Texas A&M Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: ACS Omega (2025). DOI: 10.1021/acsomega.5c03952

Amerikanın cənub-qərbində bir vaxtlar çiçəklənən Anasazi qəbiləsi bol miqdarda qarğıdalı, balqabaq və lobya ilə dolanırdı. Lakin eramızın 1276-cı ilində uzun və amansız quraqlıq kənd təsərrüfatını əlçatmaz hala gətirdi və onları yaşayış yerlərindən köçməyə məcbur etdi. Hətta fəlakətli quraqlıqlar belə keçmişin bəhrəsi deyil. Dəyişən hava şəraiti ilə quraqlıqların daha tez-tez və şiddətli olacağı və bununla da qlobal kənd təsərrüfatı sistemlərinə təsirini daha da artıracağı proqnozlaşdırılır.

Bu səyi dəstəkləmək üçün Texas A&M Universitetinin tədqiqatçıları qumu kimyəvi cəhətdən yüksək hidrofob materiala çevirməklə innovativ bir həll yolu hazırlayıblar. Köklərin bir az altındakı torpağa yeridildikdə, modifikasiya olunmuş qum torpağın tez qurumasının qarşısını alan hidrofob təbəqə əmələ gətirir.

Artie McFerrin Kimya Mühəndisliyi Kafedrasının professoru Dr. Mustafa Akbulut bildirib ki, “Son illərdə quraqlıq, xüsusən də yay aylarında temperaturun yüksəldiyi Texas kimi cənub ştatlarında daha böyük bir narahatlıq doğurur. Suyun ən vacib istifadə sahələrindən biri suvarmadır, ona görə də sudan istifadənin səmərəliliyini artırmaq üçün ağıllı idarəetmə strategiyalarına ehtiyacımız var. Hazırkı tədqiqatımız quru torpaqlarda suyun saxlanmasını artırmaq üçün modifikasiya olunmuş qumun tətbiqini araşdırır.”

İşin təfərrüatları ilə ACS Omega -da tanış olmaq olar .

Birləşmiş Millətlər Təşkilatının Fəlakət və Risklərin Azaldılması üzrə məlumatına görə, 2000-ci ildən bəri quraqlıqların sayı və müddəti 29% artıb. Bu gün mürəkkəb suvarma üsulları mövcud olsa da, quraqlıq suvarma suyunun mövcudluğuna ciddi təsir göstərə bilər. Artan temperatur buxarlanmanın artması ilə quraqlığı daha da artırır ki, bu da torpaq və su mənbələrini qurudur. Bu şəraitdə, xüsusən də məsaməli torpaqların su saxlama qabiliyyətini artırmaq zəruridir.

Texas A&M mühəndisləri tədqiqatlarında qumun səth kimyasını dəyişdirdilər. Hidrofob torpaq yaratmaq üçün onlar torpağın əsas tikinti materialı olan silisiumun təbii səth kimyasından istifadə etdilər. Silisium hissəcikləri yüksək reaktiv sahələr olan hidroksil qrupları ilə bol miqdarda zəngindir. Tədqiqatçılar silisiumdakı hidroksil qruplarını orqanosilan adlanan birləşmələrlə kimyəvi şəkildə bağlayaraq modifikasiya olunmuş, hidrofob qum yaratdılar.

Akbulut dedi: “Biz qumun səth kimyasını yalnız iki nanometrdən az, son dərəcə kiçik bir təbəqə istifadə etməklə dəyişdirdik. Kontekst baxımından, saçlarımız təxminən 10 mikrometrdir, yəni saçlarımızdan min dəfə nazikdir.”

Onlar adi üst torpağın altına qoyulan bu hidrofob qum təbəqəsinin suyun tez axmasının qarşısını alacağını və torpağın nəmi daha uzun müddət saxlamasına imkan verəcəyini əsaslandırdılar. Tədqiqatçılar hipotezlərini sınamaq üçün pomidor bitkilərinin yetişdirilməsi üçün tipik kənd təsərrüfatı şəraitini təqlid etməyə çalışdılar.

Plastik stəkanlarda alt təbəqələri adi qumla, üst təbəqələri isə quru torpaqla doldururdular. Bəzi stəkanlarda isə ən dibinə modifikasiya olunmuş qum əlavə olunurdu. Daha sonra hər stəkana pomidor toxumları səpilirdi. Tədqiqatçılar hər nümunəni gündəlik suvarır və suyun saxlanmasını və hidrofob qumun bitki böyüməsinə təsirini ölçmək üçün hər nümunədən qurudulmuş su yığırdılar.

Təhlillər zamanı onlar hidrofob torpaqlı nümunələrin nəzarət qrupu ilə müqayisədə suvarma suyunun daha az drenajına malik olduğunu aşkar etdilər. Onlar hidrofob qumun yaratdığı suyun artan saxlanması ilə pomidor fidanlarının böyüməsi arasında birbaşa müsbət korrelyasiya müşahidə etdilər. Xüsusilə, hidrofob qum yatağı ilə becərilən fidanlar, dəyişdirilməmiş torpaqda yetişdirilənlərlə müqayisədə təxminən iki dəfə çox böyümə göstərdi.

Akbulut dedi: “Metodumuzla, kök səviyyəsindən bir az aşağıda iki-üç düym qalınlığında torpaq təbəqəsini dəyişdirmək üçün inyeksiya sistemindən istifadə etməyi düşünürük. Kökaltı təbəqəni hədəf alaraq, kök zonasında torpaq kimyasındakı dəyişiklikləri minimuma endirərkən suyun saxlanmasını artıra bilərik. Modifikasiya edilmiş qumumuz kimyəvi cəhətdən sabitdir və inyeksiya texnologiyası hazırlandıqda minimal invaziv olacaq.”

Nəticədə, bu cür texnologiyaya ehtiyac, qida maddələrinin və suyun zəif saxlanması səbəbindən tez-tez suvarma və gübrələmə tələb edən qumlu torpaqlar kimi məsaməli torpaqlar üçün ən faydalı olacaq.

Daha çox məlumat: Yaşvant Arkot və digərləri, Quraqlığa davamlılıq üçün orqanosilanlaşdırılmış hidrofob qum: Suyun sızmasının azaldılması və məhsulun böyümə şərtlərinin yaxşılaşdırılması, ACS Omega (2025). DOI: 10.1021/acsomega.5c03952

Jurnal məlumatı: ACS Omega 

Texas A&M Universiteti tərəfindən təmin edilir