Ingenieure der Universität von Texas haben eine neue Art von Boden geschaffen, der Wasser aus der Luft aufnehmen und an Pflanzen verteilen kann. Diese neue Bodenart könnte die Landkarte von Ackerland rund um den Globus erweitern. Laut der University of Texas kann es auch den landwirtschaftlichen Wasserverbrauch während sich verschlimmernder Dürren reduzieren.
Das von den Ingenieuren entwickelte „atmosphärische Wasserbewässerungssystem“ verwendet superfeuchtigkeitsabsorbierende Gele, um Wasser aus der Luft zu gewinnen. Wenn der Boden auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, geben die Gele Wasser ab und stellen es den Pflanzen zur Verfügung. Wenn der Boden Wasser verteilt, wird ein Teil davon wieder an die Luft abgegeben, wodurch die Feuchtigkeit erhöht und die Fortsetzung des Erntezyklus erleichtert wird.
„Die Fähigkeit, in Gebieten, in denen es schwierig ist, Bewässerungs- und Stromversorgungssysteme zu bauen, autonom Landwirtschaft zu betreiben, ist entscheidend, um die Pflanzenproduktion von der komplexen Wasserversorgungskette zu befreien, da die Ressourcen immer knapper werden“, sagte Guihua Yu, Assistenzprofessor für Materialwissenschaften an der Walker University. Maschinenbau Abteilung.
Jedes Gramm Erde kann ungefähr 3-4 Gramm Wasser entziehen. Je nach Anbau können etwa 0,1 bis 1 kg Erde genug Wasser liefern, um etwa einen Quadratmeter Ackerland zu bewässern, sagen die Ingenieure.
Gele im Boden entziehen der Luft in kühleren, feuchteren Nachtperioden Wasser. Die Sonnenwärme während des Tages aktiviert die wasserhaltigen Gele, um ihren Inhalt an die Erde abzugeben.
Ein Forscherteam führte Experimente auf dem Dach des Gebäudes des Cockrell Engineering Training Center an der UT Austin durch, um den Boden zu testen. Sie fanden heraus, dass Hydrogelerde in trockenen Gebieten Wasser besser halten konnte als sandige Böden und viel weniger Wasser benötigte, um Pflanzen anzubauen.
Während des vierwöchigen Experiments stellte das Team fest, dass der Boden etwa 40 % seines Wassergehalts zurückhielt. Im Gegensatz dazu verbleiben nach einer Woche nur noch 20 % des Wassers im Sandboden.
In einem anderen Experiment pflanzte ein Forscherteam Radieschen in beide Bodenarten. Alle Pflanzen in der Hydrogelerde überlebten die 14 Tage ohne jegliche Bewässerung. Radieschen in Sandboden wurden während der ersten vier Versuchstage mehrmals gegossen. Keiner der Radieschen im Sandboden überlebte länger als zwei Tage nach der anfänglichen Bewässerungsperiode.
„Der größte Teil des Bodens ist gut genug für das Pflanzenwachstum“, sagte Fei Zhao, ein promovierter Forscher in Yus Forschungsgruppe, der die Studie zusammen mit Xinyi Zhou und Panpan Zhang leitete. „Das Hauptproblem ist Wasser, also wollten wir einen Boden entwickeln, der Wasser aus der Umgebungsluft aufnehmen kann.“
Die Gewinnung von Wasser aus dem Boden ist die erste große Anwendung der Technologie, und ein Team von Wissenschaftlern arbeitet seit mehr als zwei Jahren daran.