Đất thông minh có thể tự tưới nước và nuôi dưỡng

STNN - Một nghiên cứu vừa được công bố trên ACS Materials Letters cho biết một loại đất mới được thiết kế có thể hấp thụ nước từ không khí để giữ cho cây trồng đủ nước và kiểm soát việc giải phóng phân bón để cung cấp chất dinh dưỡng liên tục.

• Cần những ‘đầu tàu’ dẫn dắt nền nông nghiệp 5.0

Nền tảng của hệ thống đất thông minh này là vật liệu hydrogel do các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở Austin phát triển. Trong các thí nghiệm, đất được truyền hydrogel đã dẫn đến sự phát triển của những cây lớn hơn, khỏe mạnh hơn so với đất thông thường nhưng sử dụng ít nước và phân bón hơn.

"Công nghệ gel mới này có thể giảm gánh nặng cho nông dân bằng cách giảm nhu cầu tưới tiêu và bón phân thường xuyên. Công nghệ này cũng đủ linh hoạt để có thể áp dụng trên nhiều loại khí hậu khác nhau, từ vùng khô cằn đến vùng ôn đới". Jungjoon Park, một sinh viên sau đại học tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí Walker và là người đứng đầu nghiên cứu cho biết.

Ngày nay, nông nghiệp sử dụng 70% lượng nước ngọt toàn cầu và lên tới 95% ở một số nước đang phát triển trong khi dân số toàn cầu tiếp tục tăng. Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO) đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc cải thiện hiệu quả tưới tiêu, áp dụng các công nghệ tiết kiệm nước và thúc đẩy các loại cây trồng có lượng nước sử dụng ít hơn để đảm bảo sản xuất lương thực bền vững và quản lý tài nguyên nước.

Trong khi đó, các phương pháp canh tác truyền thống, đặc biệt là tưới tiêu và bón phân, phải đối mặt với những thách thức đáng kể, bao gồm việc sử dụng nước không hiệu quả và suy thoái đất đai do môi trường. Khi biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng và tài nguyên nước ngày càng khan hiếm, nhu cầu về các biện pháp tưới tiêu hiệu quả và bền vững hơn chưa bao giờ cấp thiết hơn thế. Ngoài ra, các kỹ thuật bón phân thông thường thường dẫn đến tình trạng tiếp xúc quá nhiều chất dinh dưỡng, làm giảm hiệu quả hấp thụ chất dinh dưỡng và gây ô nhiễm môi trường, cũng như suy thoái đất canh tác.

"Tình trạng thiếu nước toàn cầu cùng với dân số ngày càng tăng đã tác động ngay lập tức đến an ninh lương thực. Lớp hydrogel mới này cung cấp một giải pháp đầy hứa hẹn để đáp ứng nhu cầu cấp thiết về tình trạng thiếu nước và hấp thụ chất dinh dưỡng hiệu quả trong nền nông nghiệp bền vững hiện đại" - Yu, Giáo sư Khoa học vật liệu tại Khoa Kỹ thuật cơ khí Walker thuộc Trường Kỹ thuật Cockrell và Viện Vật liệu Texas cho biết.

Trong các thí nghiệm, cây trồng bám rễ trong đất hydrogel đã tăng 138% chiều dài thân so với nhóm đối chứng trong đất thông thường. Và đất biến đổi có thể tiết kiệm được khoảng 40% nước, giúp giảm đáng kể nhu cầu tưới tiêu thường xuyên và đảm bảo cây trồng phát triển mạnh mẽ.

Nghiên cứu này dựa trên những khám phá trước đây liên quan đến hydrogel có thể hút nước từ khí quyển và giúp canh tác hiệu quả hơn. Đây là một phần trong mong ước chung của Giáo sư Yu từ thời thơ ấu của anh: mở rộng khả năng tiếp cận nước sạch cho mọi người trên toàn cầu.

Công trình này chủ yếu tập trung vào phân bón gốc canxi. Dự án sẽ tiếp tục các bước tiếp theo của các nhà nghiên cứu bao gồm tích hợp các loại phân bón khác nhau và các thử nghiệm thực địa dài hơn.

Tham gia cùng Yu và Park trong dự án này là Weixin Guan và Chuxin Lei, những người cũng là sinh viên sau đại học trong chương trình khoa học và kỹ thuật vật liệu và Viện Vật liệu Texas.

Địa Minh (theo sciencedaily)