Un nuevo tipo de suelo diseñado puede capturar agua del aire para mantener las plantas hidratadas y gestionar la liberación controlada de fertilizantes para un suministro constante de nutrientes.
por la Universidad de Texas en Austin
Este interesante sistema de suelo inteligente se sustenta en un material de hidrogel desarrollado por investigadores de la Universidad de Texas en Austin. En los experimentos, el suelo impregnado con hidrogel permitió el crecimiento de plantas más grandes y saludables, en comparación con el suelo normal, todo ello utilizando menos agua y fertilizantes.
«Esta nueva tecnología de gel puede reducir la carga de trabajo de los agricultores al disminuir la necesidad de riego y fertilización frecuentes», dijo Jungjoon Park, estudiante de posgrado del Departamento de Ingeniería Mecánica de Walker y quien dirigió la investigación. «La tecnología también es lo suficientemente versátil como para ser adoptada en una amplia gama de climas, desde regiones áridas hasta áreas templadas».
La investigación fue publicada recientemente en ACS Materials Letters .
En la actualidad, la agricultura representa el 70% de las extracciones de agua dulce del mundo y hasta el 95% en algunos países en desarrollo, a medida que nuestra población mundial sigue aumentando. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura destaca la importancia de mejorar la eficiencia del riego, adoptar tecnologías que ahorren agua y promover cultivos con una huella hídrica menor para garantizar la producción sostenible de alimentos y la gestión de los recursos hídricos.
Mientras tanto, los métodos agrícolas tradicionales, en especial el riego y la fertilización, enfrentan desafíos importantes, como el uso ineficiente del agua y la degradación ambiental de las tierras. A medida que el cambio climático se intensifica y los recursos hídricos se vuelven cada vez más escasos, la necesidad de prácticas de riego más eficientes y sostenibles nunca ha sido más urgente.
Además, las técnicas de fertilización convencionales a menudo resultan en una exposición excesiva a los nutrientes, lo que reduce la eficiencia de su absorción y causa contaminación ambiental y degradación de tierras cultivables.
«La escasez mundial de agua sumada al crecimiento de la población tiene un impacto inmediato en la seguridad alimentaria «, dijo Yu, profesor de ciencias de los materiales en el Departamento de Ingeniería Mecánica Walker de la Escuela de Ingeniería Cockrell y el Instituto de Materiales de Texas.
«Esta nueva clase de hidrogeles ofrece una solución prometedora para satisfacer las necesidades apremiantes de escasez de agua y absorción eficiente de nutrientes en la agricultura sostenible moderna».
En los experimentos, las plantas enraizadas en el suelo de hidrogel experimentaron un aumento del 138 % en la longitud del tallo en comparación con un grupo de control en suelo normal. Y el suelo modificado puede lograr un ahorro de agua de aproximadamente el 40 %, lo que reduce significativamente la necesidad de riego frecuente y garantiza un desarrollo robusto del cultivo.
Esta investigación se basa en descubrimientos previos relacionados con hidrogeles que pueden extraer agua de la atmósfera y hacer que la agricultura sea más eficiente . Es parte de la misión general de Yu que se remonta a su infancia: ampliar el acceso al agua potable a personas de todo el mundo.
Este trabajo se centró principalmente en fertilizantes a base de calcio. El proyecto continuará y los próximos pasos de los investigadores implican la integración de diferentes tipos de fertilizantes y pruebas de campo más prolongadas.
Junto a Yu y Park en el proyecto están Weixin Guan y Chuxin Lei, quienes también son estudiantes de posgrado en el programa de ciencia e ingeniería de materiales y del Instituto de Materiales de Texas.
Más información: Jungjoon Park et al, Auto-irrigación y liberación lenta de hidrogeles fertilizantes para una agricultura sostenible, ACS Materials Letters (2024). DOI: 10.1021/acsmaterialslett.4c01120
