Den australske forskningsorganisasjonen CSIRO har utviklet en spraybar biologisk nedbrytbar polymer mulch som kan hjelpe bøndene til å produsere mer, samtidig som de bruker mindre vann, næringsstoffer og landbrukskjemikalier.
Den nye teknologien, kalt Transpirasjonell, er et miljøvennlig alternativ for landbruksplast, som polyetylen, ofte kalt plastdekke. Forsøk har bekreftet økninger i avlingsvannproduktiviteten på over 30 prosent, samtidig som de hjelper til med å kontrollere ugress.
Ifølge CSIRO det er en verdensomspennende utfordring å dyrke mer mat med mindre ressurser. "Verdens befolkning vokser, noe som krever at matproduksjonen dobles innen 2050 for å brødfø en forventet ni milliarder mennesker. Behovet for å utvide matproduksjonen vår påvirker også miljøet gjennom bruk av gjødsel og andre kjemikalier, sier CSIRO.
Polymer membran
Forsker Dr. Keith L. Bristow kom opp med ideen om en polymermembran. "Jeg hadde jobbet mye rundt jordsmonnets helse og samspillet mellom vann og jorda", sier han. «Jeg dro til Kina for en tid siden og ble rett og slett forferdet over plastfilmene de brukte. Vi besøkte noen jorder der plast var mer dominerende enn jorda. Dette betyr at jordporene stort sett var blokkert og giftstoffer lekket inn i jorda og omkringliggende vannsystemer."
Mitt syn var at alle bønder burde kunne bruke membranen, også de i Afrika med en enkel håndsprøyte
Dr. Bristow satte seg fore å lage et produkt som kunne erstatte plastdekkefilmene. Han ønsket å produsere et biologisk nedbrytbart produkt som kunne sprayes. "Mitt syn var at alle bønder skulle kunne bruke membranen, selv de i Afrika som bruker en enkel håndsprøyte eller de i USA, ved hjelp av store mekaniske maskiner", forklarer han.
Feltforsøk
Etter å ha utviklet membranteknologien, gjennomførte CSIRO flere eksperimenter og feltforsøk i Australia. "Vi brukte stort og lite gårdsutstyr og beviste at polymermembranen vår kan være tilgjengelig for småskalabønder i utviklingsland og storskala høymekaniserte bønder og landbruksbedrifter i utviklede land," sier Dr Bristow.
CSIRO demonstrerte den spraybare teknologien i irrigerte feltforsøk i Australia ved bruk av meloner, tomater, sorghum og bomull. Forsøkene bekreftet økninger i avlingsvannproduktiviteten på over 30 prosent, samtidig som de bidro til å kontrollere ugress.
"Vi har proof of concept, men vi må finjustere polymersprayen ytterligere", sier Dr. Bristow. «Vi ønsker å gjøre det så holdbart og kostnadseffektivt som mulig. For øyeblikket er kostnadene sannsynligvis høyere enn plastdekkefilmen som er mye brukt."
Frigjøring av giftstoffer
Bønder har fortalt Dr Bristow og teamet hans at de ikke lenger ville bruke plastfilm hvis de kunne bruke en kostnadseffektiv spraybar biologisk nedbrytbar polymermembran. "Ved å bruke en spraybar biologisk nedbrytbar membran trenger de ikke å gjenvinne en forringet plastfilm under og etter høsting", sier Dr. Bristow. "Og mye av plastfilmen skaper fortsatt problemer. Det blir brent, noe myndighetene og samfunnet ikke liker, eller det går til et avfallsanlegg. Og når det brytes ned i mindre fragmenter, frigjør det giftstoffer til jorda og vannsystemene våre, inkludert bekker, elver og grunnvann nedenfor.»
Bøndene i forsøkene var generelt fornøyd med polymermembranens evne til å dekke jorda. Ugress ble bekjempet og vann ble spart, noe som resulterte i mer produksjon. "Vårt mål er å maksimere transpirasjonen og minimere jordfordampningen", understreker Dr. Bristow.
Nedbrytbare
Feltforsøkene har vist en rekke fordeler med polymermembranen til CSIRO fremfor plastdekkefilmene som bøndene bruker for tiden. Polymermembranen er biologisk nedbrytbar, og de fleste plastfilmer er ikke det. Dette nye produktet er spraybart. Bønder kan bruke eksisterende landbruksutstyr for applikasjonen – med mindre, rimelige modifikasjoner. Påføring av plastdekkefilmer er dyrt da det krever spesialisert jordbruksutstyr.
Dekkefilmer av plast kan forårsake ekstreme overflatetemperaturer. Påføringen av polymermembranen modererer imidlertid jordoverflatetemperaturene. Forsøkene viste at plastfilmer forårsaket skade på frøplanter og død av planter. Bruken av polymermembranen forårsaket minimal eller ingen skade på frøplanter.
Polymermembran trygt å bruke
Dr. Bristow og teamet hans har sørget for at polymermembranen er trygg å bruke. – Vi tok prøver av jorda med polymeren og av produktene, for eksempel skinnet på meloner, sier han. «Vi gjorde sannsynligvis et par hundre forskjellige tester. Resultatene viste at det ikke var noe uheldig eller giftig i produktet, og at det er biologisk nedbrytbart. Bønder kan bare gå på åkeren etter høsting.»
Dr. Bristow foretrekker å gjøre noen pre-kommersielle gårdsforsøk for å finjustere polymerformuleringen, dens anvendelse og virkning. Han snakker for tiden med investorer for å fullføre forberedelsene til de pre-kommersielle forsøkene. Det er nok interesse blant bøndene. «Jeg blir kontaktet hver uke av bønder, noen ganger seks ganger i uken. Folk ringer meg fra hele verden.»
Frigjør mer enn 1,000 gigaliter vann
CSIRO forklarer at å oppnå det opprinnelige målet om å bruke 10 prosent mindre vann uten avlingstap i australsk vannet landbruk ville frigjøre mer enn 1,000 gigaliter vann. "Dette kan brukes til å dyrke ytterligere avlinger og/eller forbedre miljøstrømmene i våre vannveier", sier CSIRO.