Una popolazione in crescita ha bisogno di più cibo.

Ma i metodi usati per nutrire le persone, come terreni convertiti all'agricoltura e un maggiore uso di fertilizzanti, può ridurre la biodiversità e compromettere la sostenibilità degli ecosistemi agricoli. Mentre il clima si riscalda, anche l'irrigazione delle colture diventerà più impegnativa. Gli scienziati stanno cercando modi migliori per nutrire il pianeta.

Gang Chen, un professore di ingegneria civile e ambientale presso il FAMU-FSU College of Engineering, esplorato una possibile soluzione, uno che usa paglia di colture come il riso, Grano, mais e altri per creare uno strumento che aiuti le colture a trattenere acqua e sostanze nutritive.

"Sciupare, sia dall'industria, agricoltura o abitazioni, può essere una potenziale risorsa per qualcos'altro, " Ha detto Chen. "È qui che la nostra ricerca dovrebbe concentrarsi:conservare le nostre preziose risorse e rendere le nostre società più sostenibili".

In una ricerca pubblicata su Journal of Cleaner Production , Chen e l'ex studente laureato Simeng Li spiegano come la paglia rimasta dalla lavorazione delle colture può essere trasformata in idrogel, molecole che possono assorbire grandi quantità di acqua e fertilizzanti, quindi rilasciarli lentamente in base alle esigenze delle colture.

Gli idrogel esistenti utilizzati in agricoltura sono generalmente costituiti da prodotti petroliferi. Possono essere costosi, tossici e hanno difficoltà a degradarsi. Ma la paglia avanzata dalle lavorazioni di vari raccolti è ricca di cellulosa, che possono essere trasformati in idrogel biodegradabili e quindi più rispettosi dell'ambiente. L'utilizzo di sottoprodotti agricoli è un modo per ottenere i benefici degli idrogel a base di petrolio senza i loro inconvenienti, e devia quei sottoprodotti delle colture dalle discariche o dagli incendi, che è il modo in cui vengono generalmente smaltiti.

Quando gli idrogel a base vegetale vengono applicati ai campi degli agricoltori, le loro capacità di assorbimento consentono loro di agire come serbatoi per trattenere l'acqua e le sostanze nutritive in eccesso quando i campi vengono annaffiati e fertilizzati. Quando il tempo è secco, rilasciano quelle risorse alle piante che ne hanno bisogno.

L'analisi di Chen di precedenti studi di laboratorio e sul campo ha mostrato che gli agricoltori possono utilizzare molto meno irrigazione e fertilizzanti e ottenere rese più elevate utilizzando idrogel di cellulosa. I miglioramenti esatti dipendono da una varietà di fattori, ma lo studio ha riscontrato un aumento dei rendimenti che vanno dall'11% al 136 percento.

"Prendere qualcosa che è stato a lungo considerato un prodotto di scarto e riciclarlo nell'economia agricola può portare benefici agli agricoltori e all'ambiente, " Egli ha detto.

La ricerca di Chen è un passo preliminare per capire come questo strumento può avvantaggiare l'agricoltura. Prima che questo metodo possa essere adottato su larga scala, sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere meglio come questi prodotti influenzeranno l'ambiente e la salute pubblica. Al fine di aumentare le applicazioni di idrogel che provengono da rifiuti agricoli, il processo di fabbricazione deve essere ulteriormente migliorato per ridurre i costi e aumentare la durata di questi prodotti.