德克薩斯大學的工程師們創(chuàng)造出一種“新型土壤”，可以自動從空氣中汲取水分，并供給植物吸收。這種可自我灌溉的土壤可將可耕種土地的地圖擴展到以前不能耕種的地方。根據(jù)德克薩斯大學的研究團隊，在干旱日益嚴重的時候，這種創(chuàng)新可以減少農(nóng)業(yè)用水，或許會改變農(nóng)業(yè)。

工程師們開發(fā)的“可自我灌溉的土壤”使用超強吸濕性凝膠從空氣中吸收水分。當土壤被加熱到一定的溫度時，凝膠會釋放出水分，使植物可以利用。當土壤釋出水分時，一些水分會回流到空氣中，增加濕度，更容易繼續(xù)在空氣中循環(huán)。

德克薩斯大學機械工程系材料科學副教授余桂華表示：“隨著資源變得越來越稀缺，要在難以建立灌溉和電力系統(tǒng)的地區(qū)從事農(nóng)業(yè)，將農(nóng)作物種植從復雜的水資源供應問題中解放出來至關重要。”

研究結果顯示，根據(jù)作物的不同，每克土壤可以提取大約3-4克水，大約0.1到1公斤的土壤可以提供足夠灌溉大約一平方米農(nóng)田的水。在夜間更涼爽、更潮濕的時候，土壤中的凝膠會將空氣中的水分抽走；白天的太陽熱能激活含水的凝膠，使其水分釋放到土壤中。

研究小組在教學中心大樓的屋頂上進行了實驗，以測試土壤樣品。他們發(fā)現(xiàn)，與干旱地區(qū)發(fā)現(xiàn)的沙質土壤相比，含水凝膠的土壤能夠更好地保持水分，而且種植植物所需的水分要少得多。在為期四周的實驗中，研究小組發(fā)現(xiàn)，土壤保持了最初的40%左右的水量；相比之下，沙質土壤在僅僅一周后就只剩下20%的水分了。

在另一項實驗中，研究小組在這兩種土壤中都種植了蘿卜。除了最初的灌溉確保植物生存外，期間沒有任何灌溉，蘿卜在含有水凝膠土壤中存活了14天。沙土的對照組中，在實驗的前四天給沙土中的蘿卜澆了幾次水，然而沙土中的蘿卜在這之后都沒有存活超過2天。

含水凝膠的土壤在不同溫度下的反應，在中午時釋放出水汽

余桂華教授領導的研究團隊表示：“大多數(shù)土壤都能支持植物的生長，而水是主要的限制因素，所以我們團隊想開發(fā)一種可以從空氣中收集水分的土壤。”

這種“可自我灌溉的土壤”是余桂華教授團隊兩年多來一直致力于的第一項大型技術應用。根據(jù)余桂華教授的說法，凝膠的主要成分，包括吸水聚合物(聚吡咯)和對溫度敏感的聚合物仍然相對昂貴，因為它們還沒有商業(yè)化生產(chǎn)。然而，隨著工業(yè)規(guī)?；铣傻膶崿F(xiàn)，以及進一步優(yōu)化凝膠材料和制造工藝，這種凝膠未來或許可以商業(yè)化用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

可行的途徑包括，開發(fā)非常低成本的原材料可以降低生產(chǎn)成本；或者，簡化制造工藝可以使材料的生產(chǎn)更具可擴展性。這種凝膠的應用很簡單。余桂華教授說：“在種植農(nóng)作物時，這種凝膠很容易與任何普通土壤按一定比例混合，作為土壤增強劑。普通的農(nóng)用攪拌機就可以很好的完成工作，使凝膠在土壤中均勻分布。”

另外，測試表明，隨著時間的推移，這種凝膠不需要重新施用。至少一個多月的測試過程中，凝膠都可以很好地發(fā)揮作用。如果它們不會被細菌降解，那么就可以正常工作。

目前，這種凝膠已經(jīng)在蘿卜、豌豆和生菜等作物上進行了測試。研究團隊相信這些凝膠可以為農(nóng)作物的萌發(fā)和生長提供足夠的水分。通過進一步提高膠體的吸水量和調(diào)整土壤與膠體之間的比例，它可以用來灌溉不同類型和不同需水條件的作物。

自吸水土壤，會不會成為智能溫室新的灌溉方式呢？對于智能溫室的節(jié)水性特點會不會是更近一步的突破。