靠人不如靠自己！土壤也能“自我灌溉”了

研究人员研发了一种可以进行“自我灌溉”的土壤，这种土壤能够提取空气中的水分并输送给作物。

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美国得克萨斯大学奥斯汀分校的工程师们“创造”了一种新型土壤，它可以从空气中提取水分并将其输送给作物。

这一发明不仅可以扩展全球可耕地范围，使过去相对贫瘠的土地也能得到充分利用，也能在如今干旱问题日益严重的形势下帮助减少农业用水。相关结果于当地时间11月2日发表于《美国化学学会材料简讯》。

这种可“捕水”、储水的土壤是Yu教授科研团队研究成果的首次重要应用。

Guihua Yu教授是沃克机械工程系材料科学副教授, 去年，他的团队研发了一种凝胶聚合物混合材料，其工作原理类似于“超级海绵”——从周围空气中提取大量水，将其净化，并吸收太阳能快速释放水分。

通过加入这种高吸水性凝胶，新型人造土壤也能够有效利用大气水资源。这种凝胶在夜间凉爽潮湿之时完成水分捕获工作，到了白天，土壤被阳光加热到一定温度，凝胶也随之被激活，并释放这些水分使其被植物充分利用。

而在此过程中，也有一部分水分会回归空气，增加环境湿度，从而促进土壤系统对水分的循环利用。每克新型土壤可提取约3-4克水，0.1-1公斤（根据作物种类变化）土壤提供的水分足以灌溉约一平方米的农田。

研究小组通过两组实验测试了新型土壤的功效。他们发现，与干旱地区的砂土相比，新型水凝胶土壤能够更好地维持水分，作物所需的灌溉用水也少得多。

在第一个为期四周的实验中，研究组比较了两种土壤的持水量。结果显示，新型土壤最终保留了大约40%的初始水量，相比之下，沙土在最后一周的持水量仅为20%。

在另一个实验中，研究小组分别在这两种土壤中种植萝卜。在首轮浇灌确保作物扎根后，水凝胶土壤中的萝卜在没有额外灌溉的情况下存活了14天；而沙土中的萝卜在试验前四天被多次灌溉，却依旧没能存活超过2天。

Yu教授评价道：“在难以建立灌溉系统及电力系统的地区，实现‘自给自足’的农业对于将农作物从复杂的水供应链中解放出来至关重要。”而这一最新发明也许能为上述地区带来重大转变。

编译：小贝

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《美国化学学会材料简讯》期刊编号：2639-4979

原文链接：

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201102162653.htm

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