остіні створили “розумний ґрунт”, який забезпечує постійну вологість для рослин і контрольоване вивільнення добрив. Цей ґрунт не лише сприяє значному збільшенню врожайності, але й дозволяє використовувати на 40% менше води.
Основою технології є спеціально розроблений гідрогель, який додають до ґрунту. Гідрогель поглинає пари води з повітря вночі, а вдень, завдяки фазовому переходу в полімері, повільно віддає воду до коріння рослин. Для забезпечення рослин поживними речовинами дослідники включили в гідрогель хлорид кальцію, який вивільняється поступово, надаючи рослинам необхідні елементи живлення.
Ілюстрація принципу роботи технологій. Зображення: University of Texas at Austin
У лабораторних умовах розумний ґрунт продемонстрував вражаючі результати. У рамках експерименту рослини вирощувалися в 10 г ґрунту, деякі з яких містили 0,1 г гідрогелю. Цикли день/ніч моделювалися з 12 годинами темряви при 25°C та відносній вологості 60% або 90%, після чого слідували 12 годин імітованого сонячного світла при 35°C і вологості 30%. Рослини, які росли в ґрунті з гідрогелем, протягом 14 днів показали збільшення довжини стебла на 138% порівняно з контрольною групою, водночас використовуючи на 40% менше води для поливу.
Ураховуючи, що близько 70% світового споживання прісної води витрачається на сільське господарство, ця технологія може суттєво скоротити надмірну витрату води. Це особливо важливо для посушливих регіонів, які стикаються з дефіцитом водних ресурсів.