کشاورزی پایدار با خاک خود آبیار

کشاورزی پایدار با خاک خود آبیار

نوشته : خدایار عبدالهی

تحلیلگر اقتصادی

Khodayarabdollahi7@gmail.com

Guihua Yu، دانشیار علوم و مهندسی مواد دانشگاه تگزاس و تیمش یک خاک خودآبیاری را برای برداشت آب از هوا به عنوان یک منبع جدید آب شیرین برای آبیاری طراحی کردندکه می تواند آب را از هوا بکشد و آن را بین گیاهان توزیع کند.

خاکی منحصر به فرد توانایی بیرون کشیدن آب از هوا را دارد.

نوع جدیدی از خاک که از ژل های جاذب برای جذب مستقیم آب از هوا و توزیع آن در گیاهان استفاده می کند، توسط مهندسان دانشگاه تگزاس ساخته شده است.

ژل ها قطرات آب را از هوای خنک و مرطوب در شب جذب می کنند. سپس، زمانی که خاک توسط نور خورشید گرم می شود، ژل ها آب را آزاد می کنند و آن را در دسترس گیاهان قرار می دهند.

گوئیهوا یو، دانشیار علوم و مهندسی مواد در دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه، گفت: «سیستم‌های آبیاری کشاورزی فعلی بر زنجیره‌های تأمین آب و انرژی پیچیده متکی هستند که گران، ناخوشایند و برای مناطق دوردست غیرقابل دسترس هستند.»

این چالش‌ها ما را برانگیخت تا آب اتمسفر را که فراوان و گسترده در سراسر جهان است، کشف کنیم.»

یو گفت که آب جو می تواند بدون توجه به شرایط جغرافیایی یا آب و هوایی مورد استفاده قرار گیرد.

تیم او یک خاک خودآبیاری برای برداشت آب جوی به عنوان یک منبع جدید آب شیرین برای آبیاری طراحی کرد.

ژل‌های موجود در خاک، در دوره‌های خنک‌تر و مرطوب‌تر در شب، آب را از هوا جذب می‌کنند. گرمای خورشیدی در طول روز ژل های حاوی آب را فعال می کند تا محتویات آن ها را در خاک آزاد کند.

یو می گوید: ژل فوق جاذب رطوبت (ما SMAG نامیده می شود) ماده ای جامد، ژله مانند و نرم است. خاک خودآبیاری طراحی شده از ذرات ریز ژل و خاک شنی به طور یکنواخت مخلوط شده تشکیل شده است. اندازه و شکل ژل ها را می توان به راحتی بسته به نیاز انواع مختلف خاک تنظیم کرد.

این ژل از پلیمر حساس به دما تشکیل شده است که از توانایی خود در حفظ آب به رهاسازی آن در حدود 35 درجه سانتیگراد تغییر می کند. زمانی که دمای روز بالاتر از آن نقطه دمایی باشد، آب به خاک رها می شود.

یو گفت، دمایی که در آن آب در روز آزاد می شود را می توان برای سازگاری با محدوده دمایی وسیع تری تغییر داد.

در طی یک آزمایش چهار هفته ای، تیم دریافتند که خاک هیدروژل حدود 40 درصد از مقدار آبی را که جذب کرده بود حفظ می کند. در مقابل، خاک شنی در این مطالعه تنها پس از یک هفته تنها 20 درصد از آب آن باقی مانده بود.

در یک آزمایش جداگانه، تیم تربچه را در هر دو نوع خاک کاشت. تربچه های موجود در خاک هیدروژل(بدون آب) همگی یک دوره 14 روزه بدون آبیاری بیش از یک آبیاری اولیه برای اطمینان از استقرار گیاهان زنده ماندند. با این حال، تربچه در خاک شنی چندین بار در چهار روز اول آزمایش آبیاری شد. هیچ یک از تربچه های موجود در خاک شنی بیش از دو روز پس از دوره آبیاری اولیه دوام نیاوردند.

یو گفت که خاک های مخلوط شده با ژل ها می توانند تا زمانی که ژل ها در معرض هوای مرطوب شبانه قرار گیرند، از آب اتمسفر استفاده کنند. اندازه ژل ها را می توان با توجه به نیاز آب و انواع مختلف خاک تنظیم کرد تا تماس بهتر و ظرفیت نگهداری آب بهتر، نفوذپذیری و هوادهی خوب برای رشد بهتر گیاه داشته باشد.

وی گفت: نسبت وزن ژل و خاک شنی در خاک خودآبیاری حدود 1 به 3 است. مقدار ژل ها را می توان برای نیازهای مختلف آب با توجه به رطوبت محلی، دما، شدت خورشید و گیاهان مختلف تغییر داد.

خاک طراحی شده مطمئناً می تواند برای کاهش مصرف آب برای آبیاری کشاورزی و افزایش راندمان استفاده از آب استفاده شود. اما جذب آب ژل‌ها باید بیشتر شود تا نیاز آبی انواع مختلف محصولات در مکان‌های مختلف برآورده شود و امکان آبیاری آب جوی بدون تامین آب اضافی فراهم شود.

هزینه مواد شیمیایی برای مواد فعلی ما که در این خاک خودآبیاری دخیل هستند نسبتاً بالا است زیرا اجزای اصلی ژل از جمله پلیمر آبگیر (PPyCl) و پلیمر پاسخگو به حرارت (PNIPAM) هنوز نسبتاً گران هستند زیرا آنها فاقد سنتز و تولید در مقیاس تجاری هستند.

برای کاهش هزینه تولید باید از مواد اولیه کم هزینه استفاده شود. علاوه بر این، ساخت مواد و کاربرد کشاورزی هنوز در مرحله ارزیابی در مقیاس آزمایشگاهی است که برای در دسترس بودن تجاری در آینده نزدیک نیاز به توسعه بیشتری دارد.