Новая система земледелия, разработанная исследователями Техасского университета в Остине, направлена на решение одной из самых больших проблем современного сельского хозяйства: чрезмерного использования минеральных удобрений и возникающих в результате химических стоков, загрязняющих воздух и воду.
В системе умного земледелия, предложенной исследователями Техасского университета в Остине, используется гидрогель на основе меди, который улавливает избыточные отходы нитратов из стоков удобрений и превращает их в аммиак – важнейший элемент в удобрениях - который затем можно применять повторно, говорится в релизе образовательной организации.
Предоставлено Техасским университетом в Остине.
В ходе испытаний система показала возможность добиться соответствия и даже увеличения урожайности к традиционным контрольным методам внесения удобрений, но при этом минимизировать воздействие на окружающую среду.
«Мы разработали эту систему и показали, что возможно выращивать такое же или большее количество урожая без чрезмерного использования азота, который может загрязнять грунтовые воды и приводить к выбросам вредных парниковых газов», — сказал Гуйхуа Ю, профессор материаловедения на кафедре Уокера Инженерной школы Кокрелла Техасского университета.
В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, подчеркивается, что гелевая пленка на основе меди не только производит аммиак из нитратных отходов, но также определяет уровень азота в почве. Способность мониторинга помогает определить оптимальное время для удаления нитрата, соединения азота, которое важно для роста растений, но может быть загрязнителем, из почвы для преобразования в аммиак, предотвращая его утечку и загрязнение окружающей среды.
В рамках проекта исследователи работали с экспертами в области сельского хозяйства по сравнению своей системы и обычного подхода к выращиванию пшеницы и риса. На гидрогеле растения были выше, а листья крупнее. Благодаря одновременному производству аммиака и отслеживанию уровня азота эта новая технология улучшает рост сельскохозяйственных культур, помогая растениям поглощать и использовать азот более эффективно.
Предоставлено Техасским университетом в Остине.
Следующим шагом исследователей будет внедрение искусственного интеллекта в эту сельскохозяйственную платформу. Делая это, они стремятся расширить спектр культур, с которыми они могут работать, и еще больше увеличить масштабы операций по внесению удобрений.
Так называемое умное земледелие – актуальное направление в агронауке. Мировые лидеры пытаются решить, как производить достаточно продовольствия для населения мира, которое, как ожидается, увеличится более чем на 2 миллиарда человек к 2050 году, в условиях нехватки земли и необходимости минимизировать вредные выбросы.
(Источник, изображения и фото: University of Texas at Austin).