新型水凝膠可收集大氣淡水 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積及節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展成果

• 2022年3月2日 HuangJiang來源：新浪 438 22
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一種新型兩性離子水凝膠，可在空氣濕度相對較低的情況下持續(xù)收集淡水。這對缺水地區(qū)的節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)將有巨大幫助。

水，是地球上最寶貴的資源之一。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，加之氣候變化影響，水資源短缺已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要瓶頸。尤其是對于農(nóng)業(yè)來說，必須改變大手大腳用水方式，實施節(jié)水灌溉。

新型水凝膠可收集大氣淡水

美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科研團(tuán)隊發(fā)表在《Angewandte Chemie》上的一項新研究顯示，開發(fā)出了一種新型兩性離子水凝膠，可在空氣濕度相對較低的情況下持續(xù)收集淡水。這對缺水地區(qū)的節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)將有巨大幫助。

隨著淡水資源的緊張，眾多科學(xué)家認(rèn)為大氣集水(AWH)將是內(nèi)陸和干旱地區(qū)持續(xù)提供淡水資源有效方法之一，而吸濕材料因其集水性能開始受到廣泛關(guān)注。

得克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？茖W(xué)家基于反聚電解質(zhì)效應(yīng)，開發(fā)了一種能夠高效大氣集水的新型兩性離子水凝膠，使其能更牢固地抓住吸濕鹽，從而非常有效地吸收周圍空氣中的水分。

水凝膠作為一種吸濕材料，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于尿不濕、繃帶等領(lǐng)域。因此，科學(xué)家認(rèn)為其也有可能作為一種從空氣中集水的裝置。

光伏板和吸水凝膠結(jié)合的節(jié)水應(yīng)用

沙特阿拉伯的阿卜杜拉國王科技大學(xué)(KAUST)的科學(xué)家開發(fā)，被稱為水電作物綜合生產(chǎn)系統(tǒng)--簡稱WEC2P。它將光伏板和吸水凝膠結(jié)合起來。

它包含了一個連接的光伏板陣列，每一塊都直接位于一層水凝膠之上。面板和凝膠形成了一個向下傾斜的金屬盒的蓋子，該金屬盒底部有一個噴口。在晚上，盒子被打開，讓水凝膠從空氣中吸收水分。在白天，盒子被關(guān)閉。光電板在陽光的照射下產(chǎn)生電力。陽光也導(dǎo)致面板和底層水凝膠升溫。

因此，吸收的水從凝膠中蒸發(fā)出來，并在面板的背面凝結(jié)。當(dāng)液態(tài)水隨后從面板上流下時，它帶走了多余的熱量，提供了一種冷卻效果，使面板的運作效率提高了9%。然后，水流入金屬箱的底部，并從出水口流出，在那里，它可以被收集起來用于灌溉--或用于飲用。

去年6月，科學(xué)家們在沙特阿拉伯的沙漠中對該系統(tǒng)進(jìn)行了為期兩周的小規(guī)模測試。利用約為“學(xué)生課桌頂部 ”大小的光伏板和水凝膠層，該裝置共產(chǎn)生了1519瓦時的電力，以及約2升的水。這些水被用來灌溉種植在塑料種植箱中的60顆菠菜種子，其中57顆發(fā)芽并長到18厘米(7英寸)高。

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積及節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展成果

近30年來，我國農(nóng)業(yè)灌溉年均用水量基本維持在約3400億立方米，占全社會用水總量的56%左右。占全國耕地面積約50%的灌溉面積，生產(chǎn)了全國總量75%的糧食和90%以上的經(jīng)濟(jì)作物。水利部農(nóng)村水利水電司司長陳明忠表示，在灌溉面積擴(kuò)大、灌溉保證率提高、糧食總產(chǎn)量穩(wěn)步增加的情況下，我國農(nóng)業(yè)用水總量基本維持穩(wěn)定，節(jié)水灌溉功不可沒。

數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水成效顯著。截至2020年底，全國節(jié)水灌溉面積達(dá)到5.67億畝，其中噴灌、微灌、管道輸水灌溉等高效節(jié)水面積達(dá)到3.5億畝，全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到0.565，超過了“十三五”國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃綱要提出的目標(biāo)。

大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造不斷推進(jìn)。都江堰、涇惠渠、河套灌區(qū)、青銅峽等一批古老灌溉工程，重新煥發(fā)活力;淠史杭、景電、昌馬、引大入秦等一大批新的大中小型灌區(qū)，陸續(xù)興建。我國有效灌溉面積由1949年的2.4億畝發(fā)展到目前的10.37億畝，成為世界第一灌溉大國。

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