美国德州大学奥斯汀分校最近开发一种新型的“智慧土壤”，有可能让农作物从周遭环境中自我汲取水分。一旦研发成熟，全球面对干旱、水源缺乏的园地将大为受益……

美国德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)研究人员近日在《ACS Materials Letters》期刊上发表了一项突破性研究，开发出一种创新的水凝胶材料（Hydrogel material），可大幅提高植物生长效率并减少用水量。这项研究不仅为农业领域带来了新的希望，也为全球日益严重的水资源短缺问题提供了潜在的解决方案。

美国德州大学开发一种水凝胶材料，可提高植物生长效率及减少用水量。

 

可助植物自行撷取水分

这种新型水凝胶“智慧土壤”能够帮助植物自行撷取水分，为传统灌溉提供了潜在的替代方案。

研究显示：添加了水凝胶的土壤中种植的萝卜植株茎长，增加了138％，同时用水量减少约40％。

这一惊人的结果不仅证明了水凝胶技术的有效性，也展示了其在提高农业生产效率，和节约水资源方面的巨大潜力。

研究首席科学家Jungjoon Park解释道，水凝胶的设计类似小型水库，能在凉爽的夜间吸收水分，并在白天缓慢释放。这使得植物即使在干旱条件下也能获得持续灌溉。

Park教授进一步阐述水凝胶的原理：“我们设计的水凝胶具有特殊的分子结构，能够在温度较低时吸收大量水分，而在温度升高时缓慢释放水分。这种温度响应特性与植物的生长周期完美匹配，确保植物在最需要水分的时候能够得到充足的供应。”此项技术的开发背景是美国多地农业正面临日益严重的干旱威胁。

研究员还要重复现场测试，以探索水凝胶是否能帮助植被重建。

 

美国因干旱年损失逾16亿

环保基金会(Environmental Defense Fund)报告指出，美国西部及中西部地区农业每年因干旱损失超过16亿美元。这一巨大的经济损失凸显了开发新型节水技术的迫切性。

水凝胶技术的应用不仅可以帮助农民减少经济损失，还能在保护环境和节约水资源方面发挥重要作用。

另一方面，马尼托巴大学(University of Manitoba)助理教授Inoka Amarakoon对此研究表示乐观，认为随着干旱频发及人口增长，这种水凝胶技术将变得越来越重要。

不过她也指出，该材料还需经过现场试验以评估其实际应用效果。Amarakoon教授强调：“虽然实验室结果令人振奋，但我们还需要考虑实际农田环境中的各种因素，如土壤类型、气候条件以及不同作物的特性等。只有经过全面的现场测试，我们才能确定这项技术在大规模农业生产中的可行性。”

水凝胶技术在节约水资源方面发挥重要作用。

 

德州大学在农业水凝胶应用领域已有丰富经验。去年，该校团队还开发出一款能捕捉化肥径流中多余硝酸盐的铜基水凝胶系统。

这表明水凝胶技术不仅可以用于节水，还可以在减少农业污染、保护水质方面发挥重要作用。这种多功能性使得水凝胶成为解决多项农业环境问题的潜在利器。

水凝胶技术前景广阔

除了农业应用，研究人员也在探索水凝胶技术在其他领域的潜在用途。例如，在城市绿化和景观设计中，水凝胶可以帮助减少公共绿地的灌溉需求，从而节约城市用水。在干旱地区的生态修复项目中，水凝胶也可能成为帮助植被重建的关键工具。

然而，尽管水凝胶技术前景广阔，研究人员也提醒需要关注它对环境的长期影响。

Park教授表示团队人员正在进行深入研究，以确保水凝胶在土壤中的长期使用不会对生态系统造成负面影响。他们的目标是开发出既高效又环保的解决方案。

随着研究的深入和技术的完善，水凝胶可能成为应对全球气候变化、保障粮食安全的重要工具之一。它不仅代表了农业科技的一大进步，也彰显了科学创新在解决人类面临的重大挑战中的关键作用。 ◆

整理■丽玲