ШВИДКА НАВІГАЦІЯ
Зростаюча продовольча та водна криза: Вимоги до агрітеху
AGRITECH – Зростаюча продовольча та водна криза, спричинена зростанням населення, урбанізацією та зміною клімату, вимагає переосмислення сільськогосподарських практик. Традиційні методи зрошення досягли своїх меж, що потребує вивчення інноваційних підходів. У цій статті ми розглянемо потенціал використання надлишкового світла та води в тепличному вирощуванні через сучасні матеріали та інженерні технології. Зокрема, ми дослідимо чотири ключові технології — збір атмосферної води на основі сорбції (SAWH), суперабсорбуючі полімерні матеріали для утримання води (SPWH), радіативне охолодження (RC) та опріснення морської води. Ці технології можуть забезпечити сталий розвиток, зменшуючи залежність від зовнішніх водних ресурсів.
Демографічні виклики та потреби в ресурсах
З розвитком глобальної інтеграції складні взаємини між продовольчими та водними ресурсами стають дедалі більш складними. Прогнози вказують на щорічне збільшення населення на 83 мільйони, що призведе до зростання попиту на їжу на 100–110% до 2050 року. Одночасно річний дефіцит водних ресурсів становить серйозну проблему для постачання їжі, впливаючи на понад два мільярди людей у країнах з недостатніми водними запасами. Тривожні прогнози свідчать, що до 2025 року половина населення світу може опинитися в регіонах, що стикаються з нестачею води. Сільське господарство є основним споживачем води, становлячи близько 70% використання води людьми.
Ефективність теплиць у збереженні води
Теплиці, як типовий представник сучасного сільського господарства, використовують світлопропускні покривні матеріали для будівництва закритих конструкцій. Вони демонструють зменшене споживання води, забезпечуючи стійке виробництво їжі. Тепличне вирощування може досягати заощадження води від 50% до 90%. Це зменшення досягається за рахунок зволоження повітря в теплиці, що зменшує випаровування на 60–85%. Однак, незважаючи на значні заощадження, теплиці демонструють субоптимальну ефективність використання водних ресурсів, оскільки значна частина зрошувальної води втрачається через глибоке просочування ґрунту та випаровування.
AGRITECH для збереження води
Технології, такі як SAWH, SPWH, RC та опріснення морської води, пропонують нові рішення для збереження води в теплицях. SAWH дозволяє пасивний метод видобутку води з повітря, використовуючи гігроскопічні пористі полімери для захоплення водяної пари. SPWH, з іншого боку, підвищують доступність води в ґрунті, утримуючи вологу та поступово вивільняючи її для рослин. Радіативне охолодження знижує температуру в теплицях, зменшуючи потребу в воді для охолодження. Опріснення морської води забезпечує додаткове джерело зрошувальної води, особливо в регіонах з обмеженими водними ресурсами.
Перспективи інтеграції технологій AGRITECH
Інтеграція цих технологій пропонує новий підхід до підвищення водної та енергетичної ефективності в системах теплиць. SAWH та SPWH можуть функціонувати незалежно, але їхня синергія зменшує потребу в частому зрошенні, забезпечуючи стабільне водопостачання. Радіативне охолодження підвищує ефективність SAWH, підтримуючи оптимальні рівні вологості для збору води. Опріснення морської води може доповнити ці технології, забезпечуючи альтернативне джерело зрошувальної води.
Виклики та можливості
Незважаючи на обнадійливий потенціал цих технологій, існують виклики, які потрібно подолати. Необхідні надійні та економічно ефективні матеріали, які можуть витримувати суворі умови в теплицях. Дослідження повинні зосередитися на розробці інтелектуальних систем управління, які оптимізують збір, зберігання та використання води, зменшуючи витрати на працю та відходи ресурсів.
Перспективи сталого майбутнього в AGRITECH
Впровадження нових технологій у тепличне вирощування може стати ключем до вирішення глобальних продовольчих та водних викликів. Співпраця між вченими, агрономами та економістами може призвести до розвитку сталих сільськогосподарських практик, де вода використовується ефективно, а кожна рослина має можливість процвітати. Ці інноваційні рішення відкривають нові горизонти для агрітеху, забезпечуючи сталий розвиток у сільському господарстві.
Всі новини у більш стислому форматі в телеграм каналі або поверніться на сторінку головних новин.
