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Un sol hydrogel pour apporter eau et nutriments aux cultures
Des chercheurs ont développé un sol qui peut capter l'eau de l'air pour garder les cultures hydratées et gérer la libération contrôlée d'engrais pour un apport constant de nutriments.
Le rapport mondial des Nations Unies sur la mise en valeur des ressources en eau publié en février 2024 affirme que l’agriculture représente « environ 70 % des prélèvements mondiaux d’eau douce ». Alors que la population mondiale continue d’augmenter, la gestion de l’eau en agriculture devient un enjeu crucial. Pour améliorer l'efficacité de l'irrigation et économiser de l’eau, une équipe de chercheurs de l'université du Texas à Austin a mis au point un nouveau type de sol hydrogel. Leurs résultats ont été publiés le 3 juillet 2024 dans la revue ACS Materials Letters.
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La technologie développée par les chercheurs repose sur un matériau hydrogel « avec des chaînes polymères hygroscopiques interpénétrées par un réseau thermosensible », explique l’article publié dans ACS. Il améliore la croissance des plantes « grâce à un apport contrôlé mais autonome d'eau et de nutriments ». La nuit, l’hydrogel absorbe la vapeur d'eau présente dans l’air et la libère pendant la journée. Les chercheurs ont aussi incorporé du chlorure de calcium afin d’améliorer « les propriétés hygroscopiques et la libération contrôlée des nutriments ».
« Cette nouvelle classe d'hydrogels offre une solution prometteuse pour répondre aux besoins pressants de pénurie d'eau et d'absorption efficace des nutriments dans l'agriculture durable moderne », souligne Guihua Yu, professeur de science des matériaux à la Cockrell School of Engineering et à l'Institut des matériaux du Texas.
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Utiliser moins d'eau et d'engrais
Lors d'expériences, le sol infusé d'hydrogel a conduit à la croissance de plantes plus grandes et en meilleure santé que le sol ordinaire, tout en utilisant moins d'eau et d'engrais. Les plantes enracinées dans le sol hydrogel « ont vu la longueur de leur tige augmenter de 138 % par rapport à un groupe témoin dans un sol ordinaire », explique le communiqué publié le 16 juillet 2024 par l’université du Texas. Et le sol ainsi modifié peut permettre d'économiser « environ 40 % d'eau », réduisant « considérablement » le besoin d'irrigation et garantissant un bon développement des cultures.
« Cette nouvelle technologie de gel peut réduire le fardeau des agriculteurs en diminuant le besoin d'irrigation et de fertilisation fréquentes », déclare Jungjoon Park, diplômé du département de génie mécanique de Walker et directeur du projet. « La technologie est également suffisamment polyvalente pour être adoptée dans un large éventail de climats, des régions arides aux zones tempérées. »
Jusqu’à présent, ce projet s’est principalement concentré sur les engrais à base de calcium. Les chercheurs prévoient de poursuivre leurs travaux en intégrant différents types d’engrais avec des tests plus longs sur le terrain.