Viljelijät käyttävät paljon aikaa ja rahaa rikkaruohojen ja muiden tuholaisten torjuntaan, ja heidän on usein turvauduttava kemiallisiin kaasutusaineisiin pitääkseen tuhoisimmat tuholaiset loitolla. Maanviljelijät kamppailevat myös sen kanssa, mitä tehdä vähäarvoisille kasvinviljelyn sivutuotteille, kuten hedelmien, vihannesten ja pähkinöiden käsittelystä syntyville kuorille, siemenille ja kuorille.
Entä jos nämä maatalouden jätevirrat voisivat tuottaa vaihtoehtoja kemiallisille kaasutusaineille ja tehdä maataloudesta tuottavampaa, kannattavampaa ja ympäristöystävällisempää?
Ehkä he voivat. Kalifornian yliopiston Davisin tutkijat rohkaisevat "biosolarisaatiota" -prosessia, joka yhdistää auringon lämmön ja maaperän muutoksia rikkakasvien ja muiden maaperässä leviävien tuholaisten hallintaan, yhteistyökokeiden varhaiset tulokset.
"Se näyttää lupaavalta", sanoi elintarviketieteen ja -teknologian professori Christopher Simmons, joka testaa biosolarisaatiota eri viljelykasveilla ja työskentelee maanviljelijöiden kanssa kaikkialla osavaltiossa. "Meillä on vielä paljon tehtävää, mutta biosolarisaatiolla on todellista potentiaalia turvallisena ja kestävänä tapana torjua tuholaisia ja samalla parantaa sadon laatua ja satoa."
Aurinkovoiman vahvistaminen
Monet takapihapuutarhurit tietävät auringonpaisteen voiman. Kun asetat kostean maan päälle kirkkaan muovisuojan, voit vangita auringonsäteilyn ja lämmittää maaperää tarpeeksi tappaaksesi rikkakasvit ja muut maaperässä leviävät tuholaiset. Se on tehokasta, mutta voi kestää 4–6 viikkoa, mikä on usein liian kauan peltojen kesannointiin.
Biosolarisaatio voi nopeuttaa ja parantaa prosessia. Simmons ja hänen tiiminsä lisäävät maaperään orgaanisia lisäaineita, kuten rypäleiden ja tomaattien kuoria tai maapähkinäkuoria, ennen kuin ne peittävät sen, mikä edistää hyödyllisten bakteerien kasvua. Hyödylliset mikro-organismit kilpailevat tuholaisten kanssa ja tekevät maasta tilapäisesti happamamman ja vähemmän vieraanvaraisen rikkakasveille ja muille tuholaisille.
Yhdessä maan lämmitys ja mikrobiaktiivisuus voivat lyhentää käsittelyaikaa päiviin, ei viikkoihin.
"Ja aktivoimalla hyödyllisiä mikrobeja maaperässä, biosolarisaatiolla on potentiaalia parantaa maaperän terveyttä pitkällä aikavälillä", Simmons selitti.
Testaus kaupallisissa olosuhteissa
Kemialliset kaasutusaineet ovat kalliita, ja osavaltioiden ja liittovaltion sääntelyvirastot ovat tunnistaneet monet syöpää aiheuttaviksi. Mutta mitä tulee maaperän leviävien tuholaisten tappamiseen, ne ovat erittäin tehokkaita.
"Fumigantit ovat laajalti biosidisia, mikä tarkoittaa, että ne vaikuttavat hyödyllisiin mikro-organismeihin tuholaisten ohella", Simmons sanoi. "Biosolarisaatio mahdollistaa vaarattomien ja hyödyllisten mikro-organismien säilymisen maaperässä."
Mutta jotta viljelijät omaksuisivat biosolarisoinnin vaihtoehdoksi kemiallisille kaasutusaineille, käsittelyn on oltava tehokasta, ennustettavaa ja taloudellista. Joten tiimi testaa biosolarisaatiota useilla eri viljelykasveilla, lisäyksillä ja maaperällä erilaisia tuholaisia vastaan eri paikoissa kaupallisessa mittakaavassa kaikkialla osavaltiossa.
"Meillä on käynnissä kenttäkokeet salaatilla, tomaateilla, meloneilla ja erilaisilla peittokasveilla", Simmons sanoi. "Ja meillä on pitkäaikainen 10 hehtaarin koe manteleilla perinteisessä hedelmätarhassa Chicossa."
Chicossa Simmons ja hänen tiiminsä tekevät yhteistyötä mantelinviljelijän Rory Crowleyn kanssa Nicolaus Nut Companyssa Kalifornian Almond Boardin ja Western Center for Agricultural Health and Safetyn rahoituksella. Heillä on yksi vuosi käynnissä 25-vuotinen kokeilu, jossa selvitetään, voivatko mantelien käsittelyjäämät ja aurinko parantaa maaperän terveyttä ja vähentää rikkaruohoja ja muita maaperässä leviäviä tuholaisia. Toistaiseksi Crowley on vaikuttunut.
"Se on ollut hyvä maaperälle", Crowley sanoi. ”Biosolarisaatiolla ja sinappipeitesadon avulla olemme lisänneet orgaanista ainesta 1.25–1.75 prosenttia, mikä on valtava hyppy. Se on hyvä hiilen sitomiselle ja maaperän yleiselle terveydelle."
On liian aikaista sanoa, johtavatko maaperän parannukset parempaan satoon, mutta Crowley uskoo, että biosolarisaatiosta voi tulla hyvä tuholaisten torjuntatyökalu ja arvokas käyttö muuten maatalousjätteelle.
"Meidän on löydettävä koti mantelikäsittelyn sivutuotteille, joten miksi emme katso, voimmeko käyttää niitä parantamaan maaperän terveyttä samalla kun torjumme tuholaisia?" Crowley kysyy.
Kenttäkokeet jatkuvat
Simmons ja hänen tiiminsä testaavat biosolarisaatiota useilla yksivuotisilla ja peittokasveilla UC Davisin kampuksen lohkoilla käyttämällä tomaattien ja viinin prosessoinnin maatalouden jätevirtoja. Pian he alkavat testata mansikoita, joita yleensä käsitellään kaasutusaineilla joka kausi, kun viljelijät istuttavat marjoja uudelleen.
Simmonsin tavoite: Varmistaa viljelijöille, että biosolarisaatio voi olla tehokasta ja taloudellista monenlaisissa olosuhteissa monenlaisia tuholaisia vastaan.
"Olemme tekemässä merkittävää tietä", hän sanoi. "Toivomme, että biosolarisaatio voi auttaa viljelijöitä palauttamaan elintarvikkeita ja maatalousjätteitä takaisin järjestelmään tuholaisten torjuntaan ja kasvinviljelyn parantamiseen."
- Diane Nelson, UC Davis
Kuva: Chicossa UC Davis -tiimi testaa, voivatko mantelikäsittelyn jäämät ja aurinko parantaa maaperän terveyttä.