给作物浇水和施肥,为不断变化的世界提供足够的食物,是农业面临的一大挑战。现在,德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家们开发了一种“智能土壤”,可以让植物更好地保持水分,并提供可控的营养物质释放。在测试中,它大大改善了作物生长,同时使用了更少的水。

据估计,世界上大约70%的淡水用于农业。这当然意味着,在水资源更为稀缺的地区,种植作物和养活人口可能会变得困难,因此科学家们正在研究提高效率的方法。

在早期工作的基础上,这项新研究标志着朝着这个方向迈出了一大步。由于添加了一种特殊配方的水凝胶,这种土壤获得了“智能”的绰号,这种水凝胶可以在夜间从空气中吸收更多的水蒸气,然后在白天将其释放到植物的根部。在水凝胶中加入氯化钙也能缓慢释放这种重要的营养物质。

该团队在实验室实验中测试了这种新型智能土壤,在10克土壤中种植植物,其中一些土壤含有0.1克水凝胶。模拟一个昼夜循环,在25°C(77°F)和60%或90%的相对湿度下,12小时的黑暗,然后在35°C(95°F)和30%的湿度下模拟12小时的阳光。

果不其然,与对照组相比,生长在水凝胶土壤中的植物的茎长增加了138%。重要的是,水凝胶种植的植物即使需要减少40%的直接浇水,也能实现这一目标。

该研究的通讯作者余桂华说:“全球水资源短缺加上人口增长对粮食安全产生了直接影响。这种新型水凝胶提供了一种很有前景的解决方案,可以满足现代可持续农业对水资源短缺和有效营养吸收的迫切需求。”

在未来的工作中,该团队计划尝试加入其他类型的肥料,并进行更长时间的实地试验。 

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