科学家正探索使用涂蜡的沙子取代农田里的塑料地膜 以提高效率

通常与埋在地下的灌溉管一起使用，塑料薄膜型地膜确实可以减少从土壤中蒸发的水量。但不幸的是，每年用新的材料片覆盖整个地块会变得很昂贵。此外，小块的塑料会断裂并留在环境中，而其余部分通常在生长季节结束后就会被填埋。

因此，在Himanshu Mishra副教授的领导下，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的一个团队正在探索一种替代方法--涂有纯化石蜡的硅砂。

科学家们最初制备这种材料时，首先将蜡溶解在正己烷溶剂中，将沙子混入该混合物中，然后让溶剂蒸发掉。这样做在每一粒沙子上留下了20纳米厚的疏水（拒水）蜡层--应该指出的是，这一过程现在已经改进到不需要溶剂的地步。

当科学家们将产生的超疏水沙 (SHS) 铺在沙特阿拉伯的一块田地上时，发现它可以减少 56% 到 78% 的土壤水分流失。

此外，当SHS在多个生长季节被用作小麦、大麦和番茄植物的5至10毫米厚的覆盖物时，这些植物的谷物和水果产量比在未覆盖土壤中生长的一组对照植物多73%。更重要的是，在关键的根-土界面的有益土壤微生物的数量和多样性似乎不受SHS存在的影响。

尽管石蜡在其常规形式下并不特别环保，但Mishra告诉我们，他的研究小组所使用的纯化“食品级”蜡既无毒又可生物降解--因此它不应该损害环境，或在环境中积累。

他说：“根据蜡涂层的厚度和环境条件，SHS在土壤-SHS界面的微生物作用下会随着时间推移而降解。在我们的实验中（......）SHS在大约9个月内就失去了拒水能力--这意味着SHS颗粒失去了它们的蜡质涂层。在翻耕时，它们就像大海中的一滴水一样被纳入沙质土壤中。因此，在我们的环境条件下，连续使用SHS的作物周期不会导致蜡质积累。”

事实上，这并不是第一次提出涂层沙子作为塑料地膜的替代品。2020年，内华达大学的一项研究揭示了如何使用了大豆油来代替蜡。

除其他事项外，Mishra表示，与这种油相比，他的团队的蜡的疏水性要好得多--因此对于特定的保湿效果来说，需要的地膜要少得多--此外，用它涂抹沙子的过程也不那么复杂，因此更容易扩大规模以广泛使用。

这项研究在最近发表在《ACS农业科学与技术》杂志上的一篇论文中进行了描述。