องค์กรวิจัยแห่งออสเตรเลีย CSIRO ได้พัฒนาวัสดุคลุมด้วยหญ้าโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพแบบฉีดพ่นได้ ซึ่งสามารถช่วยให้เกษตรกรผลิตได้มากขึ้น ในขณะที่ใช้น้ำ สารอาหาร และสารเคมีทางการเกษตรน้อยลง
เทคโนโลยีใหม่ที่ชื่อว่า TranpiratiONalเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับพลาสติกทางการเกษตร เช่น โพลิเอทิลีน ซึ่งมักเรียกว่าพลาสติกคลุมด้วยหญ้า การทดลองได้ยืนยันการเพิ่มผลผลิตน้ำพืชผลเกินร้อยละ 30 ในขณะที่ยังช่วยควบคุมวัชพืช
ตามที่ CSIRO มีความท้าทายทั่วโลกในการปลูกอาหารมากขึ้นโดยใช้ทรัพยากรน้อยลง “ประชากรโลกกำลังเติบโต โดยกำหนดให้การผลิตอาหารเพิ่มเป็นสองเท่าภายในปี 2050 เพื่อเลี้ยงประชากรเก้าพันล้านคนที่คาดไว้ ความจำเป็นในการขยายผลผลิตอาหารของเรายังส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมด้วยการใช้ปุ๋ยและสารเคมีอื่นๆ” CSIRO กล่าว
เมมเบรนโพลีเมอร์
นักวิจัย ดร.คีธ แอล. บริสโทว์ ได้คิดค้นเมมเบรนโพลีเมอร์ “ฉันได้ทำงานหลายอย่างเกี่ยวกับสุขภาพของดิน และปฏิกิริยาระหว่างน้ำกับดิน” เขากล่าว “ฉันไปประเทศจีนเมื่อนานมาแล้ว และรู้สึกตกใจกับฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกที่พวกเขาใช้อยู่ เราไปเยี่ยมชมทุ่งนาที่พลาสติกมีความสำคัญมากกว่าดิน ซึ่งหมายความว่ารูพรุนของดินส่วนใหญ่ถูกปิดกั้นและสารพิษรั่วไหลลงสู่ดินและระบบน้ำโดยรอบ”
มุมมองของฉันคือเกษตรกรทุกคนควรจะสามารถทาเมมเบรนได้ แม้กระทั่งชาวแอฟริกาโดยใช้เครื่องพ่นสารเคมีแบบมือธรรมดา
Dr. Bristow มุ่งมั่นที่จะสร้างผลิตภัณฑ์ที่สามารถใช้แทนฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกได้ เขาต้องการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งสามารถฉีดพ่นได้ “มุมมองของฉันคือเกษตรกรทุกคนควรจะสามารถใช้เมมเบรนได้ แม้แต่เกษตรกรในแอฟริกาโดยใช้เครื่องพ่นสารเคมีแบบใช้มือธรรมดาหรือในสหรัฐอเมริกาโดยใช้เครื่องจักรกลขนาดใหญ่” เขาอธิบาย
การทดลองภาคสนาม
หลังจากพัฒนาเทคโนโลยีเมมเบรน CSIRO ได้ทำการทดลองและการทดลองภาคสนามหลายครั้งในออสเตรเลีย “เราใช้อุปกรณ์การเกษตรทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็ก และพิสูจน์ว่าเมมเบรนโพลีเมอร์ของเราสามารถเข้าถึงได้โดยเกษตรกรรายย่อยในประเทศกำลังพัฒนา และเกษตรกรที่ใช้เครื่องจักรขนาดใหญ่และธุรกิจการเกษตรในประเทศที่พัฒนาแล้ว” ดร.บริสโทว์กล่าว
CSIRO สาธิตเทคโนโลยีที่ฉีดพ่นได้ในการทดลองแปลงพื้นที่ชลประทานในออสเตรเลียโดยใช้แตง มะเขือเทศ ข้าวฟ่าง และฝ้าย การทดลองยืนยันการเพิ่มผลผลิตน้ำพืชผลเกินร้อยละ 30 ในขณะที่ยังช่วยควบคุมวัชพืช
"เรามีการพิสูจน์แนวคิดแล้ว แต่เราต้องปรับแต่งสเปรย์โพลีเมอร์เพิ่มเติม" ดร.บริสโทว์กล่าว “เราต้องการทำให้มันมีความทนทานและคุ้มค่ามากที่สุด ในขณะนี้ราคาน่าจะสูงกว่าฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย”
ปล่อยสารพิษ
เกษตรกรบอกกับ Dr. Bristow และทีมของเขาว่า พวกเขาจะไม่ใช้ฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกอีกต่อไป หากพวกเขาสามารถใช้เมมเบรนโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพแบบฉีดพ่นได้ในราคาที่คุ้มค่า "การใช้เมมเบรนที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพแบบฉีดพ่นได้ พวกเขาไม่ต้องดึงฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกที่เสื่อมสภาพระหว่างและหลังการเก็บเกี่ยว" ดร. บริสโทว์กล่าว “และฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกจำนวนมากยังคงก่อให้เกิดปัญหา มันถูกเผาซึ่งรัฐบาลและชุมชนไม่ชอบหรือไปที่โรงกำจัดขยะ และเมื่อมันแตกออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย มันจะปล่อยสารพิษสู่ดินและระบบน้ำของเรา รวมถึงลำธาร แม่น้ำ และน้ำใต้ดินด้านล่าง”
โดยทั่วไปแล้ว เกษตรกรในการทดลองพอใจกับความสามารถของเมมเบรนโพลีเมอร์ในการคลุมดิน วัชพืชถูกควบคุมและประหยัดน้ำ ส่งผลให้มีการผลิตมากขึ้น “เป้าหมายของเราคือการเพิ่มการคายน้ำให้มากที่สุดและลดปริมาณการระเหยของดิน” ดร.บริสโตว์เน้นย้ำ
ย่อยสลายได้
การทดลองภาคสนามได้แสดงให้เห็นข้อดีหลายประการของเมมเบรนโพลีเมอร์ของ CSIRO เหนือฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกที่เกษตรกรกำลังใช้อยู่ เมมเบรนโพลีเมอร์สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกส่วนใหญ่ไม่ ผลิตภัณฑ์ใหม่นี้สามารถฉีดพ่นได้ เกษตรกรสามารถใช้อุปกรณ์การเกษตรที่มีอยู่สำหรับการใช้งาน – โดยมีการดัดแปลงเพียงเล็กน้อยและมีค่าใช้จ่ายต่ำ การใช้ฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกมีราคาแพงเนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์ทำฟาร์มเฉพาะทาง
ฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกสามารถทำให้เกิดอุณหภูมิพื้นผิวที่รุนแรงได้ การใช้เมมเบรนโพลีเมอร์ช่วยลดอุณหภูมิพื้นผิวดิน การทดลองแสดงให้เห็นว่าฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกทำให้ต้นกล้าเสียหายและพืชตาย การใช้เมมเบรนโพลีเมอร์ทำให้เกิดความเสียหายน้อยที่สุดกับต้นกล้า
เมมเบรนโพลีเมอร์ปลอดภัยต่อการใช้งาน
ดร.บริสโทว์และทีมของเขาได้ทำให้แน่ใจว่าเมมเบรนโพลีเมอร์นั้นปลอดภัยต่อการใช้งาน “เราได้เก็บตัวอย่างดินที่มีพอลิเมอร์และผลิตภัณฑ์ เช่น ผิวของแตง” เขากล่าว “เราอาจทำการทดสอบที่แตกต่างกันสองสามร้อยแบบ ผลการวิจัยพบว่าไม่มีสิ่งที่เป็นอันตรายหรือเป็นพิษในผลิตภัณฑ์และสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เกษตรกรสามารถทิ้งไว้ในทุ่งหลังการเก็บเกี่ยวได้”
ดร.บริสโทว์ต้องการทดลองฟาร์มก่อนเชิงพาณิชย์เพื่อปรับแต่งสูตรพอลิเมอร์ การประยุกต์ใช้และผลกระทบ ขณะนี้เขากำลังพูดคุยกับนักลงทุนเพื่อเตรียมการสำหรับการทดลองก่อนเชิงพาณิชย์ให้เสร็จสิ้น มีความสนใจเพียงพอในหมู่เกษตรกร “ฉันได้รับการติดต่อจากเกษตรกรทุกสัปดาห์ บางครั้งหกครั้งต่อสัปดาห์ ผู้คนต่างโทรหาฉันจากทั่วโลก”
เติมน้ำได้มากกว่า 1,000 กิกะลิตร
CSIRO อธิบายว่าการบรรลุเป้าหมายเบื้องต้นของการใช้น้ำน้อยลงร้อยละ 10 โดยไม่มีการสูญเสียผลผลิตในการเกษตรแบบชลประทานของออสเตรเลียจะทำให้มีน้ำมากกว่า 1,000 กิกะลิตร “สิ่งนี้สามารถใช้สำหรับการปลูกพืชผลเพิ่มเติมและ/หรือปรับปรุงการไหลของสิ่งแวดล้อมในแหล่งน้ำของเรา” CSIRO กล่าว