Para penyelidik dari Universiti Texas di Austin, Amerika Syarikat, baru-baru ini menerbitkan satu kajian revolusioner dalam jurnal ACS Materials Letters, dengan membangunkan bahan hidrogel yang inovatif yang dapat meningkatkan kecekapan pertumbuhan tumbuhan dengan ketara serta mengurangkan penggunaan air. Kajian ini bukan sahaja memberikan harapan baru dalam bidang pertanian, malah turut menawarkan penyelesaian potensi bagi masalah kekurangan sumber air yang semakin meruncing di seluruh dunia.

Hidrogel baharu jenis "tanah pintar" ini mampu membantu tumbuhan menyerap air secara sendiri, sekali gus menawarkan alternatif berpotensi kepada kaedah pengairan tradisional.

Kajian  menunjukkan bahawa tumbuhan lobak yang ditanam dalam tanah yang ditambah dengan hidrogel menunjukkan peningkatan panjang batang sebanyak 138%, di samping pengurangan penggunaan air kira-kira 40%. Keputusan yang menakjubkan ini bukan sahaja membuktikan keberkesanan teknologi hidrogel, malah menunjukkan potensinya yang besar dalam meningkatkan kecekapan pengeluaran pertanian dan penjimatan sumber air.

Ketua saintis penyelidikan, Jungjoon Park, menjelaskan bahawa hidrogel direka seperti sebuah takungan mini yang mampu menyerap air pada waktu malam yang sejuk dan melepaskannya secara perlahan pada siang hari. Ini membolehkan tumbuhan mendapat bekalan air berterusan walaupun dalam keadaan kemarau. 

Profesor Park menerangkan lagi prinsip hidrogel: "Hidrogel yang kami reka mempunyai struktur molekul khas yang boleh menyerap banyak air pada suhu rendah dan melepaskannya secara perlahan apabila suhu meningkat. 

Teknologi hidrogel memainkan peranan penting dalam penjimatan sumber air.

 

Ciri tindak balas terhadap suhu ini selari dengan kitaran pertumbuhan tumbuhan, memastikan bekalan air mencukupi ketika tumbuhan paling memerlukannya."Latar belakang pembangunan teknologi ini adalah berpunca daripada ancaman kemarau yang semakin serius yang sedang dihadapi oleh sektor pertanian di banyak kawasan di Amerika Syarikat.

AS Rugi  $1.6 Bilion Setahun Akibat Kemarau

Laporan Dana Pertahanan Alam Sekitar (Environmental Defense Fund) mendedahkan bahawa sektor pertanian di Barat dan Midwest Amerika Syarikat mengalami kerugian melebihi $1.6 bilion setahun akibat kemarau. Kerugian ekonomi yang besar ini menekankan kepentingan mendesak untuk membangunkan teknologi penjimatan air baharu. 

Penggunaan teknologi hidrogel bukan sahaja dapat membantu para petani mengurangkan kerugian ekonomi, malah turut memainkan peranan penting dalam melindungi alam sekitar dan menjimatkan sumber air. 

Sementara itu, Penolong Profesor Inoka Amarakoon dari University of Manitoba menyatakan pandangan optimis terhadap penyelidikan ini. 

Beliau berpendapat bahawa dengan semakin kerapnya kejadian kemarau dan pertambahan populasi, teknologi hidrogel seperti ini akan menjadi semakin penting. 

Namun, beliau juga menegaskan bahawa bahan tersebut masih perlu melalui ujian lapangan untuk menilai keberkesanan praktikalnya. 

Profesor Amarakoon menekankan: “Walaupun hasil makmal sangat memberangsangkan, kita masih perlu mengambil kira pelbagai faktor dalam persekitaran ladang sebenar, seperti jenis tanah, keadaan iklim dan ciri-ciri tanaman yang berbeza. Hanya melalui ujian lapangan yang menyeluruh, kita dapat menentukan kebolehlaksanaan teknologi ini dalam pengeluaran pertanian berskala besar.”

Bantu Kurangkan Pencemaran Pertanian

Universiti Texas juga mempunyai pengalaman luas dalam bidang aplikasi hidrogel untuk pertanian. Tahun lalu, pasukan dari universiti tersebut membangunkan sistem hidrogel berasaskan tembaga yang mampu menyerap nitrat berlebihan daripada aliran permukaan baja. 

Ini menunjukkan bahawa teknologi hidrogel bukan sahaja boleh digunakan untuk menjimatkan air, malah turut memainkan peranan penting dalam mengurangkan pencemaran pertanian dan melindungi kualiti air. 

Kepelbagaian fungsi ini menjadikan hidrogel sebagai alat potensi untuk menyelesaikan pelbagai masalah alam sekitar dalam sektor pertanian.

Universiti Texas di Amerika Syarikat telah membangunkan sejenis bahan hidrogel yang dapat meningkatkan kecekapan pertumbuhan tumbuhan serta mengurangkan penggunaan air.

 

Teknologi Hidrogel Mempunyai Prospek Luas

Selain daripada aplikasi dalam bidang pertanian, para penyelidik turut meneroka potensi penggunaan teknologi hidrogel dalam bidang lain. 

Sebagai contoh, dalam penghijauan bandar dan reka bentuk landskap, hidrogel boleh membantu mengurangkan keperluan pengairan di kawasan hijau awam, sekali gus menjimatkan penggunaan air bandar. 

Dalam projek pemulihan ekologi di kawasan kemarau, hidrogel juga berkemungkinan menjadi alat penting dalam membantu pemulihan tumbuh-tumbuhan. 

Namun begitu, walaupun teknologi hidrogel mempunyai prospek yang luas, para penyelidik turut mengingatkan agar perhatian diberikan kepada kesan jangka panjangnya terhadap alam sekitar. 

Profesor Park menyatakan bahawa pasukannya sedang menjalankan penyelidikan mendalam bagi memastikan penggunaan jangka panjang hidrogel di dalam tanah tidak memberi kesan negatif kepada ekosistem. 

Para penyelidik masih perlu menjalankan ujian lapangan berulang kali bagi meneroka sama ada hidrogel ini dapat membantu pemulihan tumbuh-tumbuhan.

 

Matlamat mereka adalah untuk membangunkan satu penyelesaian yang bukan sahaja berkesan tetapi juga mesra alam.

Dengan penyelidikan yang semakin mendalam dan penambahbaikan teknologi, hidrogel berpotensi menjadi salah satu alat penting dalam menangani perubahan iklim global dan menjamin keselamatan makanan. 

Ia bukan sahaja mewakili satu kemajuan besar dalam teknologi pertanian, malah turut memperlihatkan peranan penting inovasi sains dalam menyelesaikan cabaran besar yang dihadapi oleh manusia.