Landmænd bruger meget tid og penge på at bekæmpe ukrudt og andre skadedyr og må ofte henvende sig til kemiske desinfektionsmidler for at holde de mest ødelæggende skadedyr på afstand. Landmænd kæmper også med, hvad de skal gøre med lavværdibiprodukter fra afgrødeproduktionen, såsom skind, frø og skaller fra frugt-, grøntsags- og nøddeforarbejdning.
Hvad hvis disse landbrugsaffaldsstrømme kunne generere alternativer til kemiske desinfektionsmidler og gøre landbruget mere produktivt, rentabelt og miljøvenligt?
Måske kan de. Forskere ved University of California, Davis, er opmuntret af tidlige resultater fra kollaborative eksperimenter med "biosolarization", en proces, der kombinerer solens varme med jordændringer for at håndtere ukrudt og andre jordbårne skadedyr.
"Det ser lovende ud," sagde professor i fødevarevidenskab og teknologi Christopher Simmons, som tester biosolarisering med forskellige afgrøder og arbejder med landmænd i hele staten. "Vi har stadig meget arbejde at gøre, men biosolarisering viser et reelt potentiale som en sikker, bæredygtig måde at bekæmpe skadedyr og samtidig forbedre afgrødens kvalitet og udbytte."
Styrkelse af solenergi
Mange baggårdsgartnere kender kraften ved solarisering. Når du lægger en klar plastpresenning over fugtig jord, kan du fange solstråling og opvarme jorden nok til at dræbe ukrudt og andre jordbårne skadedyr. Det er effektivt, men kan tage 4 til 6 uger, hvilket ofte er for lang tid til, at marker kan lægges brak.
Biosolarisering kan accelerere og forbedre processen. Simmons og hans team tilføjer organiske ændringer som drue- og tomatskind eller jordnøddeskaller til jorden, før de tarper den, hvilket fremmer væksten af gavnlige bakterier. De hjælpsomme mikroorganismer konkurrerer med skadedyr og gør midlertidigt jorden mere sur og mindre gæstfri over for ukrudt og andre skadedyr.
Tilsammen kan jordopvarmningen og den mikrobielle aktivitet reducere behandlingstiden til dage, ikke uger.
"Og ved at aktivere gavnlige mikrober i jorden har biosolarisering potentialet til at forbedre jordens sundhed på lang sigt," forklarede Simmons.
Test under kommercielle forhold
Kemiske desinfektionsmidler er dyre, og mange er blevet identificeret som kræftfremkaldende af statslige og føderale tilsynsmyndigheder. Men når det kommer til at dræbe jordbårne skadedyr, er de meget effektive.
"Fumiganter er bredt biocidale, hvilket betyder, at de påvirker gavnlige mikroorganismer sammen med skadedyrene," sagde Simmons. "Biosolarisering tillader mere uskadelige og gavnlige mikroorganismer at forblive i jorden."
Men for at bønderne kan anvende biosolarisering som et alternativ til kemiske desinfektionsmidler, skal behandlingen være effektiv, forudsigelig og økonomisk. Så holdet tester biosolarisering med en bred vifte af afgrøder, ændringer og jord mod forskellige skadedyr på forskellige steder i kommerciel skala i hele staten.
"Vi har markforsøg i gang med salat, tomater, meloner og forskellige dækafgrøder," sagde Simmons. "Og vi har et langsigtet forsøg på 10 hektar med mandler i en konventionel frugthave i Chico."
I Chico samarbejder Simmons og hans team med mandeldyrkeren Rory Crowley hos Nicolaus Nut Company med støtte fra Almond Board of California og Western Center for Agricultural Health and Safety. De er et år inde i et 25-årigt eksperiment for at se, om rester fra mandelforarbejdning og solen kan øge jordens sundhed og reducere ukrudt og andre jordbårne skadedyr. Indtil videre er Crowley imponeret.
"Det har været fantastisk for jorden," sagde Crowley. "Ved at bruge biosolarisering og en sennepsdækafgrøde har vi øget organisk stof med 1.25 til 1.75 procent, hvilket er et stort spring. Det er godt for kulstofbinding og jordens generelle sundhed."
Det er for tidligt at sige, om jordforbedringerne vil oversætte til større afgrødeudbytte, men Crowley mener, at biosolarisering kan blive et godt skadedyrsbekæmpelsesværktøj og en værdifuld anvendelse for, hvad der ellers ville være landbrugsaffald.
"Vi skal finde et hjem for biprodukterne fra mandelforarbejdning, så hvorfor ikke se, om vi kan bruge dem til at forbedre jordens sundhed og samtidig bekæmpe skadedyr?" spørger Crowley.
Feltforsøg fortsætter
Simmons og hans team tester biosolarisering på adskillige etårige og dækafgrøder i parceller på UC Davis campus ved hjælp af landbrugsaffaldsstrømme fra tomat- og vinforarbejdning. Snart vil de begynde at teste med jordbær, som almindeligvis behandles med desinfektionsmidler hver sæson, efterhånden som landmænd planter bær på ny.
Simmons' mål: At sikre landmænd, at biosolarisering kan være effektiv og økonomisk under en lang række forhold mod en lang række skadedyr.
"Vi gør betydeligt terræn," sagde han. "Vi håber, at biosolarisering kan hjælpe landmændene med at returnere mad- og landbrugsaffald tilbage i systemet for at kontrollere skadedyr og forbedre afgrødeproduktionen."
- Diane Nelson, UC Davis
Foto: I Chico tester UC Davis-teamet, om rester fra mandelforarbejdning og solen kan øge jordens sundhed.