一个研究团队开发出一种新型土壤，能够从空气中吸取水分。
它借助超强吸湿凝胶从空气中捕获水分，并将水分分配给植物。
这种自浇灌土壤有望扩大全球可耕种土地的版图，有助于应对粮食不安全问题。
研究人员报告称，一种新型土壤能够从空气中吸取水分，并将其输送给植物。
这种自浇灌土壤有望扩大全球可耕种土地的版图，使以往不适宜耕作的地区也能纳入其中，并减少农业用水，正值干旱日益加剧之际。
据报道，相关研究发表于ACS Materials Letters，该团队的大气集水灌溉系统利用超强吸湿凝胶从空气中捕获水分。当土壤被加热到一定温度时，凝胶会释放水分，使植物可以利用。土壤分配水分时，部分水分会回到空气中，增加湿度，从而使集水循环更容易持续下去。
“在难以建设灌溉和供电系统的地区实现独立耕种，对于在资源日益稀缺的情况下将农作物种植从复杂的水资源供应链中解放出来至关重要，”德克萨斯大学奥斯汀分校沃克机械工程系材料科学副教授俞贵华（Guihua Yu）说道。
每克土壤可提取约3至4克水。根据作物种类不同，约0.1至1千克（0.22至2.2磅）的土壤即可为约1平方米（10.76平方英尺）的农田提供足够的灌溉用水。
夜间气温较低、湿度较高时，土壤中的凝胶会从空气中吸取水分。白天，太阳热量会激活含水凝胶，使其将所含水分释放到土壤中。
该团队在德克萨斯大学奥斯汀分校考克雷尔工程学院工程教学中心大楼的屋顶上进行了实验，以测试这种自浇灌土壤。他们发现，水凝胶土壤的保水能力优于干旱地区常见的沙质土壤，而且培育植物所需的水量要少得多。
在为期四周的实验中，该团队发现，其土壤保留了约40%的初始水量。相比之下，沙质土壤仅过了一周，水分就只剩20%。
在另一项实验中，该团队在两种土壤中都种植了萝卜。水凝胶土壤中的萝卜在14天内全部存活，期间除了在最初浇水一次以确保植株扎根外，未再进行灌溉。沙质土壤中的萝卜在实验前四天内被多次浇水，但在最初的灌溉期之后，没有一株能存活超过两天。
“大多数土壤都足以支持植物生长，”俞贵华研究小组的博士后研究员赵飞（Fei Zhao）说道，他与周兴义（Xingyi Zhou）和张盼盼（Panpan Zhang）共同领导了这项研究。“水才是主要的限制因素，因此我们希望开发一种能够从周围空气中收集水分的土壤。”
这种集水土壤是俞贵华研究小组两年多来一直致力研发的技术所取得的首个重大应用。去年，该团队开发出一种能力，可利用如“超级海绵”般工作的凝胶-聚合物混合材料，从周围空气中大量提取水分，进行净化，并利用太阳能迅速释放水分。
研究人员设想了该技术的其他几种应用。它有可能用于冷却太阳能电池板和数据中心。它还可以扩大饮用水的获取渠道，既可以通过为家庭提供的独立系统实现，也可以通过为工人或士兵等大型群体提供的较大系统实现。
来源：德克萨斯大学奥斯汀分校
