“Đất thông minh” có thể tự tưới nước và cung cấp chất dinh dưỡng
Một loại đất mới có thể thu nước từ không khí loãng để duy trì đủ nước cho cây và quản lý khả năng giải phóng phân bón theo cách có kiểm soát để cung cấp liên tục chất dinh dưỡng. Kết quả nghiên cứu đã được công bố gần đây trên tạp chí ACS Materials Letters.
Nền tảng của hệ thống đất thông minh là vật liệu hydrogel do các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở Austin tạo ra. Trong thí nghiệm, đất chứa hydrogel giúp cây sinh trưởng mạnh hơn so với đất thông thường, đồng thời sử dụng ít nước và phân bón hơn.
Jungjoon Park, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng: “Công nghệ gel mới có thể giảm bớt 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 áp dụng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau, từ vùng khô cằn đến vùng ôn đới".
Nông nghiệp hiện tiêu thụ 70% lượng nước ngọt trên toàn cầu và tại các nước đang phát triển, tỷ lệ này lên tới 95% khi dân số toàn cầu tiếp tục gia tăng. Tổ chức Nông, Lương Liên Hợp Quốc nhấn mạnh tầm quan trọng của việc cải thiện hiệu quả tưới tiêu, áp dụng các công nghệ tiết kiệm nước và đẩy mạnh triển khai các loại cây trồng sử dụng ít nước để đảm bảo sản xuất lương thực và quản lý tài nguyên nước bền vững.
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 to lớn như sử dụng nước không hiệu quả và suy thoái môi trường đất. Khi biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng và nguồn nước đang dần khan hiếm, nhu cầu về các biện pháp tưới tiêu hiệu quả và bền vững trở nên cấp thiết. Ngoài ra, các kỹ thuật bón phân thông thường thường dẫn đến phơi nhiễm quá mức chất dinh dưỡng, làm giảm hiệu quả hấp thu chất dinh dưỡng và gây ô nhiễm môi trường, cũng như suy thoái đất nông nghiệp.
Yu, giáo sư khoa học vật liệu và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Tình trạng khan hiếm nước trên toàn cầu cùng với dân số ngày càng tăng, gây tác động tức thì đến an ninh lương thực. Loại hydrogel mới cung cấp giải pháp triển vọng để đáp ứng nhu cầu cấp thiết về tình trạng khan hiếm nước và hấp thu chất dinh dưỡng hiệu quả trong nền nông nghiệp bền vững hiện đại".
Trong các thí nghiệm, cây trồng trong đất hydrogel có chiều dài thân tăng 138% so với nhóm đối chứng. Đất được biến đổi, có thể tiết kiệm khoảng 40% lượng nước, giảm đáng kể nhu cầu tưới tiêu thường xuyên và đảm bảo cây trồng sinh trưởng mạnh.
Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ kết hợp các loại phân bón khác nhau và thử nghiệm trên đồng ruộng trong thời gian dài hơn.
