Kendi Kendini Sulayan Toprak Tarıma Yeni Boyut Kazandırıyor
Fotoğraf: Araştırmacılar, bu minyatür serada kendi kendini sulayan toprak kullanarak turp ektiler ve dünyanın kuru bölgelerinde bulunan kumlu toprak ile karşılaştırdılar.
Austin’de, Teksas Üniversitesi’nde mühendisler tarafından bulunan yeni bir toprak çeşidi havadan suyu çekebiliyor ve bitkilere dağıtabiliyor, bu da potansiyel olarak işlenebilir arazi haritasını daha önce iklimsel olarak yaşanması zor yerlere genişletebilir ve büyüyen kuraklığı bir süre sonunda tarımda su kullanımını azaltabilir.
ACS Materials Letters’ta yayınlandığı üzere, ekibin atmosferik su sulama sistemi, havadan su çekmek için süper-nem-emici jeller kullanıyor. Toprak belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında, bitkilere uygulanabilir hale getirilerek, jeller suyu serbest bırakıyor. Toprak, suyu dağıttığında nemi arttırarak ve depolama döngüsüne devam etmek için daha kolaylaştırarak, bir kısmı havaya geri döner.
Walker Bölümü, Makine Mühendisliği’nde Malzeme Bilimi Doç. Dr. Guihua Yu “Sulamayı ve güç sistemlerini kurmanın zor olduğu alanlarda bağımsız tarıma olanak vermek, kaynak kıtlığının giderek arttığı kompleks su tedarik zincirinden, mahsul tarımı özgürleştirmek için kritik derecede önemlidir.” dedi.
Her gram toprak, yaklaşık 3-4 g su alır. Ekine bağlı olarak, yaklaşık olarak 0,1 ile 1 kg toprak, ekilebilir arazinin yaklaşık 1 metrekaresini sulamak için yeterli su sağlayabilir.
Topraktaki jeller, geceleri soğuma esnasında, daha nemli periyotlarda suyu havadan çeker. Gün boyunca güneş ısısı, su içeren jelleri, içerdiklerini toprağa bırakmaları için aktive eder.
Fotoğraf: Geceleri nemli periyotlarda soğuma esnasında, toprak havadan suyu çeker ve sonra gün boyunca güneş enerjisi tarafından aktive edildiğinde serbest bırakır.
Ekip, toprağı test etmek için Austin Teksas Üniversitesi’nde Cockrell Okulu’nun Mühendislik Öğretim Merkezi binasının çatısında deneyleri yaptı. Onlar kuru alanlarda, hidrojel toprağın kumlu toprağa göre suyu daha iyi muhafaza ettiğini ve bitkileri yetiştirmek için daha az suya ihtiyaç olduğunu keşfettiler.
Ekip, dört hafta süren bir deneyde, toprağın başlangıçtaki su miktarının yaklaşık %40 ını muhafaza ettiğini buldu. Kumlu toprağın ise yalnızca bir hafta sonra suyunun sadece %20 si kalmıştı.
Başka bir deneyde, ekip farklı toprak çeşitlerine turp ekti. Hidrojel topraktaki turpların hepsi, bitkilerin tutunduğundan emin olmak için ilk aşamadaki sulama haricinde 14 günlük bir zaman aralığında hiç sulanmadan yaşamayı sürdürdü. Kumlu topraktaki turplar, deneyin ilk dört günü boyunca birkaç kez sulandı. Kumlu topraktaki turplardan hiçbiri, başlangıçtaki sulama döneminden sonra 2 günden fazla hayatta kalmadı.
Xingyi Zhou ve Panpan Zhang ile çalışmaya liderlik eden Yu’nun araştırma grubundaki doktora sonrası çalışmalarına devam eden bir araştırmacı -Fei Zhao- “Birçok toprak bitkilerin yetişmesini sağlamak için iyidir, yeterlidir. Esas sınırlama sudur, bu yüzden ortamdaki havadan su toplayabilen bir toprak geliştirmek istedik.” dedi.
Su depolayan toprak, Yu’nun grubunun iki yıldan fazla çalıştığı teknolojinin ilk büyük uygulamasıdır. Geçen yıl ekip, ortamdaki havadan büyük miktarlarda su özütleyerek, temizleyerek, güneş enerjisini kullanıp hızlıca serbest bırakan “süper süngerler” gibi çalışan jel-polimer hibrit malzemeleri kullanmak için olanak sağladı.
Araştırmacılar, teknolojinin diğer farklı uygulamalarını tasavvur ediyorlar. Potansiyel olarak, güneş panellerinin ve veri merkezlerinin soğutması için kullanılabilir. Haneler için bireysel sistemler veya işçiler ya da asker gibi büyük gruplar için daha büyük sistemler aracılığıyla da içme suyuna erişimi genişletebilir
Kaynak : phys.org
