Наука 18 июля 2024

Создана «умная почва», которая сама себя поливает и подкармливает

Почва улавливает воду из воздуха и контролирует высвобождение удобрений. Исследование опубликовано в журнале ACS Materials Letters.

Читайте «Хайтек» в

Исследователи Техасского университета в Остине разработали «умную почву», которая поддерживает влажность для роста растений и обеспечивает контролируемое высвобождение питательных веществ для правильного подкорма. В испытаниях ученые вырастили на 138% больше урожая, используя на 40% меньше воды.

Исследователи добавили в почву специально разработанный гидрогель. Этот материал поглощает пары воды из воздуха в течение ночи, а в течение дня в результате фазового перехода в полимере медленно высвобождает воду к корням растений. Для удобрения растений исследователи внедрили в гидрогель хлорид кальция. Необходимые питательные вещества также высвобождаются медленно, постоянно снабжая растения нужными элементами.

Иллюстрация принципа работы технологий. Изображение: University of Texas at Austin

Исследователи протестировали умную почву в лабораторных экспериментах. Они выращивали растения в 10 г почвы, некоторые из которых включали 0,1 г гидрогеля. Был смоделирован цикл день/ночь с 12 часами темноты при 25 °C и относительной влажности 60% или 90%, за которыми следовали 12 часов имитированного солнечного света при 35 °C и влажности 30%.

Растения, растущие в гидрогелевой почве, в течение 14 дней показали 138%-ное увеличение длины стебля по сравнению с контрольной группой. При этом свойства материала помогли на 40% сократить количество воды, необходимой для полива растений.

Около 70% мирового потребления пресной воды тратится в сельском хозяйстве. Новая технология поможет сократить избыточный расход воды, что особенно важно в засушливых регионах, которые сталкиваются с дефицитом воды.