La matière organique ajoutée par les racines des plantes et les microbes fournit des bonbons nutritifs pour le sol. Littéralement. Le sucre cellulaire libéré renforce la rétention d'eau et de nutriments, et entretient la terre poreuse, selon une nouvelle étude de Cornell en Avancées dans les ressources en eau .

Les scientifiques ont examiné des simulations informatiques et mené des expériences pour démêler les effets et le comportement du glucose dans les sols argileux, spécifiquement les nanopores minéraux. Le travail a creusé dans les processus chimiques qui favorisent les pièges à eau bienveillants dans les crevasses du sol.

"Demandez à n'importe quel jardinier amateur, si vous avez le bon mélange de matières organiques et de minéraux, c'est mieux pour le sol, " a déclaré l'auteur principal Ludmilla Aristilde, professeur assistant en génie biologique et environnemental. « Les matières organiques et les minéraux aident le sol à retenir l'eau et à fournir plus de porosité ; cela aide le sol à respirer. Maintenant que nous savons comment fonctionnent les processus chimiques et physiques, nous pouvons exploiter ces phénomènes pour des bénéfices agricoles."

Les racines des plantes et les microbes du sol sécrètent des sucres qui aident à maintenir l'humidité autour d'eux et à leur tour les aident à faire face à des conditions de sécheresse sèche ou à long terme. Ce que l'on ne savait pas, c'était comment la présence omniprésente de substances organiques simples - comme les sucres sécrétés - avait influencé l'hydrodynamique du sol.

"Pensez au sol comme à une éponge, " dit Aristilde, qui a dit que les éponges rétrécissent et ont de très petits pores lorsqu'elles sont complètement sèches, ce qui les rend difficiles à reconstituer rapidement lors du remouillage. "D'une manière similaire, si un sol s'assèche complètement, la dessiccation qui en résulte peut entraîner la mort de microbes bénéfiques."

Aristilde et ses étudiants ont découvert que le glucose aide à garder le sol humide en capturant chimiquement les molécules d'eau et les nutriments métalliques dans l'espace des nanopores. Ce piégeage permet au nanopore minéral de rester ouvert et de devenir plus efficace pour absorber plus d'eau.

"Le glucose maintient l'espace poreux disponible et viable pour maintenir l'humidité dans les crevasses du sol, un peu comme un peu d'eau maintient une éponge humide, " elle a dit.

Jusqu'à présent, les scientifiques savaient très peu de choses sur le fonctionnement des sucres organiques dans le sol. Alors que plusieurs interactions chimiques dynamiques se sont produites, les chercheurs ont également révélé comment le glucose augmentait l'immobilisation des sels nutritifs dans le sol, tout en améliorant la rétention d'humidité.

Couplage de la théorie et des résultats expérimentaux, l'étude a mis en lumière les mécanismes moléculaires à l'échelle nanométrique qui contrôlent le piégeage des molécules d'eau dans les nanopores d'argile enrichie en sucre.

Aristilde a déclaré :« Comprendre comment les sucres et les molécules associées influencent l'hydrodynamique des sols peut fournir des informations supplémentaires sur la gestion de la rétention d'eau dans les sols sujets à la sécheresse. »