«شن زنده»، بیابان‌ها را به زمین کشاورزی تبدیل می‌ کند

پژوهشگران با استفاده از باکتری‌ها و قارچ‌ها نوعی «شن زنده» ساخته‌اند که می‌تواند آب را مدت بیشتری حفظ کند و در آینده شرایط لازم را برای کشت محصولات کشاورزی در مناطق بیابانی فراهم کند.

سرویسمحیط زیستتک‌ناککشاورزی در امارات متحده عربی به دلیل اقلیم خشک و گستردگی بیابان‌ها با محدودیت‌های جدی روبه‌رو است. حدود ۵ درصد از زمین‌های این کشور برای کشاورزی مناسب هستند و امارات تنها بین ۱۰ تا ۱۵ درصد از مواد غذایی مورد نیاز خود را تولید می‌کند. بخش بزرگی از نیاز غذایی این کشور از طریق واردات تأمین می‌شود.

مشکل اصلی فقط کمبود بارندگی نیست. شن برخلاف خاک حاصلخیز، مواد مغذی کمی دارد و ذرات آن به‌ خوبی به یکدیگر متصل نمی‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود آب به‌ سرعت از میان دانه‌های شن عبور کند و خاک شنی نتواند رطوبت را برای مدت طولانی حفظ کند. چنین شرایطی کشت محصولات کشاورزی را حتی با استفاده از سیستم‌های آبیاری دشوار می‌کند.

پژوهشگران مؤسسه Empa سوئیس و دانشگاه خلیفه در ابوظبی برای حل این مشکلفناوری جدیدیرا توسعه داده‌اند که آن را «شن زنده» می‌نامند. آنها باکتری‌ها و قارچ‌های مشخصی را به شن اضافه کردند تا دانه‌های آن بهتر به یکدیگر متصل شوند.

این میکروارگانیسم‌ها شبکه‌ای از الیاف و زیست‌پلیمرها تولید می‌کنند که میان ذرات شن گسترش می‌یابد. این شبکه مانند یک چسب طبیعی عمل می‌کند و باعث افزایش انسجام شن می‌شود.

بیشتر بخوانیدکدام کشورها بیشترین منابع آب دنیا را دارند؟ + اینفوگرافیک

کاهش چشمگیر سرعت عبور آب از شن

پژوهشگران برای بررسی عملکرد این فناوری، آزمایش‌هایی را روی شن آزمایشگاهی و شن جمع‌آوری‌شده از تپه‌های ابوظبی انجام دادند. نتایج نشان داد که شن اصلاح‌شده، پایداری بیشتری نسبت به شن معمولی دارد.

استفاده از باکتری‌ها باعث شد سرعت حرکت آب در میان شن حدود شش برابر کاهش پیدا کند. همچنین نمونه‌های «شن زنده» توانستند ساختار خود را بهتر حفظ کنند و آب را مدت بیشتری در میان ذرات نگه دارند.

باکتری‌ها و قارچ‌های مورد استفاده برای رشد و گسترش به مواد مغذی نیاز دارند. پژوهشگران می‌گویند که قندهای موجود در پسماندهای آلی می‌توانند به‌ عنوان منبع غذایی این میکروارگانیسم‌ها استفاده شوند. این موضوع می‌تواند هزینه تأمین مواد مورد نیاز را برای توسعه فناوری کاهش دهد.

محققان در روش دیگری از باکتری‌هایی استفاده کردند که نانوسلولز تولید می‌کنند. نانوسلولز به شکل ورقه‌های بسیار نازک سلولزی درآمد و همراه با شن در ساختاری لایه‌ای قرار گرفت.

این لایه‌ها به افزایش پایداری شن و حفظ بهتر آب کمک کردند. عملکرد این روش از شیوه نخست نیز بهتر بود و سرعت عبور آب از میان شن را تا ۲۸ برابر کاهش داد. با وجود این، ساخت این ساختار در شرایط فعلی زمان زیادی نیاز دارد و همین مسئله می‌تواند استفاده گسترده از آن را دشوار کند.

بیشتر بخوانید۷ سیل مرگبار تاریخ که ویرانی گسترده بر جای گذاشتند + تصویر

آزمایش کشت گیاه در شن زنده

با وجود نتایج امیدوارکننده، پژوهشگران تأکید کرده‌اند که شن اصلاح‌شده هنوز به خاک حاصلخیز تبدیل نشده است. آنها در این مرحله نیز نشان نداده‌اند که محصولات کشاورزی می‌توانند به‌طور موفقیت‌آمیز در «شن زنده» رشد کنند.

هدف اصلی پژوهش فعلی این بوده است که شن به اندازه کافی منسجم شود و بتواند آب را مدت بیشتری نگه دارد. ایجاد چنین شرایطی می‌تواند زمینه را برای رشد میکروارگانیسم‌های بیشتر و در نهایت گیاهان فراهم کند.

گوستاو نیستروم، رئیس آزمایشگاه مواد سلولزی و چوبی مؤسسه Empa و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید که این روش امکان افزودن مواد آلی و آب به شن و افزایش نسبی پایداری آن را فراهم می‌کند. به گفته او، در حالت ایدئال، این فرایند می‌تواند زمینه رشد میکروارگانیسم‌ها و گیاهان بیشتری را فراهم کند و به‌ تدریج محیطی مقاوم‌تر و حاصلخیزتر ایجاد شود.

این فناوری هنوز در مرحله آزمایشگاهی قرار دارد و پژوهشگران در گام بعد قصد دارند عملکرد شن اصلاح‌شده با باکتری‌ها و قارچ‌ها را در گلخانه و سپس در محیط واقعی بررسی کنند.

اگر آزمایش‌های آینده نشان دهند که گیاهان می‌توانند در چنین بستری رشد کنند، «شن زنده» می‌تواند به یکی از راهکارهای احتمالی برای توسعه کشاورزی در مناطق خشک تبدیل شود. اهمیت این فناوری تنها به امارات محدود نیست، زیرا گسترش بیابان و افزایش دمای زمین می‌تواند مناطق بیشتری را در جهان با مشکل کاهش زمین‌های کشاورزی حاصلخیز روبه‌رو کند.

نوشته«شن زنده»، بیابان‌ها را به زمین کشاورزی تبدیل می‌ کنداولین بار درTechnoc. پدیدار شد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.