کمبود آب شیرین و افزایش جمعیت، دو چالش بزرگ پیش روی بشریت هستند که امنیت غذایی را به طور جدی تهدید می‌کنند. در همین راستا، محققان دانشگاه تگزاس با ابداع “خاک هوشمند” نویدبخش تحولی بزرگ در صنعت کشاورزی هستند. این خاک نوآورانه با جذب و ذخیره رطوبت در طول شب و آزادسازی تدریجی آن در طول روز، نیاز آبی گیاهان را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و در عین حال، مواد مغذی را به طور موثرتر در اختیار آنها قرار می‌دهد.
خاک هوشمند چگونه عمل می‌کند؟
راز موفقیت خاک هوشمند در هیدروژل (آب ژل) خاص نهفته است که به فرمولاسیون آن اضافه شده است. این هیدروژل در طول شب مانند اسفنجی عمل می‌کند و بخار آب موجود در هوا را جذب می‌کند. در طول روز، این رطوبت ذخیره‌شده به آرامی به ریشه گیاهان منتقل می‌شود و نیاز آنها به آبیاری را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.
علاوه بر این، هیدروژل مورد استفاده در خاک هوشمند حاوی کلرید کلسیم است که به عنوان یک منبع مغذی ضروری برای گیاهان عمل می‌کند. این ترکیب به تدریج در خاک آزاد می‌شود و در دسترس ریشه گیاهان قرار می‌گیرد و به رشد بهتر و سالم‌تر آنها کمک می‌کند.
محققان دانشگاه تگزاس برای ارزیابی عملکرد خاک هوشمند، آزمایشاتی را در شرایط کنترل‌شده آزمایشگاهی انجام دادند. در این آزمایشات، گیاهان در دو نوع خاک کشت شدند: خاک معمولی و خاک حاوی هیدروژل. نتایج این آزمایشات شگفت‌انگیز بود:
- رشد 138 درصدی: گیاهانی که در خاک هوشمند کشت شده بودند، در مقایسه با گروه کنترل، 138 درصد افزایش طول ساقه را نشان دادند. این جهش چشمگیر در رشد، نشان‌دهنده پتانسیل فوق‌العاده این خاک نوآورانه برای افزایش بهره‌وری کشاورزی است.
- کاهش 40 درصدی مصرف آب: یکی از مزایای کلیدی خاک هوشمند، نیاز به آبیاری کمتر است. در این آزمایشات، گیاهانی که در خاک هوشمند کشت شده بودند، به 40 درصد آبیاری مستقیم کمتری در مقایسه با گروه کنترل نیاز داشتند. این امر نه تنها در صرفه جویی منابع آبی حیاتی نقش دارد، بلکه می‌تواند به کاهش هزینه‌های تولید در بخش کشاورزی نیز کمک کند.
با توجه به نتایج امیدوارکننده این تحقیقات، خاک هوشمند می‌تواند راه‌حلی نوین برای چالش‌های پیش روی کشاورزی در دنیای امروز باشد. این خاک با افزایش کارایی مصرف آب و مواد مغذی، می‌تواند به طور قابل توجهی به افزایش بهره‌وری و پایداری در بخش کشاورزی کمک کند.
محققان دانشگاه تگزاس در حال برنامه‌ریزی برای انجام آزمایشات طولانی‌مدت‌تر در شرایط واقعی مزرعه هستند تا اثربخشی و کارایی خاک هوشمند را در طول زمان به طور کامل ارزیابی کنند.
علاوه بر این، آنها در حال بررسی امکان افزودن انواع دیگر کودها به مخلوط هیدروژل هستند تا طیف وسیع‌تری از مواد مغذی را برای گیاهان فراهم کنند.
