提高产量、减少污染的新型智能农业系统
发布时间：
2023-08-28 16:00
得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发了一种新的农业系统，旨在解决现代农业中最大的问题之一：过度使用化肥来提高作物产量，以及由此产生的污染世界空气和水的化学径流。
智能农业系统使用铜基水凝胶，该水凝胶捕获肥料径流中多余的硝酸盐废物，并将其转化为氨肥料中的关键元素，然后可以重复使用。在测试中，该系统能够与传统方法相匹配或提高作物产量，同时最大限度地减少对环境的影响。
科克雷尔工程学院沃克机械工程系和得克萨斯材料研究所的材料科学教授余桂华说：“我们设计了这个系统，并表明它可以种植相同或更多的作物，而不会过度使用氮，因为氮会污染地下水并导致有害的温室气体。”
这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明，铜基凝胶膜不仅能从硝酸盐废物中产生氨，还能感知土壤中的氮含量。这种检测能力有助于确定从土壤中排出硝酸盐的最佳时间，硝酸盐是一种对植物生长很重要但可能是污染物的氮化合物，可以转化为氨，防止其逃逸并污染周围环境。
作为该项目的一部分，研究人员与农业专家合作，将他们的工作与传统农业方法进行比较。与其他方法相比，智能农业系统生产的小麦和水稻植株长得更高，叶片更大，氮流失更少。
除了对环境的影响外，过量使用氮肥还会阻碍作物的生长，破坏其提高产量的目的。通过同时产生氨和监测氮水平，这项新技术通过帮助植物更有效地吸收和利用氮来改善作物生长。
这项研究建立在俞和他的团队之前的农业突破之上，包括创造自浇水土壤和生产尿素的创新方法，尿素是肥料中的另一个关键元素。研究人员的下一步将是将人工智能注入这个农业平台。通过这种做法，他们希望扩大他们可以种植的作物范围，并进一步扩大施肥作业。
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