gần
văn hóa

Đất tự tưới có thể biến đổi nông nghiệp

Trích xuất nước từ không khí và phân phối lại cho cây trồng

Một loại đất mới được tạo ra bởi các kỹ sư từ trường đại học texas ở Austin có thể chiết xuất nước từ không khí và phân phối nó cho thực vật, điều này có thể mở rộng bản đồ đất canh tác trên thế giới tới những nơi khắc nghiệt trước đây và giảm sử dụng nước trong nông nghiệp trong thời đại hạn hán ngày càng tăng.

Cho phép nông nghiệp tự chủ

Như đã xuất bản trong Thư tài liệu ACS, hệ thống tưới khí quyển của nhóm nghiên cứu sử dụng gel siêu hấp thụ để lấy nước từ không khí. Khi đất được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định, các gel sẽ giải phóng nước, giúp cây có thể sống được. Khi đất phân phối nước, một phần nước sẽ quay trở lại không khí, làm tăng độ ẩm và giúp dễ dàng tiếp tục chu kỳ thu hoạch.

Tạo điều kiện cho nông nghiệp tự duy trì ở những nơi khó thiết lập hệ thống thủy lợi và năng lượng là điều cần thiết để giải phóng cây trồng khỏi chuỗi cung cấp nước phức tạp, vì tài nguyên ngày càng khan hiếm. Guihua Yu, phó giáo sư khoa học vật liệu tại khoa cơ khí của Walker cho biết.

Mỗi gam đất có thể chiết xuất khoảng 3 đến 4 gam nước. Tùy thuộc vào cây trồng, khoảng 0,1 đến 1 kg đất có thể cung cấp đủ nước để tưới cho khoảng một mét vuông đất trồng trọt.

Sương giá trong đất hút nước từ không khí vào những phần lạnh hơn, ẩm ướt hơn của đêm. Nhiệt mặt trời vào ban ngày kích hoạt các gel có chứa nước để giải phóng các chất bên trong của chúng vào đất.

Tại sao đất tự tưới?

Nhóm đã tiến hành các thí nghiệm trên mái của tòa nhà Trung tâm Giáo dục Kỹ thuật của Trường Cockrell tại UT Austin để kiểm tra đất. Họ phát hiện ra rằng đất hydrogel có thể giữ nước tốt hơn đất cát những khu vực khô hạn và cần ít nước hơn để phát triển cây trồng.

đọc :  Trồng rừng vào mùa hè

Trong một thử nghiệm kéo dài bốn tuần, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng đất của họ giữ lại khoảng 40% lượng nước ban đầu. Ngược lại, đất cát chỉ còn lại 20% lượng nước chỉ sau một tuần.

Trong một thí nghiệm khác, nhóm nghiên cứu đã trồng củ cải trên cả hai loại đất. Tất cả các củ cải trong đất hydrogel đều sống sót sau 14 ngày mà không cần tưới quá lượt đầu tiên để đảm bảo rằng cây sẽ bén rễ ở đó. Củ cải trên đất cát được tưới nhiều lần trong bốn ngày đầu tiên của thí nghiệm. Không có củ cải nào trên đất cát sống được quá hai ngày sau thời gian tưới ban đầu.

"Hầu hết các loại đất đủ tốt để hỗ trợ sự phát triển của cây trồng", Fei Zhao nói, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ trong Nhóm nghiên cứu Yu, người dẫn đầu nghiên cứu cùng với Xingyi Zhou và Panpan Zhang. "Nước là hạn chế chính, đó là lý do tại sao chúng tôi muốn phát triển một loại đất có thể lấy nước từ không khí xung quanh".

gel có trong đất, gel-polymer lai, Chiết xuất nước từ không khí, Tự tưới nước cho đất, nông nghiệp tự chủ
đất hydrogel có khả năng giữ nước tốt hơn đất cát

Một loại gel thủy lực có khả năng thu nước

Đất lấy nước là ứng dụng chính đầu tiên của công nghệ mà nhóm của Yu đã nghiên cứu trong hơn hai năm. Năm ngoái, nhóm nghiên cứu đã phát triển khả năng sử dụng vật liệu gel-polymer lai có chức năng như 'siêu bọt biển', chiết xuất một lượng lớn nước từ không khí xung quanh, làm sạch nó và nhanh chóng giải phóng nó. nhờ năng lượng mặt trời.

Nhóm nghiên cứu đã kết hợp các hydrogel có khả năng hút nước mạnh và có thể giải phóng nước khi đun nóng. Sự kết hợp độc đáo này đã được chứng minh thành công để hoạt động trong điều kiện thời tiết ẩm ướt và khô ráo và rất cần thiết để sản xuất nước uống sạch và an toàn từ không khí.

đọc :  Cắt tỉa, cắt tỉa, làm móng, cách cắt tỉa cành hoa đúng cách
hydrogel kết hợp hấp thụ mạnh nước và có thể giải phóng nó khi đun nóng.

Máy thu hoạch độ ẩm chạy bằng năng lượng mặt trời thu thập và lọc nước từ không khí

Bước đột phá này có thể được sử dụng trong các tình huống thiên tai, để ngăn chặn khủng hoảng nước hoặc ở các vùng nghèo đói và các nước đang phát triển. Tiếp cận nước uống vẫn là một trong những thách thức lớn mà nhân loại phải đối mặt. Bước đột phá này, được thực hiện bởi các kỹ sư tại Đại học Austin ở Texas, có thể đưa ra một giải pháp mới nhờ công nghệ năng lượng mặt trời này hấp thụ hơi ẩm từ không khí và thải ra dưới dạng nước sạch, có thể sử dụng được.

Với khoảng 50000 km khối nước trong khí quyển, hệ thống mới này có thể khai thác các nguồn dự trữ này và có khả năng dẫn đến các hệ thống lọc nhỏ, di động và rẻ tiền.

Tuy nhiên, cải tiến mới của nhóm nghiên cứu còn tiến thêm một bước nữa trong công việc này bằng cách sử dụng nước đã tồn tại trong khí quyển. Đối với hai công nghệ dựa trên hydrogel, Yu và nhóm nghiên cứu của ông đã phát triển một cách kết hợp các vật liệu có cả tính chất hút ẩm (hấp thụ nước) và tính ưa nước cảm ứng nhiệt (khả năng giải phóng nước bằng cách đun nóng đơn giản).

Công nghệ này có thể thay thế các thành phần cơ bản của hệ thống lọc nước sử dụng năng lượng mặt trời hiện có hoặc các công nghệ hút ẩm khác.

Các nhà nghiên cứu đang xem xét một số ứng dụng khác của công nghệ này. Nó có thể làm mát các tấm pin mặt trời và các trung tâm dữ liệu. Do đó, nó có thể mở rộng khả năng tiếp cận với nước uống, thông qua các hệ thống riêng lẻ cho các hộ gia đình hoặc thông qua các hệ thống lớn hơn cho các nhóm lớn như công nhân hoặc binh lính.

tags: Nông nghiệp / Growcông nghệ sinh họcTexas
Weed-master

Tác giả Weed-master

Người quản lý truyền thông và phát thanh viên Weed chuyên về cần sa hợp pháp. Bạn có biết họ nói gì không? kiên thức là sức mạnh. Hiểu khoa học đằng sau y học cần sa, đồng thời cập nhật các nghiên cứu, phương pháp điều trị và sản phẩm mới nhất liên quan đến sức khỏe. Luôn cập nhật những tin tức và ý tưởng mới nhất về hợp pháp hóa, luật pháp, các phong trào chính trị. Khám phá các mẹo, thủ thuật và hướng dẫn cách làm từ những người trồng cần sa dày dạn kinh nghiệm nhất trên hành tinh cũng như các nghiên cứu và phát hiện mới nhất từ ​​cộng đồng khoa học về phẩm chất y tế của cần sa.