科学家发现了帮助土壤保持水分的秘密“胶水”

科学家们发现了一种隐藏的分子过程,可以帮助土壤保持水分。从大规模农民到临时家庭园丁,人们长期以来都观察到,向土壤中添加有机物质有助于土壤保持更多水分。现在,西北大学的科学家们已经确定了解释这种现象发生原因的潜在分子过程,并展示了有机物如何改善[...]

来源:SciTech日报

科学家们发现了一种隐藏的分子过程,可以帮助土壤保持水分。

从大规模农民到临时家庭园丁,人们长期以来都观察到,向土壤中添加有机物质有助于土壤保持更多水分。

现在,西北大学的科学家们已经确定了解释这种现象发生原因的潜在分子过程,并展示了即使在极其干燥、类似沙漠的条件下,有机物质如何提高保水性。

研究人员发现,植物和微生物中常见的碳水化合物就像一种分子粘合剂。他们利用水在有机材料和土壤矿物质之间建立联系。这些微观链接有助于捕获否则会蒸发的水分。这些发现为土壤如何在干旱期间保持水分提供了新的见解,甚至可能有助于解释水如何在数十亿年的时间里被锁在岩石中,包括在火星和陨石中。

该研究发表在《PNAS Nexus》杂志上。

“土壤中适量的矿物质和有机物可以形成具有良好湿度的健康土壤,”该研究的领导者、西北大学的卢德米拉·阿里斯蒂尔德 (Ludmilla Aristilde) 说。 “这是每个人都经历过的事情,但我们还没有完全理解其工作原理的物理和化学原理。通过弄清楚这一点,我们有可能对土壤进行改造,使其具有正确的化学性质,将其变成能够保持水分的长期海绵。”

阿里斯蒂尔德是有机材料在环境系统中行为方面的专家,也是西北大学麦考密克工程学院土木与环境工程副教授。她还隶属于合成生物学中心、国际纳米技术研究所以及 Paula M. Trienens 可持续发展和能源研究所。 Sabrina Kelch,最近获得博士学位。来自阿里斯蒂尔德实验室的研究生和博士后研究员本杰明·巴里奥斯-塞尔达(Benjamin Barrios-Cerda)是该研究的第一作者和第二作者。

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