ابتكر المهندسون في جامعة تكساس نوعًا جديدًا من التربة يمكنه سحب الماء من الهواء وتوزيعه على النباتات. وفقًا للجامعة ، يمكن لهذه التربة ذاتية الري أن تغير الزراعة.
يمكن لهذا النوع الجديد من التربة ذاتية الري أن يوسع خريطة الأرض الصالحة للزراعة حول العالم إلى أماكن غير مأهولة سابقًا. بحسب جامعة تكساس كما أنه يقلل من استخدام المياه في الزراعة في وقت يتزايد فيه الجفاف.
مواد هلامية فائقة الامتصاص للرطوبة
يستخدم "نظام الري بالماء الجوي" كما طوره المهندسون مواد هلامية فائقة الامتصاص للرطوبة لالتقاط الماء من الهواء. عندما يتم تسخين التربة إلى درجة حرارة معينة ، تطلق المواد الهلامية الماء ، مما يجعلها متاحة للنباتات. عندما تقوم التربة بتوزيع الماء ، يعود جزء منه إلى الهواء ، مما يزيد الرطوبة ويسهل مواصلة دورة الحصاد.
قال جويوا يو ، الأستاذ المساعد لعلوم المواد في جامعة ووكر بالجامعة: "إن تمكين الزراعة القائمة بذاتها في المناطق التي يصعب فيها بناء أنظمة الري والطاقة أمر بالغ الأهمية لتحرير زراعة المحاصيل من سلسلة إمدادات المياه المعقدة حيث تزداد ندرة الموارد". قسم الهندسة الميكانيكية.
3-4 جرام من الماء لكل جرام من التربة
يمكن لكل جرام من التربة استخراج ما يقرب من 3-4 جرام من الماء. وفقًا للمحاصيل ، يمكن لحوالي 0.1 إلى 1 كيلوغرام من التربة توفير ما يكفي من المياه لري حوالي متر مربع من الأراضي الزراعية ، كما يقول المهندسون.
المواد الهلامية الموجودة في التربة تسحب الماء من الهواء خلال فترات البرودة والرطوبة في الليل. تعمل الحرارة الشمسية أثناء النهار على تنشيط المواد الهلامية المحتوية على الماء لإطلاق محتوياتها في التربة.
التجارب
أجرى الفريق تجارب على سطح مبنى مركز تعليم الهندسة التابع لمدرسة Cockrell في UT Austin لاختبار التربة. ووجدوا أن تربة الهيدروجيل كانت قادرة على الاحتفاظ بالمياه بشكل أفضل من التربة الرملية الموجودة في المناطق الجافة ، وتحتاج إلى كمية أقل بكثير من المياه لزراعة النباتات.
خلال تجربة استمرت أربعة أسابيع ، وجد الفريق أن تربتها احتفظت بحوالي 40٪ من كمية المياه التي بدأت بها. في المقابل ، لم يتبق سوى 20٪ من المياه في التربة الرملية بعد أسبوع واحد فقط.
فجل
في تجربة أخرى ، زرع الفريق الفجل في نوعي التربة. نجت جميع الفجل في تربة الهيدروجيل لمدة 14 يومًا دون أي ري بعد الجولة الأولية للتأكد من تماسك النباتات. تم ري الفجل في التربة الرملية عدة مرات خلال الأيام الأربعة الأولى من التجربة. لم ينج أي من الفجل في التربة الرملية أكثر من يومين بعد فترة الري الأولية.
قال فاي تشاو ، باحث ما بعد الدكتوراه في مجموعة يو البحثية الذي قاد الدراسة مع Xingyi Zhou و Panpan Zhang: "معظم التربة جيدة بما يكفي لدعم نمو النباتات". "المياه هي العائق الرئيسي ، ولهذا أردنا تطوير تربة يمكنها حصاد المياه من الهواء المحيط."
تربة حصاد المياه هي أول تطبيق كبير للتكنولوجيا تعمل عليه مجموعة يو لأكثر من عامين.
