農民花費大量時間和金錢來控制雜草和其他害蟲,並且經常不得不求助於化學熏蒸劑來阻止最具破壞性的害蟲。 農民還為如何處理作物生產的低價值副產品而苦苦掙扎,例如水果、蔬菜和堅果加工中的皮、種子和外殼。
如果這些農業廢物流可以產生化學熏蒸劑的替代品,並使農業更俱生產力、利潤和環境友好,那會怎樣?
也許他們可以。 加州大學戴維斯分校的研究人員對“生物太陽能化”合作實驗的早期結果感到鼓舞,“生物太陽能化”是一種將太陽熱量與土壤改良劑相結合以管理雜草和其他土壤傳播害蟲的過程。
“它看起來很有希望,”食品科學和技術教授克里斯托弗西蒙斯說,他正在測試各種作物的生物太陽能,並與全州的農民合作。 “我們還有很多工作要做,但生物太陽能正顯示出真正的潛力,它是一種安全、可持續的害蟲防治方法,同時還能提高作物質量和產量。”
加強太陽能
許多後院園丁都知道日曬的力量。 當您在潮濕的土壤上鋪設透明塑料防水佈時,您可以捕獲太陽輻射並將土壤加熱到足以殺死雜草和其他土壤傳播的害蟲。 它是有效的,但可能需要 4 到 6 週,這對於農田休耕來說通常太長了。
生物太陽能化可以加速和改善這一過程。 西蒙斯和他的團隊正在將有機改良劑(如葡萄和番茄皮或花生殼)添加到土壤中,然後再用防水布覆蓋土壤,以促進有益細菌的生長。 有益的微生物與害蟲競爭,暫時使土壤更酸,對雜草和其他害蟲更不友好。
總之,土壤加熱和微生物活動可以將處理時間縮短到幾天,而不是幾週。
“通過激活土壤中的有益微生物,生物日光化有可能長期改善土壤健康,”西蒙斯解釋說。
在商業條件下測試
化學熏蒸劑價格昂貴,許多已被州和聯邦監管機構確定為致癌劑。 但在殺死土傳害蟲方面,它們非常有效。
“熏蒸劑具有廣泛的殺生物作用,這意味著它們會影響有益微生物以及害蟲,”西蒙斯說。 “生物太陽能化可以讓更多無害和有益的微生物在土壤中持續存在。”
但為了讓農民採用生物日光化作為化學熏蒸劑的替代品,處理必須有效、可預測和經濟。 因此,該團隊正在全州範圍內以商業規模測試各種作物、改良劑和土壤對抗不同害蟲的生物太陽能。
“我們正在進行生菜、西紅柿、甜瓜和各種覆蓋作物的田間試驗,”西蒙斯說。 “我們在奇科的一個傳統果園裡進行了一項占地 10 英畝的長期試驗,用杏仁進行試驗。”
在奇科,西蒙斯和他的團隊在加州杏仁委員會和西部農業健康與安全中心的資助下,與尼古拉斯堅果公司的杏仁種植者羅里克勞利合作。 他們進行了為期 25 年的實驗,以了解杏仁加工殘留物和陽光是否可以促進土壤健康並減少雜草和其他土壤傳播的害蟲。 到目前為止,克勞利印象深刻。
“這對土壤很好,”克勞利說。 “使用生物太陽能和芥菜覆蓋作物,我們將有機物增加了 1.25% 到 1.75%,這是一個巨大的飛躍。 這有利於碳封存和土壤的整體健康。”
現在判斷土壤改良是否會轉化為更高的農作物產量還為時過早,但克勞利認為生物太陽能化可以成為一種很好的害蟲管理工具,並對原本會成為農業廢物的物質進行有價值的利用。
“我們需要為杏仁加工的副產品找到一個歸宿,那麼為什麼不看看我們是否可以在控制害蟲的同時利用它們來改善土壤健康呢?” 克勞利問道。
現場測試繼續
Simmons 和他的團隊正在使用來自番茄和葡萄酒加工的農業廢物流,在加州大學戴維斯分校校園的地塊上測試幾種一年生和覆蓋作物的生物太陽能。 很快他們將開始用草莓進行測試,隨著農民重新種植草莓,每個季節通常都會用熏蒸劑處理草莓。
Simmons 的目標:確保農民能夠在廣泛的條件下對多種害蟲進行有效且經濟的生物太陽能。
“我們正在取得重大進展,”他說。 “我們希望生物太陽能可以幫助農民將食物和農業廢物返回系統,以控制害蟲並改善作物產量。”
- 黛安·尼爾森,加州大學戴維斯分校
照片:在奇科,加州大學戴維斯分校的團隊正在測試杏仁加工殘留物和陽光是否可以促進土壤健康。