我們常會在農地看到一片片深藍色或黑色的塑膠布,主要用來避免農地雜草蔓生跟維持水土保持,但之後或許有更好的選擇,可以利用「蠟砂」打造更便宜與環保的農業環境。
許多農民會以塑膠布覆蓋農田防止雜草叢生、土壤水分流失,只是塑膠布非一般垃圾也難以回收,更換時也容易破損,最中在農田中留下一片片塑膠殘餘,移除過程費時又有汙染環境疑慮,每年更換塑膠布更會提高成本,說塑膠布方便、卻也不環保。
現在沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)團隊已經提出新的解決方案:超疏水細砂( Superhydrophobic Sand,SHS)。KAUST 團隊首先將蠟溶解在己烷溶劑中,之後再把砂子加進混合溶劑中,然後讓溶劑蒸發,最後在每粒砂子上留下薄薄一層 20nm 的防水蠟層,變成防水性超高的細砂。
團隊實際測試指出,只要將超疏水細砂鋪在農地上,可以減少 56%~78% 水分流失,而且也可以增加部分作物產量,當團隊在小麥、大麥與番茄覆蓋 5~10mm 厚的超疏水細砂後,產量比一般多出 73%,還不會影響土壤微生物數量跟多樣性。
有別於傳統較不環保的石蠟,但團隊使用的純化食品級蠟既無毒又可生物分解,不會危及環境,如今團隊新的超疏水細砂製程,也不再需要溶劑。根據蠟塗層的厚度和環境條件,超疏水細砂會逐漸被土壤中的微生物分解,在實驗中超疏水細砂約 9 個月內失去防水性,最後慢慢融入土壤。
過去也有許多團隊想要將塑膠布取而代之。先前美國內華達大學也提出類似方案,只是用大豆油代替蠟。團隊負責人 Himanshu Mishra 表示,與大豆油相比,蠟疏水性更高更保濕、製程也不複雜,更容易擴大規模使用。