提高作物产量，同时节约资源: 博士研究生朱莉娅索科尔帮助发展滴灌技术，使农民节约水和能源

当涉及到地球的健康, 农业和粮食生产中发挥了巨大的作用. 根据联合国粮食和农业组织, 大致 37 全球陆地％用于农业和粮食生产, 和 11 地球陆地面积的百分之作物生产专门用于. 想尽办法使农业更加可持续和有效的，不仅对环境是关键, 而且对全球粮食供应.

朱莉娅·索科尔长大远离任何农场. 出生于俄罗斯, 索科尔和她的家人感动，当她是 10 岁的纽约市, 她的父亲曾为联合国. 这些日子, 然而, 索科尔, 一个博士研究生机械工程, 花了很多她的时间思考农业. 对于过去两年, 索科尔一直在滴水灌溉项目在麻省理工学院的全球工程和研究 (齿轮) 实验室.

在哈佛大学接受她的学士学位，在机械工程后, 索科尔花费在行业的一些时间, 首先作为在斯伦贝谢的研究助理, 然后在一个小的可持续性咨询公司工作. 想要一个强大的技术基础, 她申请到麻省理工学院读研.

在她的硕士课程, 索科尔当然了 2.76 (全球工程), 这是教导副教授和齿轮实验室的首席研究员, 阿莫斯冬季. 在开发了与水有关的问题的兴趣, 索科尔抓住了这个机会上的齿轮实验室的高效节能滴灌工程与冬季工作.

“我真的很兴奋加盟项目,”索科尔说：. “它完美地结合我的激情和我在流体力学和系统设计的基础研究兴趣的可持续性。”

而不是漫灌 - ，其中水从源泵送至淹没的场 - 滴灌具有通过管道网络中移动的水的中央泵. 附接到所述管发射器释放水均匀地在整个场, 导致较高的作物产量和用水量少相比洪水灌溉时.

“滴灌的目标是要在足够低的流量为根提供水实际上立即开始吸收它, 而不是将其蒸发或渗透回落到含水层,”索科尔解释.

滴灌使用的发射器的分散均匀的水, 相对于大水漫灌, 这往往会导致作物得到积水. “这些滴头需要提供整个领域的流量均匀，因此所有农作物得到的水等量,补充说：”苏珊Amrose, 在齿轮实验室的研究科学家.

该研究团队首先集中在这些发射器的几何特征. 他们开发描述几何特征如何与里面他们膜相互作用的数学模型. 在此基础上, 他们优化了发射器去确保在正确率的水流到作物所需的尽可能低的压力.

商业发射需要的最小启动压力 1 酒吧以提供用于作物以恒定流速. 由于球队内部发射器所做的更改, 它们降低了激活压力只 0.15 酒吧. 这减少激活滴头所需的压力切割操作中一半的中央泵所需的电力.

“减少的压力总体降低了系统的成本, 这对农民有益, 当然它也有助于减少温室气体排放,”索科尔说：.

对于通过太阳能发电操作离网滴灌系统, 使用新的发射器可以通过降低成本，给农民 40 百分. “对于发展中国家的农民, 这节省了成本降低了势垒，以水节约和增产技术,补充说：” Amrose.

该小组已在摩洛哥和约旦进行了多次现场试验, 在那里他们与非政府组织合作伙伴和私营农场主测试新设计的发射器和优化灌溉系统工作.

“从这些现场试验最大的收获是我们的系统中有多少降低了能源和成本，同时提供流量的农作物高均匀性,”索科尔解释.

据Amrose, 索科尔一直在这些发射器的开发和测试工具. “她把整个包 - 她是一个优秀的设计师, 她可以在现场固定硬件, 同时她也是非常的好理论, 与模型工作,” Amrose说.

索科尔和齿轮实验室团队将继续作出改善，发射器既降低成本的设计, 节约资源, 提高作物产量. 他们的研究是由耆那教灌溉系统和美国国际开发署资助.

“全球人口持续增长, 因此，我们需要更大的农业生产力,”索科尔补充. “这是我们的工作重点 - 要做到这一点, 尤其是在发展中地区“。

资源: HTTP://news.mit.edu, 由玛丽·贝丝·奥利里

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