Il terreno intelligente può annaffiare e nutrirsi da solo

17 luglio 2024

Questo articolo è stato esaminato secondo il processo editoriale e le politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo la credibilità del contenuto:

• verifica dei fatti
• fonte affidabile
• corretto in fase di revisione

presso l'Università del Texas a Austin

Un nuovo tipo di suolo, ingegnerizzato, può catturare l'acqua dall'aria per mantenere le piante idratate e gestire il rilascio controllato di fertilizzante per un costante apporto di nutrienti.

Alla base di questo eccitante sistema di suolo intelligente c'è un materiale idrogel sviluppato dai ricercatori dell'Università del Texas a Austin. Negli esperimenti, il suolo impregnato di idrogel ha portato alla crescita di piante più grandi e più sane, rispetto al suolo regolare, utilizzando meno acqua e fertilizzante.

'Questa nuova tecnologia di gel può ridurre il carico sui contadini diminuendo la necessità di irrigazione e fertilizzazione frequente,' ha detto Jungjoon Park, un dottorando nel Dipartimento di Ingegneria Meccanica e che ha guidato la ricerca. 'La tecnologia è anche sufficientemente versatile da poter essere adottata in una vasta gamma di climi, dalle regioni aride alle zone temperate.'

La ricerca è stata pubblicata di recente su ACS Materials Letters.

Oggi l'agricoltura rappresenta il 70% dei prelievi di acqua dolce a livello globale e fino al 95% in alcuni paesi in via di sviluppo, mentre la nostra popolazione globale continua a crescere. La FAO delle Nazioni Unite sottolinea l'importanza del miglioramento dell'efficienza dell'irrigazione, l'adozione di tecnologie risparmio d'acqua e la promozione di colture con minori impronte idriche per garantire una produzione alimentare sostenibile e la gestione delle risorse idriche.

Nel frattempo, i metodi di coltivazione tradizionali, specialmente irrigazione e fertilizzazione, affrontano significative sfide, tra cui un uso inefficiente dell'acqua e la degradazione ambientale del territorio. Con l'intensificarsi dei cambiamenti climatici e la crescente scarsità delle risorse idriche, la necessità di pratiche di irrigazione più efficienti e sostenibili non è mai stata così urgente.

Inoltre, le tecniche di fertilizzazione convenzionali spesso comportano un'eccessiva esposizione ai nutrienti, riducendo l'efficienza dell'assorbimento dei nutrienti e causando inquinamento ambientale e degradazione del territorio agricolo.

'La scarsità globale dell'acqua unita alla crescita della popolazione ha un impatto immediato sulla sicurezza alimentare,' ha detto Yu, professore di scienza dei materiali presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e presso l'Istituto dei Materiali del Texas della Cockrell School of Engineering.

'Questa nuova classe di idrogeli offre una promettente soluzione per soddisfare i bisogni urgenti di scarsità d'acqua e di efficace assorbimento di nutrienti nell'agricoltura sostenibile moderna.'

Negli esperimenti, le piante radicate nel suolo di idrogel hanno visto un aumento del 138% della lunghezza del fusto rispetto a un gruppo di controllo in suolo regolare. E il suolo modificato può ottenere un risparmio di circa il 40% di acqua, riducendo notevolmente la necessità di irrigazione frequente e garantendo uno sviluppo robusto delle colture.

Questa ricerca si basa su precedenti scoperte che coinvolgono gli idrogeli in grado di estrarre acqua dall'atmosfera e rendere più efficiente la coltivazione. Fa parte della missione complessiva di Yu che risale alla sua infanzia: ampliare l'accesso all'acqua pulita alle persone di tutto il mondo.

Questo lavoro si è principalmente concentrato sui fertilizzanti a base di calcio. Il progetto continuerà e i prossimi passi dei ricercatori coinvolgono l'integrazione di diversi tipi di fertilizzanti e test sul campo più lunghi.

Accanto a Yu e Park nel progetto ci sono Weixin Guan e Chuxin Lei, che sono anche dottorandi nel programma di scienza e ingegneria dei materiali e nell'Istituto dei Materiali del Texas.

Maggiori informazioni: Jungjoon Park et al, Idrogel per l'auto-irrigazione e rilascio lento di fertilizzanti per l'agricoltura sostenibile, ACS Materials Letters (2024). DOI: 10.1021/acsmaterialslett.4c01120

Fornito da Università del Texas a Austin