Il materiale organico aggiunto dalle radici delle piante e dai microbi fornisce caramelle nutrienti per il terreno. Letteralmente. Lo zucchero cellulare rilasciato fortifica l'acqua e la ritenzione dei nutrienti, e mantiene la terra porosa, secondo la nuova ricerca Cornell in Progressi nelle risorse idriche .

Gli scienziati hanno esaminato simulazioni computazionali e condotto esperimenti per svelare gli effetti e il comportamento del glucosio nel terreno argilloso, nanopori specificamente minerali. Il lavoro ha scavato nei processi chimici che promuovono intrappolamenti d'acqua benevoli nelle fessure del suolo.

"Chiedi a qualsiasi giardiniere dilettante, se hai il giusto mix di sostanze organiche e minerali, è meglio per il suolo, " ha detto l'autore principale Ludmilla Aristilde, assistente professore di ingegneria biologica e ambientale. "Le sostanze organiche e i minerali aiutano il suolo a trattenere l'acqua e forniscono più porosità; aiuta il suolo a respirare. Ora che sappiamo come funzionano i processi chimici e fisici, possiamo sfruttare questi fenomeni per benefici agricoli".

Le radici delle piante e i microbi del suolo secernono zuccheri che aiutano a mantenere l'umidità intorno a loro e, a loro volta, li aiutano a far fronte a condizioni di siccità secche o a lungo termine. Quello che non si sapeva era come la presenza onnipresente di semplici sostanze organiche – come gli zuccheri secreti – influenzasse l'idrodinamica del suolo.

"Pensa al suolo come a una spugna, " disse Aristilde, chi ha detto che le spugne si restringono e hanno pori molto piccoli quando sono completamente asciutte, rendendoli difficili da ricostituire rapidamente dopo essere stati nuovamente bagnati. "In un modo simile, se un terreno si secca completamente, la conseguente essiccazione può portare alla morte di microbi benefici".

Aristilde e i suoi studenti hanno scoperto che il glucosio aiuta a mantenere umido il terreno catturando chimicamente molecole d'acqua e sostanze nutritive metalliche nello spazio dei nanopori. Questo intrappolamento consente al nanoporo minerale di rimanere aperto e diventare più efficace nell'assorbire più acqua.

"Il glucosio mantiene lo spazio dei pori disponibile e vitale per sostenere l'umidità nelle fessure del suolo, proprio come un po' d'acqua mantiene umida una spugna, " lei disse.

Fino ad ora gli scienziati sapevano molto poco su come funzionassero gli zuccheri organici nel suolo. Mentre si sono verificate diverse interazioni chimiche dinamiche, i ricercatori hanno anche rivelato come il glucosio abbia aumentato l'immobilizzazione dei sali nutritivi nel terreno, mentre ha migliorato la ritenzione di umidità.

Teoria dell'accoppiamento e risultati sperimentali, lo studio ha fatto luce sui meccanismi da molecolare a nanoscala che controllano l'intrappolamento delle molecole d'acqua nei nanopori di argilla arricchita di zucchero.

Ha detto Aristilde:"Capire come gli zuccheri e le molecole correlate influenzano l'idrodinamica nei suoli può fornire ulteriori informazioni sulla gestione della ritenzione idrica nei suoli soggetti a siccità".