一种新设计的土壤可以从空气中捕获水分，保持植物湿润，并控制肥料的释放，以持续供应养分。这种令人兴奋的智能土壤系统的基础是德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发的一种水凝胶材料。在实验中，与普通土壤相比，注入水凝胶的土壤可以长出更大、更健康的植物，同时消耗的水和肥料更少。

“这种新型凝胶技术可以减少农民频繁灌溉和施肥的需要，从而减轻农民的负担，”沃克机械工程系研究生、这项研究的负责人 Jungjoon Park 说道。“该技术还具有足够的通用性，可以在从干旱地区到温带地区的各种气候条件下使用。”

随着全球人口不断增长，农业用水占全球淡水消耗量的 70%，在某些发展中国家甚至高达 95% 。联合国粮食及农业组织强调提高灌溉效率、采用节水技术和推广低水足迹作物的重要性，以确保可持续的粮食生产和水资源管理。

图片来源：德克萨斯大学奥斯汀分校

与此同时，传统的农业方法，尤其是灌溉和施肥，面临着重大挑战，包括用水效率低下和土地环境退化。随着气候变化加剧和水资源日益稀缺，对更高效和可持续灌溉方法的需求从未如此迫切。

此外，传统的施肥技术往往导致营养物质过度暴露，降低营养物质的吸收效率，造成环境污染和可耕地退化。

“全球水资源短缺加上人口增长对粮食安全产生了直接影响，”科克雷尔工程学院沃克机械工程系和德克萨斯材料研究所材料科学教授余说。

“这种新型水凝胶为满足现代可持续农业中水资源短缺和高效养分吸收的迫切需求提供了一种有希望的解决方案。”

实验中，与普通土壤中的对照组相比，在水凝胶土壤中生根的植物茎长增加了 138%。改良土壤可节水约 40%，大大减少了频繁灌溉的需要，确保作物茁壮成长。

这项研究以之前关于水凝胶的发现为基础，水凝胶可以从大气中吸收水分，提高农业效率。这是余总使命的一部分，这一使命可以追溯到他的童年：让全世界人民都能获得清洁水。

这项研究主要针对钙基肥料。该项目将继续进行，研究人员的下一步行动包括整合不同类型的肥料和更长时间的田间试验。

与余和朴一起参与该项目的还有关伟新和雷楚新，他们也是材料科学与工程项目和德克萨斯材料研究所的研究生。