研究發現沙子加塗一層豆油可成為農業塑料覆蓋物的綠色替代品
為了防止土壤中的水分蒸發,農民們通常會在作物植株周圍的地面上覆蓋一層聚乙烯塑料。不過很快就會有一種更環保的替代物,即大豆油包覆沙子的形式。當大多數人聽到”覆蓋物”這個詞時,他們想到的是樹皮屑或枯葉等有機材料。然而,經常使用的農用塑料布也是覆蓋物的一種形式,除了幫助保持土壤濕潤外,它還可以減少雜草的生長,防止水土流失,並通過創造一種地面溫室效應來提高土壤溫度。
不過和其他塑料製品一樣,板材的生產過程並不是一個很環保的過程。此外,一旦塑料覆蓋物出現裂縫和破損,通常只會被清除並傾倒在垃圾場。更重要的是,它的微小顆粒可能會殘留在土壤中,甚至有可能進入收穫的作物中。
在副教授Michael Nicholl的帶領下,拉斯維加斯內華達大學的科學家們開始開發一種更環保的替代方案,提供類似的保水性能。
他們首先將等量的沙子和大豆油結合起來,將混合物加熱約一小時,然後讓其冷卻。這個過程使油部分聚合,在每一粒沙子周圍形成一層塗層。最後將塗覆的沙子在水中清洗,然後讓其乾燥,從而去除多餘的油。
在實驗室測試中,將一層塗油砂放在PVC管垂直部分所包含的各種類型的土壤上,之後將土壤用水浸透。據觀察,水很容易通過沙子流到土壤中。然而,挑戰在於如何將液體保持在那裡。
“當水被施加到土壤表面時(雨水、灌溉),一些水會在毛細作用和重力的作用下向下滲透,”Nicholl解釋說。”施水結束後,土壤開始從頂部向下乾燥。隨著頂層表面變得更加干燥,毛細管作用將導致更深層和更濕潤的土壤中的水向上上升,在那裡它在表面蒸發並直接進入大氣。”
由於其疏水性(防水性)的特性,油塗層有助於防止這種情況發生–即使水仍然通過土壤向上游走,但基本上被沙子”反過來”,使其無法蒸發。總而言之,研究發現,與裸土的對照樣品相比,沙子覆蓋的土壤的蒸發水分損失高達96%。
“這些研究結果表明,油包砂有可能被開發成塑料薄膜覆蓋物的可持續替代品,”Nicholl說。
有關該研究的論文最近發表在《Vadose Zone Journal》上。