Suelo inteligente: ¡Se riega y se alimenta solo!

Un nuevo tipo de suelo diseñado puede capturar el agua del aire para mantener las plantas hidratadas y controlar la liberación de fertilizante para un suministro constante de nutrientes.

El fundamento de este emocionante sistema de suelo inteligente es un material de hidrogel desarrollado por investigadores de la Universidad de Texas en Austin. En los experimentos, el suelo infundido con hidrogel condujo al crecimiento de plantas más grandes y saludables, en comparación con el suelo normal, todo mientras se usa menos agua y fertilizante.

“Esta nueva tecnología de gel puede reducir la carga de los agricultores al disminuir la necesidad de riego y fertilización frecuentes”, dijo Jungjoon Park, estudiante de posgrado en el departamento de ingeniería mecánica Walker y quien dirigió la investigación. “La tecnología también es lo suficientemente versátil como para ser adoptada en una amplia gama de climas, desde regiones áridas hasta áreas templadas”.

La investigación se publicó recientemente en ACS Materials Letters.

La agricultura actual representa el 70% de las extracciones mundiales de agua dulce y hasta el 95% en algunos países en desarrollo a medida que la población mundial sigue creciendo. La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación enfatiza la importancia de mejorar la eficiencia del riego, adoptar tecnologías de ahorro de agua y promover cultivos con menor huella hídrica para garantizar la producción de alimentos sostenible y la gestión de los recursos hídricos.

Mientras tanto, los métodos agrícolas tradicionales, especialmente el riego y la fertilización, enfrentan desafíos importantes, incluida la utilización ineficiente del agua y la degradación ambiental de la tierra. A medida que intensifica el cambio climático y los recursos hídricos se vuelven cada vez más escasos, la necesidad de prácticas de riego más eficientes y sostenibles nunca ha sido más urgente. Además, las técnicas de fertilización convencionales a menudo dan como resultado una exposición excesiva a los nutrientes, lo que reduce la eficiencia de la absorción de nutrientes y causa contaminación ambiental y degradación de las tierras cultivables.

“La escasez mundial de agua, junto con una población en crecimiento, tiene un impacto inmediato en la seguridad alimentaria”, dijo Yu, profesor de ciencia de los materiales en el Departamento de Ingeniería Mecánica Walker y el Instituto de Materiales de Texas de la Escuela de Ingeniería Cockrell. “Esta nueva clase de hidrogeles ofrece una solución prometedora para satisfacer las apremiantes necesidades de la escasez de agua y la absorción eficiente de nutrientes en la agricultura sostenible moderna”.

En los experimentos, las plantas enraizadas en el suelo de hidrogel vieron un aumento del 138% en la longitud del tallo en comparación con un grupo de control en suelo normal. Y el suelo modificado puede lograr aproximadamente un 40% de ahorro de agua, lo que reduce significativamente la necesidad de riego frecuente y asegura un desarrollo robusto de los cultivos. 

Esta investigación se basa en descubrimientos previos que involucran hidrogeles que pueden extraer agua de la atmósfera y hacer que la agricultura sea más eficiente. Es parte de la misión general de Yu que se remonta a su infancia: ampliar el acceso al agua limpia para las personas de todo el mundo.

Este trabajo se centró principalmente en los fertilizantes a base de calcio. El proyecto continuará y los próximos pasos de los investigadores incluyen integrar diferentes tipos de fertilizantes y pruebas de campo más largas. 

Se unen a Yu y Park en el proyecto Weixin Guan y Chuxin Lei, quienes también son estudiantes de posgrado en el programa de ciencia e ingeniería de materiales y el Instituto de Materiales de Texas.