عجائب «الهيدروجيل».. تربة ذكية تغذي نفسها وتلتقط الماء من الهواء
نجح باحثون في جامعة تكساس في أوستن بتصميم نوع مبتكر من التربة التي تلتقط الماء من الهواء للحفاظ على رطوبة النباتات وإدارة الإطلاق المتحكم فيه للأسمدة للحصول على إمداد ثابت من المغذيات.
وقد أظهر هذا الابتكار، المدعوم بمادة هيدروجيل، نتائج واعدة في التجارب، مما أدى إلى نمو نباتات أكبر وأكثر صحة مع كمية أقل من المياه والأسمدة مقارنة بالتربة التقليدية.
وقال جونججون بارك، وهو طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية بجامعة تكساس وباحث رئيسي بالدراسة: "يمكن لتكنولوجيا الهيدروجيل الجديدة أن تقلل العبء الواقع على المزارعين من خلال تقليل الحاجة إلى الري والتسميد المتكرر، وهذه التكنولوجيا متعددة الاستخدامات أيضا، بما يكفي لاعتمادها في مجموعة واسعة من المناخات، من المناطق القاحلة إلى المناطق المعتدلة".
ونُشرت هذه الدراسة مؤخرًا في مجلة "إيه سي إس ماتريالز ليترز"، وهي تسلط الضوء على إمكانات هذه التربة المليئة بالهيدروجيل في إحداث ثورة في الزراعة.
ولأن الزراعة تمثل 70% من عمليات سحب المياه العذبة على مستوى العالم، وما يصل إلى 95% في بعض البلدان النامية، فإن هذا الابتكار من الممكن أن يحسن بشكل كبير كفاءة الري ويعزز الإنتاج الغذائي المستدام.
وتعالج تكنولوجيا التربة الجديدة التحديات الحاسمة في أساليب الزراعة التقليدية، مثل الاستخدام غير الفعال للمياه والتدهور البيئي.
ومع تزايد حدة تغير المناخ وندرة موارد المياه، أصبحت الحاجة إلى ممارسات ري فعالة أكثر إلحاحا من أي وقت مضى، بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تؤدي تقنيات التسميد التقليدية إلى التعرض المفرط للمغذيات، مما يسبب التلوث البيئي ويقلل من كفاءة امتصاص المغذيات.
ويقول البروفيسور جويهوا يو من قسم ووكر للهندسة الميكانيكية بكلية كوكريل للهندسة ومعهد تكساس للمواد: "ندرة المياه العالمية إلى جانب تزايد عدد السكان لهما تأثير مباشر على الأمن الغذائي، وتقدم هذه الفئة الجديدة من الهلاميات المائية حلا واعدا لتلبية الاحتياجات الملحة لندرة المياه وامتصاص العناصر الغذائية بكفاءة في الزراعة المستدامة الحديثة".
وأظهرت التجارب أن النباتات المتجذرة في التربة الهيدروجيلية شهدت زيادة بنسبة 138% في طول الساق مقارنة بتلك الموجودة في التربة العادية، وحققت التربة المعدلة توفيرا في المياه بنسبة 40% تقريبا، مما قلل بشكل كبير من الحاجة إلى الري المتكرر وضمن نموا قويا للمحاصيل.
ويعتمد هذا البحث على اكتشافات سابقة تتعلق بالهلاميات المائية التي يمكنها سحب الماء من الغلاف الجوي، مما يجعل الزراعة أكثر كفاءة.
وسيواصل الفريق البحثي عملهم من خلال دمج أنواع مختلفة من الأسمدة وإجراء اختبارات ميدانية أطول.
