Boeren moeten vaak de bodemtemperatuur regelen, onkruid verminderen, en waterverlies te minimaliseren. Landbouwmulch kan boeren daarbij helpen.

Maar het plastic in veelgebruikte landbouwmulch kan de bodem- en waterkwaliteit aantasten. Microplastics kunnen zelfs in de voedselketen terechtkomen.

In een nieuwe studie, onderzoekers testten een meer duurzame benadering om de verdamping uit de bodem te verminderen. In plaats van kunststof, ze gebruikten zanddeeltjes bedekt met sojaolie. Dit onderzoek is gepubliceerd in de Vadose Zone Journaal , een publicatie van de Soil Science Society of America.

Bij laboratoriumexperimenten, bodem behandeld met een dunne laag met sojaolie gecoat zand had tot 96% minder waterverlies door verdamping in vergelijking met kale grond.

"Deze bevindingen tonen aan dat met olie bedekt zand het potentieel heeft om te worden ontwikkeld tot een duurzaam alternatief voor mulch met plastic folie, " zegt Michael Nicholl, een universitair hoofddocent aan de Universiteit van Nevada in Las Vegas.

Kunststof mulch is gemaakt van polyethyleen, een product op basis van koolwaterstoffen. "Het heeft gevolgen voor het milieu op de lange termijn, ", zegt Nicholl. "Deze effecten omvatten alle stadia van zijn levenscyclus:productie, installatie, beschikbaarheid."

Biobased bodemcoatings, zoals sojaolie, kunnen een low-impact alternatief zijn voor polyethyleenmulch, terwijl ze op vergelijkbare niveaus presteren.

Om het gecoate zand te maken, onderzoekers mengden ongeveer gelijke hoeveelheden zand en olie. Daarna verwarmden ze het mengsel ongeveer een uur en lieten het afkoelen. Eindelijk, het mengsel werd gewassen met water en gedroogd.

Dit proces modificeert de olie chemisch, gedeeltelijk polymeriseren. De gedeeltelijk gepolymeriseerde olie vormt een coating rond individuele zanddeeltjes.

Eerste tests gaven aan dat dit met olie bedekte zand behoorlijk effectief is in het verminderen van waterverlies door verdamping.

Water verdampt op twee verschillende manieren uit de bodem. Het met olie beklede zand verminderde het krachtigere pad van verdampingswaterverlies.

"Als analogie, denk aan aarde als een vochtige spons, ' zegt Nichol.

Als je de spons in een plas water legt, het water zal in de spons trekken. Eventueel, het water zal naar de top van de spons stijgen. Dan verdampt het in de lucht.

evenzo, wicking actie voert water naar het bodemoppervlak. Daar, het verdampt direct in de lucht.

In het tweede mechanisme het water kan niet helemaal naar het grondoppervlak stromen. In plaats daarvan, het verdampt in de lucht in de grond. Deze vochtige lucht moet door de bodem naar boven diffunderen en uiteindelijk in de atmosfeer ontsnappen.

"Dit tweede mechanisme is veel minder efficiënt dan het eerste, "zegt Nicholl. "Het resulteert in lagere verdampingssnelheden."

Nicholl en zijn team wilden testen of een oppervlaktelaag van met olie bedekt zand beide manieren van verdamping van onderliggende bodems zou verminderen.

Samen met zijn onderzoekscollega vulde hij PVC-kolommen met proefbodems. Vervolgens, ze legden met olie bedekt zand bovenop de kolommen, maar lieten één kolom kaal. Eindelijk, ze verzadigden deze kolommen met water.

Elke kolom werd vervolgens getest op waterverlies door verdamping.

Het met olie bedekte zand verminderde de hoeveelheid water die naar boven sijpelde, waardoor het eerste verdampingsmechanisme wordt geminimaliseerd.

Onderzoekers wisten niet zeker of het mogelijk zou zijn om afzonderlijke zanddeeltjes met olie te coaten. Het gevaar bestond dat het zand en de olie aan elkaar zouden worden gecementeerd.

"In plaats daarvan ontdekten we dat individuele zandkorrels kunnen worden gecoat met gedeeltelijk gepolymeriseerde olie, ' zegt Nichol.

Dat is belangrijk omdat elke bodembehandeling die gericht is op het verminderen van waterverlies, ook water - via regenval of irrigatie - in de bodem moet laten komen. Een laag met olie bedekt zand dat samengesmolten is, zou kunnen voorkomen dat water de grond binnendringt.

Laboratoriumtests toonden aan dat vloeibaar water door de laag met olie bedekt zand kon gaan. Dat suggereert dat dit materiaal de irrigatie-inspanningen niet zal belemmeren.

"Hoewel de eerste resultaten bemoedigend zijn, er zijn nog veel vragen te beantwoorden, ' zegt Nichol.

Bijvoorbeeld, deze biogebaseerde mulch is niet blootgesteld aan buitenomgevingen. "Dus, we hebben niet voldoende gegevens om te bepalen hoe dit materiaal doorstaat in een agrarische omgeving, ' zegt Nichol.

Onderzoekers onderzoeken procedures om de levensduur van gecoate materialen in verschillende omgevingen te meten. Deze omvatten droge omgevingen, gematigde omgevingen, en biologisch actieve bodems.

"We hopen dat dit werk inspireert tot verder onderzoek naar de praktische toepassingen van met olie beklede materialen, ' zegt Nichol.