Ingenieurs van de Universiteit van Texas hebben een nieuw type grond ontwikkeld dat water uit de lucht kan opnemen en naar planten kan verspreiden. Dit nieuwe bodemtype zou de kaart van landbouwgrond over de hele wereld kunnen uitbreiden. Volgens de Universiteit van Texas kan het ook het gebruik van landbouwwater verminderen tijdens erger wordende droogtes.
Het door de ingenieurs ontwikkelde "irrigatiesysteem voor atmosferisch water" maakt gebruik van supervochtabsorberende gels om water uit de lucht op te vangen. Wanneer de grond tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd, geven de gels water af, waardoor het beschikbaar komt voor planten. Terwijl de grond water verdeelt, komt een deel ervan terug in de lucht, waardoor het vocht toeneemt en het gemakkelijker wordt om de oogstcyclus voort te zetten.
"Het vermogen om autonoom te boeren in gebieden waar het moeilijk is om irrigatie- en energiesystemen te bouwen, is van cruciaal belang om de gewasproductie te bevrijden van de complexe watervoorzieningsketen, aangezien hulpbronnen steeds schaarser worden", zegt Guihua Yu, assistent-professor materiaalkunde aan de Walker University, Departement Werktuigkunde.
Elke gram aarde kan ongeveer 3-4 gram water onttrekken. Afhankelijk van de gewassen kan ongeveer 0,1 tot 1 kg grond voldoende water leveren om ongeveer een vierkante meter landbouwgrond te irrigeren, zeggen de ingenieurs.
Gels in de bodem onttrekken water uit de lucht tijdens koelere, nattere nachtelijke perioden. De hitte van de zon gedurende de dag activeert de waterhoudende gels om hun inhoud in de grond af te geven.
Een team van onderzoekers voerde experimenten uit op het dak van het Cockrell Engineering Training Center-gebouw aan de UT Austin om de bodem te testen. Ze ontdekten dat hydrogelgrond water beter vasthield dan zandgrond in droge gebieden en veel minder water nodig had om planten te laten groeien.
Tijdens het vier weken durende experiment ontdekte het team dat de grond ongeveer 40% van zijn watergehalte vasthield. Integendeel, na een week blijft slechts 20% van het water in zandgrond.
In een ander experiment plantte een team van onderzoekers radijs in beide grondsoorten. Alle planten in de hydrogelgrond overleefden de periode van 14 dagen zonder enige irrigatie. Radijsjes in zandgrond werden gedurende de eerste vier dagen van het experiment meerdere keren bewaterd. Geen van de radijsjes in de zandgrond overleefde meer dan twee dagen na de eerste gietbeurt.
"De meeste grond is goed genoeg voor plantengroei", zegt Fei Zhao, een PhD-onderzoeker in Yu's onderzoeksgroep, die samen met Xinyi Zhou en Panpan Zhang het onderzoek leidde. "De belangrijkste beperking is water, dus we wilden een bodem ontwikkelen die water uit de omringende lucht kan opvangen."
Het oogsten van water uit de bodem is de eerste grote toepassing van de technologie en een team van wetenschappers werkt er al meer dan twee jaar aan.