科學家正探索使用涂蠟的沙子取代農田里的塑料地膜 以提高效率

通常與埋在地下的灌溉管一起使用，塑料薄膜型地膜確實可以減少從土壤中蒸發的水量。但不幸的是，每年用新的材料片覆蓋整個地塊會變得很昂貴。此外，小塊的塑料會斷裂并留在環境中，而其余部分通常在生長季節結束后就會被填埋。

因此，在Himanshu Mishra副教授的領導下，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）的一個團隊正在探索一種替代方法--涂有純化石蠟的硅砂。

科學家們最初制備這種材料時，首先將蠟溶解在正己烷溶劑中，將沙子混入該混合物中，然后讓溶劑蒸發掉。這樣做在每一粒沙子上留下了20納米厚的疏水（拒水）蠟層--應該指出的是，這一過程現在已經改進到不需要溶劑的地步。

當科學家們將產生的超疏水沙 (SHS) 鋪在沙特阿拉伯的一塊田地上時，發現它可以減少 56% 到 78% 的土壤水分流失。

此外，當SHS在多個生長季節被用作小麥、大麥和番茄植物的5至10毫米厚的覆蓋物時，這些植物的谷物和水果產量比在未覆蓋土壤中生長的一組對照植物多73%。更重要的是，在關鍵的根-土界面的有益土壤微生物的數量和多樣性似乎不受SHS存在的影響。

盡管石蠟在其常規形式下并不特別環保，但Mishra告訴我們，他的研究小組所使用的純化“食品級”蠟既無毒又可生物降解--因此它不應該損害環境，或在環境中積累。

他說：“根據蠟涂層的厚度和環境條件，SHS在土壤-SHS界面的微生物作用下會隨著時間推移而降解。在我們的實驗中（......）SHS在大約9個月內就失去了拒水能力--這意味著SHS顆粒失去了它們的蠟質涂層。在翻耕時，它們就像大海中的一滴水一樣被納入沙質土壤中。因此，在我們的環境條件下，連續使用SHS的作物周期不會導致蠟質積累。”

事實上，這并不是第一次提出涂層沙子作為塑料地膜的替代品。2020年，內華達大學的一項研究揭示了如何使用了大豆油來代替蠟。

除其他事項外，Mishra表示，與這種油相比，他的團隊的蠟的疏水性要好得多--因此對于特定的保濕效果來說，需要的地膜要少得多--此外，用它涂抹沙子的過程也不那么復雜，因此更容易擴大規模以廣泛使用。

這項研究在最近發表在《ACS農業科學與技術》雜志上的一篇論文中進行了描述。