Para insinyur sedang mengembangkan tanah mandiri yang dapat mengubah pertanian

Tanah menarik air dari udara selama musim dingin, periode basah di malam hari dan kemudian melepaskannya saat diaktifkan oleh energi matahari di siang hari. Penulis: University of Texas di Austin

Jenis tanah baru, yang dibuat oleh para insinyur di University of Texas di Austin, dapat mengekstraksi air dari udara dan mendistribusikannya di antara tanaman, berpotensi memperluas peta tanah yang cocok untuk penanaman di seluruh dunia ke tempat-tempat yang sebelumnya tidak ramah sekaligus mengurangi penggunaan air di pertanian. tumbuh kekeringan.

Seperti yang dipublikasikan di Lembaran bahan ACS, Sistem irigasi air irigasi tim menggunakan gel yang menyerap kelembapan untuk menangkap air dari udara. Saat tanah dipanaskan hingga suhu tertentu, gel akan melepaskan air, sehingga dapat diakses oleh tanaman. Ketika tanah mendistribusikan air, sebagian darinya kembali ke udara, meningkatkan kelembapan dan memfasilitasi kelanjutan siklus pengumpulan.

“Dimasukkannya pertanian mandiri di daerah di mana sulit untuk menciptakan sistem irigasi dan energi sangat penting untuk membebaskan tanaman dari rantai pasokan air yang kompleks karena sumber daya menjadi semakin langka,” kata Guihua Yu, seorang profesor teknik mesin.

Setiap gram tanah bisa mendapatkan sekitar 3-4 gram air. Tergantung pada tanamannya, kira-kira 0,1 hingga 1 kilogram tanah dapat menyediakan cukup air untuk mengairi sekitar satu meter persegi lahan pertanian.

Gel di dalam tanah menarik air keluar dari udara selama musim dingin, musim basah di malam hari. Panas matahari di siang hari mengaktifkan gel yang mengandung air untuk melepaskan isinya ke dalam tanah.

Kebun menyiram taman tanah

Para peneliti menanam lobak di miniatur rumah kaca ini menggunakan tanah yang bisa disiram sendiri, dan membandingkannya dengan tanah berpasir yang ditemukan di daerah kering di dunia. Penulis: University of Texas di Austin

Tim melakukan eksperimen di atap gedung Pusat Pelatihan Teknik Sekolah Corella di Utah Austin untuk menguji tanah. Mereka menemukan bahwa tanah hidrogel mampu menahan air lebih baik daripada tanah berpasir di daerah kering, dan membutuhkan lebih sedikit air untuk menanam tanaman.

Selama percobaan empat minggu, tim menemukan bahwa tanah menahan sekitar 40% jumlah air yang dimulainya. Sebaliknya, hanya 20% air yang tersisa di tanah berpasir seminggu kemudian.

Dalam percobaan lain, tim menanam lobak di kedua jenis tanah. Lobak di tanah hidrogel bertahan selama periode 14 hari tanpa irigasi setelah putaran awal untuk memastikan tanaman berakar. Selama empat hari pertama percobaan, lobak di tanah berpasir diairi beberapa kali. Tidak ada lobak di tanah berpasir yang bertahan lebih dari dua hari setelah irigasi awal.

“Sebagian besar tanah cukup baik untuk mendukung pertumbuhan tanaman,” kata Fei Zhao, seorang mahasiswa doktoral di kelompok peneliti Yu yang memimpin penelitian bersama Xinji Zhou dan Panpang Zhang. “Air adalah pembatas utama, jadi kami ingin mengembangkan tanah yang mampu menampung air dari udara sekitarnya.”

Tanah untuk pengumpulan air adalah aplikasi besar pertama dari teknologi tersebut, yang telah dikerjakan oleh Group Yu selama lebih dari dua tahun. Tahun lalu, tim mengembangkan kemampuan untuk menggunakan bahan hibrida polimer-gel yang berfungsi sebagai “spons super”, mengekstraksi sejumlah besar air dari udara di sekitarnya, membersihkannya, dan dengan cepat melepaskannya menggunakan energi matahari.

Peneliti menyarankan beberapa aplikasi lain dari teknologi ini. Ini berpotensi digunakan untuk mendinginkan panel surya dan pusat data. Hal ini dapat memperluas akses air minum baik melalui sistem individu untuk rumah tangga atau melalui sistem besar untuk kelompok besar seperti pekerja atau tentara.

Bantuan: “Gel yang menyerap kelembapan untuk pertanian berkelanjutan dengan irigasi dengan air atmosfer,” Singi Zhou, Panpan Zhang, Fei Zhao dan Guihua Yu, 1 Oktober 2020, Lembaran bahan ACS.
DOI: 10.1021 / acsmaterialslett.0c00439

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.