เกษตรกรใช้เวลาและเงินเป็นจำนวนมากในการควบคุมวัชพืชและแมลงศัตรูพืชอื่นๆ และมักต้องหันไปใช้สารเคมีรมควันเพื่อกำจัดศัตรูพืชที่ทำลายล้างได้มากที่สุด เกษตรกรยังต่อสู้กับสิ่งที่จะทำอย่างไรกับผลพลอยได้ของผลผลิตพืชผลที่มีมูลค่าต่ำ เช่น ผิวหนัง เมล็ดพืช และเปลือกจากการแปรรูปผลไม้ ผัก และถั่ว
จะเกิดอะไรขึ้นหากแหล่งของเสียทางการเกษตรเหล่านั้นสามารถสร้างทางเลือกแทนการรมควันด้วยสารเคมี และทำให้การทำการเกษตรมีประสิทธิผลมากขึ้น ให้ผลกำไร และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม?
บางทีพวกเขาสามารถ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส ได้รับกำลังใจจากผลการทดลองในช่วงแรกๆ จากการทดลองร่วมกันกับ "กระบวนการทางชีวภาพ" ซึ่งเป็นกระบวนการที่รวมความร้อนของดวงอาทิตย์เข้ากับการปรับปรุงดินเพื่อจัดการวัชพืชและแมลงศัตรูพืชอื่นๆ ในดิน
“มันดูมีความหวัง” คริสโตเฟอร์ ซิมมอนส์ ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร ซึ่งกำลังทดสอบระบบสุริยะทางชีวภาพด้วยพืชผลหลายชนิด และทำงานร่วมกับเกษตรกรทั่วทั้งรัฐ กล่าว “เรายังมีงานอีกมากที่ต้องทำ แต่โซลาไรเซชันได้แสดงให้เห็นศักยภาพที่แท้จริงว่าเป็นวิธีที่ปลอดภัยและยั่งยืนในการควบคุมศัตรูพืช ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงคุณภาพและผลผลิตของพืชผล”
เสริมพลังแสงอาทิตย์
ชาวสวนหลังบ้านหลายคนรู้ถึงพลังของโซลาไรเซชัน เมื่อคุณปูผ้าใบกันน้ำพลาสติกใสบนดินชื้น คุณสามารถดักจับรังสีดวงอาทิตย์และทำให้ดินร้อนมากพอที่จะฆ่าวัชพืชและแมลงศัตรูพืชในดินได้ มีประสิทธิภาพ แต่อาจใช้เวลา 4 ถึง 6 สัปดาห์ ซึ่งมักจะนานเกินไปสำหรับทุ่งนาที่จะทิ้งร้าง
Biosolarization สามารถเร่งและปรับปรุงกระบวนการได้ ซิมมอนส์และทีมของเขากำลังเพิ่มสารปรับปรุงอินทรีย์ เช่น เปลือกองุ่นและมะเขือเทศ หรือเปลือกถั่วลันเตาลงในดินก่อนที่จะปูผ้าใบกันน้ำ ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ จุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์จะแข่งขันกับศัตรูพืชและทำให้ดินมีความเป็นกรดมากขึ้นชั่วคราวและเป็นมิตรกับวัชพืชและแมลงศัตรูพืชอื่นๆ น้อยลง
การให้ความร้อนในดินและการทำงานของจุลินทรีย์ร่วมกันสามารถลดเวลาการบำบัดลงเหลือเป็นวัน ไม่ใช่สัปดาห์
"และโดยการกระตุ้นจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ในดิน biosolarization มีศักยภาพในการปรับปรุงสุขภาพของดินในระยะยาว" ซิมมอนส์อธิบาย
การทดสอบภายใต้เงื่อนไขทางการค้า
สารเคมีที่รมควันมีราคาแพง และหลายแห่งได้รับการระบุว่าเป็นสารก่อมะเร็งโดยหน่วยงานกำกับดูแลของรัฐและรัฐบาลกลาง แต่เมื่อพูดถึงการฆ่าศัตรูพืชในดิน พวกมันมีประสิทธิภาพมาก
"สารรมควันเป็นสารฆ่าแมลงในวงกว้าง ซึ่งหมายความว่าพวกมันส่งผลต่อจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์พร้อมกับศัตรูพืช" ซิมมอนส์กล่าว "Biosolarization ช่วยให้จุลินทรีย์ที่ไม่เป็นอันตรายและเป็นประโยชน์สามารถคงอยู่ในดินได้มากขึ้น"
แต่เพื่อให้เกษตรกรนำ biosolarization มาใช้เป็นทางเลือกแทนการรมควันด้วยสารเคมี การบำบัดจะต้องมีประสิทธิภาพ คาดการณ์ได้ และประหยัด ดังนั้น ทีมงานจึงทำการทดสอบ biosolarization กับพืช การแก้ไข และดินที่หลากหลายเพื่อต่อต้านศัตรูพืชต่างๆ ในสถานที่ต่างๆ ในเชิงพาณิชย์ทั่วทั้งรัฐ
“เรามีการทดลองภาคสนามกับผักกาดหอม มะเขือเทศ แตง และพืชคลุมดินหลายชนิด” ซิมมอนส์กล่าว “และเรามีการทดลองระยะยาว 10 เอเคอร์กับอัลมอนด์ที่สวนผลไม้ทั่วไปในชิโก”
ในเมือง Chico ซิมมอนส์และทีมของเขากำลังร่วมมือกับ Rory Crowley ผู้ปลูกอัลมอนด์ที่ Nicolaus Nut Company โดยได้รับการสนับสนุนด้านเงินทุนจาก Almond Board of California และ Western Center for Agricultural Health and Safety พวกเขาใช้เวลาหนึ่งปีในการทดลอง 25 ปีเพื่อดูว่าสารตกค้างจากการแปรรูปอัลมอนด์และแสงแดดสามารถเพิ่มสุขภาพของดินและลดวัชพืชและศัตรูพืชในดินอื่น ๆ ได้หรือไม่ จนถึงตอนนี้ Crowley รู้สึกประทับใจ
“มันดีมากสำหรับดิน” Crowley กล่าว “ด้วยการใช้ biosolarization และพืชคลุมมัสตาร์ด เราได้เพิ่มอินทรียวัตถุขึ้น 1.25 เป็น 1.75 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ นั่นเป็นสิ่งที่ดีสำหรับการกักเก็บคาร์บอนและสุขภาพโดยรวมของดิน”
ยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่าการปรับปรุงดินจะทำให้ได้ผลผลิตมากขึ้นหรือไม่ แต่ Crowley คิดว่า biosolarization อาจกลายเป็นเครื่องมือในการจัดการศัตรูพืชที่ดีและเป็นประโยชน์สำหรับสิ่งที่จะเป็นขยะทางการเกษตร
“เราจำเป็นต้องหาบ้านสำหรับผลิตผลร่วมของการแปรรูปอัลมอนด์ ทำไมไม่ลองดูว่าเราสามารถใช้พวกมันเพื่อปรับปรุงสุขภาพของดินในขณะที่ควบคุมศัตรูพืชได้” คราวลีย์ถาม
การทดสอบภาคสนามดำเนินต่อไป
Simmons และทีมของเขากำลังทดสอบ biosolarization ในหลาย ๆ ปีและครอบคลุมพืชผลในแปลงที่วิทยาเขต UC Davis โดยใช้ของเสียทางการเกษตรจากการแปรรูปมะเขือเทศและไวน์ อีกไม่นานพวกเขาจะเริ่มการทดสอบกับสตรอเบอร์รี่ ซึ่งปกติแล้วจะใช้สารรมควันในแต่ละฤดูกาลในขณะที่เกษตรกรปลูกผลเบอร์รี่ใหม่
เป้าหมายของ Simmons: เพื่อให้เกษตรกรมั่นใจว่า biosolarization สามารถมีประสิทธิภาพและประหยัดได้ภายใต้สภาวะที่หลากหลายในการต่อต้านศัตรูพืชจำนวนมาก
“เรากำลังสร้างรากฐานที่สำคัญ” เขากล่าว "เราหวังว่า biosolarization จะช่วยให้เกษตรกรคืนอาหารและของเสียทางการเกษตรกลับเข้าสู่ระบบเพื่อควบคุมศัตรูพืชและปรับปรุงการผลิตพืชผล"
- ไดแอน เนลสัน UC Davis
ภาพ: ในเมือง Chico ทีมงาน UC Davis กำลังทดสอบว่าสารตกค้างจากกระบวนการผลิตอัลมอนด์และแสงแดดสามารถช่วยเพิ่มสุขภาพของดินได้หรือไม่