Selbstbewässerung und Düngung in einem: Hydrogel-Technologie macht Gärten smart
Die Hydrogel-Technologie revolutioniert die Selbstbewässerung: Sie sammelt Wasser aus der Luft und versorgt Pflanzen mit Feuchtigkeit.
Eine neuartige Hydrogel-Technologie könnte die Landwirtschaft durch Selbstbewässerung revolutionieren. © Unsplash
Eine neue Hydrogel-Technologie revolutioniert die Selbstbewässerung in Gärten, indem sie Feuchtigkeit direkt aus der Luft aufnimmt und an Pflanzen abgibt. Wissenschaftler haben das Hydrogel nun auch mit einem Langzeitdünger angereichert. Damit rückt die Vorstellung eines Gartens, der sich eigenständig bewässert und düngt, in greifbare Nähe. Laut Guihua Yu, Professor für Materialwissenschaften und Maschinenbau an der University of Texas, ist diese Kombination einzigartig, wie Anthropocene berichtet.
Die Forscher untersuchten, wie gut das neue Hydrogel in der Praxis funktioniert. Sie führten Experimente durch, bei denen sie Luft mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsniveaus, von 30 bis 90 Prozent, anreicherten. Unter hoher Luftfeuchtigkeit zeigten die Gele eine beeindruckende Leistung: Sie nahmen eine beträchtliche Menge Wasser auf und gaben es über einen Zeitraum von vier Stunden wieder ab, sobald die Temperaturen auf 40 °C stiegen.
Selbstbewässerung mit angereichertem Hydrogel
Ein weiterer Aspekt der Forschung konzentrierte sich auf die Düngerfreisetzung. Der im Gel verwendete Kalziumdünger verstärkte die Wasseraufnahme des Hydrogels, indem er sich im Wasser löste. Dies ermöglichte eine langsame und kontrollierte Abgabe des Düngers. Unter idealen Bedingungen, bei einer Luftfeuchtigkeit von 90 Prozent und weniger häufigen Bewässerungszyklen, wurde nach 16 Tagen nur 17 Prozent des Düngers an den Boden abgegeben. Bei häufigerer Bewässerung beschleunigte sich die Freisetzung, jedoch wurden selbst in diesen Fällen maximal 60 Prozent des Düngers innerhalb von 16 Tagen freigesetzt.
Dieses Ergebnis könnte helfen, die Überdüngung in der Landwirtschaft zu verringern, die oft zu Umweltverschmutzung führt. Die Forscher vermuten, dass der Mechanismus hinter dieser langsamen Freisetzung damit zusammenhängt, dass die Gele bei höheren Temperaturen von einem hydrophilen in einen hydrophoben Zustand übergehen. Dadurch schrumpfen die Gele, und die Poren, durch die der Dünger austritt, verkleinern sich, was den Prozess verlangsamt.
Hydrogel fördert das Pflanzenwachstum
In Experimenten mit Keimlingen von Radieschen zeigte sich, dass Pflanzen, die in mit Hydrogel angereicherter Erde wuchsen, größere Überlebenschancen hatten. Sie entwickelten längere Stängel und mehr Knospen im Vergleich zu Pflanzen in nährstoffarmen, sandigen Böden ohne Hydrogel. Unter Bedingungen mit mittlerer und hoher Luftfeuchtigkeit wuchsen die Stängel der Pflanzen mit Hydrogel um mehr als drei Zentimeter länger als die ihrer Vergleichspflanzen.
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Potenzial für die Landwirtschaft
Die Ergebnisse der Studie, die in der Fachzeitschrift ACS Materials Letters veröffentlicht wurde, eröffnen neue Möglichkeiten für die Anwendung von Hydrogelen in der Landwirtschaft. Sie könnten besonders in Regionen mit begrenzten Wasserressourcen von großem Nutzen sein. Laut Anthropocene ist das Potenzial für Hydrogelsysteme groß, besonders in ariden Landschaften. Die Technologie könnte eine doppelte Lösung bieten: Sie spart Wasser und reduziert gleichzeitig die Düngemittelbelastung.
Während noch weitere Forschung erforderlich ist, um die Einsatzmöglichkeiten von Hydrogelen im Feld zu testen, sind die bisherigen Ergebnisse vielversprechend. In Zukunft könnten diese Gele sogar aus kostengünstigen, biologisch abbaubaren Materialien hergestellt werden, so Yu.
Was du dir merken solltest:
- Eine innovative Hydrogel-Technologie verändert die Selbstbewässerung in Gärten, indem sie Wasser aus der Luft einfängt und es gezielt an die Pflanzen weiterleitet.
- Die Düngerverteilung wird durch das Hydrogel präzise gesteuert: Der Dünger wird langsam freigesetzt, was Überdüngung und Umweltbelastungen reduziert.
- Langfristige Vorteile der Hydrogele liegen in der Stärkung des Pflanzenwachstums, der Reduzierung des Wasserverbrauchs und der möglichen Anwendung in trockenen Regionen.
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