Australijska Organizacja Badawcza CSIRO opracowała biodegradowalną ściółkę polimerową do rozpylania, która może pomóc rolnikom produkować więcej przy mniejszym zużyciu wody, składników odżywczych i agrochemikaliów.
Nowa technologia, nazwana Transpiracyjne, jest przyjazną dla środowiska alternatywą dla plastików rolniczych, takich jak polietylen, często nazywany plastikową ściółką. Próby potwierdziły wzrost wydajności wody w uprawach o ponad 30%, pomagając jednocześnie zwalczać chwasty.
Zgodnie z CSIRO istnieje ogólnoświatowe wyzwanie, jakim jest uprawa większej ilości żywności przy mniejszym zużyciu zasobów. „Populacja świata rośnie, co wymaga podwojenia produkcji żywności do 2050 r., aby wyżywić dziewięć miliardów ludzi. Konieczność zwiększenia naszej produkcji żywności ma również wpływ na środowisko poprzez stosowanie nawozów i innych chemikaliów”, mówi CSIRO.
Membrana polimerowa
Badacz dr Keith L. Bristow wpadł na pomysł membrany polimerowej. „Wykonywałem wiele prac związanych ze zdrowiem gleb i oddziaływaniem wody z glebą”, mówi. „Kiedyś pojechałem do Chin i byłem po prostu przerażony plastikowymi foliami mulczowymi, których używali. Odwiedziliśmy niektóre pola, na których plastik dominował bardziej niż gleba. Oznacza to, że pory gleby były w większości zablokowane, a toksyny przedostawały się do gleby i otaczających ją systemów wodnych”.
Moim zdaniem wszyscy rolnicy powinni móc nakładać membranę, nawet ci w Afryce za pomocą prostego opryskiwacza ręcznego
Dr Bristow postanowił stworzyć produkt, który mógłby zastąpić plastikowe folie mulczowe. Chciał wyprodukować produkt biodegradowalny, który można by rozpylać. „Moim zdaniem wszyscy rolnicy powinni móc nakładać membranę, nawet ci w Afryce za pomocą prostego opryskiwacza ręcznego lub ci w USA za pomocą dużych maszyn mechanicznych”, wyjaśnia.
Próby terenowe
Po opracowaniu technologii membranowej CSIRO przeprowadziło kilka eksperymentów i prób terenowych w Australii. „Użyliśmy dużego i małego sprzętu rolniczego i udowodniliśmy, że nasza membrana polimerowa może być dostępna dla drobnych rolników w krajach rozwijających się oraz dla dużych, wysoko zmechanizowanych rolników i agrobiznesów w krajach rozwiniętych”, mówi dr Bristow.
CSIRO zademonstrowało technologię opryskiwania w próbach nawadnianych działek polowych w Australii przy użyciu melonów, pomidorów, sorgo i bawełny. Próby potwierdziły wzrost wydajności wody w uprawach o ponad 30 procent, pomagając jednocześnie w zwalczaniu chwastów.
„Mamy weryfikację koncepcji, ale musimy jeszcze bardziej dopracować spray polimerowy”, mówi dr Bristow. „Chcemy, aby był jak najbardziej trwały i opłacalny. W tej chwili koszt jest prawdopodobnie wyższy niż w przypadku powszechnie stosowanej plastikowej folii mulczowej”.
Uwalnianie toksyn
Rolnicy powiedzieli dr Bristowowi i jego zespołowi, że nie będą już używać plastikowej folii mulczowej, jeśli będą mogli zastosować opłacalną, biodegradowalną membranę polimerową, którą można natryskiwać. „Dzięki zastosowaniu biodegradowalnej membrany, którą można rozpylać, nie muszą odzyskiwać niszczącej się plastikowej folii mulczowej podczas i po zbiorach”, mówi dr Bristow. „A duża część plastikowej folii mulczowej nadal powoduje problemy. Spala się, co nie podoba się rządowi i społeczności, albo trafia do składowiska odpadów. A kiedy rozpada się na mniejsze fragmenty, uwalnia toksyny do gleby i naszych systemów wodnych, w tym strumieni, rzek i wód gruntowych poniżej”.
Rolnicy biorący udział w próbach byli ogólnie zadowoleni z możliwości pokrycia gleby przez membranę polimerową. Zwalczano chwasty i oszczędzano wodę, co skutkowało większą produkcją. „Naszym celem jest maksymalizacja transpiracji i minimalizacja parowania gleby”, podkreśla dr Bristow.
Ulegające biodegradacji
Próby terenowe wykazały szereg zalet membran polimerowych CSIRO w porównaniu z plastikowymi foliami mulczowymi stosowanymi obecnie przez rolników. Membrana polimerowa jest biodegradowalna, a większość plastikowych folii mulczowych nie. Ten nowy produkt można natryskiwać. Rolnicy mogą używać do tej aplikacji istniejącego sprzętu rolniczego – po niewielkich, niedrogich modyfikacjach. Stosowanie folii mulczujących z tworzywa sztucznego jest drogie, ponieważ wymaga specjalistycznego sprzętu rolniczego.
Plastikowe folie mulczowe mogą powodować ekstremalne temperatury powierzchni. Jednak zastosowanie membrany polimerowej łagodzi temperatury powierzchni gleby. Próby wykazały, że plastikowe folie mulczowe powodowały uszkodzenia siewek i obumieranie roślin. Zastosowanie membrany polimerowej powodowało minimalne lub żadne uszkodzenia siewek.
Bezpieczna w użyciu membrana polimerowa
Dr Bristow i jego zespół upewnili się, że membrana polimerowa jest bezpieczna w użyciu. „Pobraliśmy próbki gleby z polimerem i produktów, na przykład skóry melonów”, mówi. „Prawdopodobnie przeprowadziliśmy kilkaset różnych testów. Wyniki dowiodły, że produkt nie zawiera żadnych szkodliwych lub toksycznych składników oraz że jest on biodegradowalny. Rolnicy mogą po prostu zostawić na polu po żniwach”.
Dr Bristow wolałby przeprowadzić kilka przedkomercyjnych prób na farmach, aby dopracować recepturę polimeru, jego zastosowanie i wpływ. Obecnie prowadzi rozmowy z inwestorami na temat zakończenia przygotowań do prób przedkomercyjnych. Zainteresowanie rolników jest wystarczające. „Rolnik kontaktuje się ze mną co tydzień, czasem sześć razy w tygodniu. Dzwonią do mnie ludzie z całego świata”.
Uwolnij ponad 1,000 gigalitrów wody
CSIRO wyjaśnia, że osiągnięcie początkowego celu, jakim jest zużywanie 10 procent mniej wody bez utraty plonów w australijskim rolnictwie nawadnianym, uwolniłoby ponad 1,000 gigalitrów wody. „Może to być wykorzystane do uprawy dodatkowych upraw i/lub poprawy przepływów środowiskowych na naszych drogach wodnych”, mówi CSIRO.