Paja de arroz apilada en un campo. Crédito:Wikimedia Commons
Una población en crecimiento necesita más alimentos.
Pero los métodos utilizados para alimentar a las personas, como tierras convertidas para la agricultura y mayor uso de fertilizantes, puede reducir la biodiversidad y poner en peligro la sostenibilidad de los ecosistemas agrícolas. A medida que el clima se calienta, el riego de cultivos también será más complicado. Los científicos buscan mejores formas de alimentar al planeta.
Gang Chen, profesor de ingeniería civil y ambiental en la Facultad de Ingeniería FAMU-FSU, exploró una posible solución, uno que usa paja de cultivos como el arroz, trigo, maíz y otros para crear una herramienta que ayude a los cultivos a retener agua y nutrientes.
"Desperdicio, ya sea de la industria, agricultura o hogares, puede ser un recurso potencial para otra cosa, ", Dijo Chen." Aquí es donde debe centrarse nuestra investigación:conservar nuestros valiosos recursos y hacer que nuestras sociedades sean más sostenibles ".
En una investigación publicada en el Revista de producción más limpia , Chen y el ex estudiante de posgrado Simeng Li explican cómo la paja que queda del procesamiento de cultivos se puede convertir en hidrogeles, moléculas que pueden absorber grandes cantidades de agua y fertilizantes. luego libérelos lentamente según lo necesiten los cultivos.
Los hidrogeles existentes que se utilizan en la agricultura se elaboran normalmente a partir de productos derivados del petróleo. Pueden ser costosos tóxico y tiene dificultad para degradarse. Pero la paja que sobra del procesamiento de varios cultivos es rica en celulosa, que se pueden convertir en hidrogeles que son biodegradables y, por lo tanto, más respetuosos con el medio ambiente. El uso de subproductos agrícolas es una forma de obtener los beneficios de los hidrogeles a base de petróleo sin sus inconvenientes. y desvía esos subproductos de los cultivos de los vertederos o la quema, que es como suelen eliminarse.
Cuando los hidrogeles de origen vegetal se aplican a los campos de los agricultores, sus capacidades de absorción les permiten actuar como reservorios para retener el exceso de agua y nutrientes cuando los campos se riegan y fertilizan. Cuando el clima es seco, entregan esos recursos a las plantas que los necesitan.
El análisis de Chen de estudios previos de laboratorio y de campo mostró que los agricultores pueden usar mucho menos riego y fertilizante y lograr mayores rendimientos mediante el uso de hidrogeles de celulosa. Las mejoras exactas dependen de una variedad de factores, pero el estudio encontró mayores rendimientos que oscilan entre el 11 por ciento y el 136 por ciento.
"Tomar algo que durante mucho tiempo se ha considerado un producto de desecho y reciclarlo en la economía agrícola puede beneficiar a los agricultores y al medio ambiente, " él dijo.
La investigación de Chen es un paso preliminar para comprender cómo esta herramienta puede beneficiar a la agricultura. Antes de que este método pueda adoptarse a gran escala, Se necesita más investigación para comprender mejor cómo estos productos afectarán el medio ambiente y la salud pública. Para ampliar las aplicaciones de hidrogeles que provienen de residuos agrícolas, el proceso de fabricación debe mejorarse aún más para reducir los costos y mejorar la durabilidad de estos productos.