新型水凝胶可收集大气淡水 农业节水灌溉面积及节水灌溉技术发展成果

• 2022年3月2日 HuangJiang来源：新浪 438 22
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一种新型两性离子水凝胶，可在空气湿度相对较低的情况下持续收集淡水。这对缺水地区的节水灌溉农业将有巨大帮助。

水，是地球上最宝贵的资源之一。随着工农业生产规模的迅速扩大，加之气候变化影响，水资源短缺已经成为制约经济社会发展的重要瓶颈。尤其是对于农业来说，必须改变大手大脚用水方式，实施节水灌溉。

新型水凝胶可收集大气淡水

美国得克萨斯大学奥斯汀分校的科研团队发表在《Angewandte Chemie》上的一项新研究显示，开发出了一种新型两性离子水凝胶，可在空气湿度相对较低的情况下持续收集淡水。这对缺水地区的节水灌溉农业将有巨大帮助。

随着淡水资源的紧张，众多科学家认为大气集水(AWH)将是内陆和干旱地区持续提供淡水资源有效方法之一，而吸湿材料因其集水性能开始受到广泛关注。

得克萨斯大学奥斯汀分校科学家基于反聚电解质效应，开发了一种能够高效大气集水的新型两性离子水凝胶，使其能更牢固地抓住吸湿盐，从而非常有效地吸收周围空气中的水分。

水凝胶作为一种吸湿材料，已经被广泛应用于尿不湿、绷带等领域。因此，科学家认为其也有可能作为一种从空气中集水的装置。

光伏板和吸水凝胶结合的节水应用

沙特阿拉伯的阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的科学家开发，被称为水电作物综合生产系统--简称WEC2P。它将光伏板和吸水凝胶结合起来。

它包含了一个连接的光伏板阵列，每一块都直接位于一层水凝胶之上。面板和凝胶形成了一个向下倾斜的金属盒的盖子，该金属盒底部有一个喷口。在晚上，盒子被打开，让水凝胶从空气中吸收水分。在白天，盒子被关闭。光电板在阳光的照射下产生电力。阳光也导致面板和底层水凝胶升温。

因此，吸收的水从凝胶中蒸发出来，并在面板的背面凝结。当液态水随后从面板上流下时，它带走了多余的热量，提供了一种冷却效果，使面板的运作效率提高了9%。然后，水流入金属箱的底部，并从出水口流出，在那里，它可以被收集起来用于灌溉--或用于饮用。

去年6月，科学家们在沙特阿拉伯的沙漠中对该系统进行了为期两周的小规模测试。利用约为“学生课桌顶部 ”大小的光伏板和水凝胶层，该装置共产生了1519瓦时的电力，以及约2升的水。这些水被用来灌溉种植在塑料种植箱中的60颗菠菜种子，其中57颗发芽并长到18厘米(7英寸)高。

农业节水灌溉面积及节水灌溉技术发展成果

近30年来，我国农业灌溉年均用水量基本维持在约3400亿立方米，占全社会用水总量的56%左右。占全国耕地面积约50%的灌溉面积，生产了全国总量75%的粮食和90%以上的经济作物。水利部农村水利水电司司长陈明忠表示，在灌溉面积扩大、灌溉保证率提高、粮食总产量稳步增加的情况下，我国农业用水总量基本维持稳定，节水灌溉功不可没。

数据显示，我国农业节水成效显著。截至2020年底，全国节水灌溉面积达到5.67亿亩，其中喷灌、微灌、管道输水灌溉等高效节水面积达到3.5亿亩，全国农田灌溉水有效利用系数达到0.565，超过了“十三五”国民经济和社会发展规划纲要提出的目标。

大中型灌区续建配套与节水改造不断推进。都江堰、泾惠渠、河套灌区、青铜峡等一批古老灌溉工程，重新焕发活力;淠史杭、景电、昌马、引大入秦等一大批新的大中小型灌区，陆续兴建。我国有效灌溉面积由1949年的2.4亿亩发展到目前的10.37亿亩，成为世界第一灌溉大国。

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