Австралийская исследовательская организация CSIRO разработала распыляемую биоразлагаемую полимерную мульчу, которая может помочь фермерам производить больше, используя при этом меньше воды, питательных веществ и агрохимикатов.
Новая технология, названная Транспирационный, является экологически чистой альтернативой сельскохозяйственным пластикам, таким как полиэтилен, часто называемый пластиковой мульчей. Испытания подтвердили увеличение продуктивности воды для сельскохозяйственных культур более чем на 30 процентов, а также помогают бороться с сорняками.
По CSIRO Во всем мире стоит задача выращивать больше продуктов питания, используя меньше ресурсов. «Население мира растет, и к 2050 году необходимо удвоить производство продуктов питания, чтобы прокормить ожидаемые девять миллиардов человек. Необходимость расширения производства продуктов питания также влияет на окружающую среду из-за использования удобрений и других химикатов», — говорит CSIRO.
Полимерная мембрана
Исследователь доктор Кейт Л. Бристоу придумал идею полимерной мембраны. «Я много работал над здоровьем почв и взаимодействием воды с почвой», — говорит он. «Некоторое время назад я побывал в Китае и был просто в ужасе от пластиковых мульчирующих пленок, которые там использовали. Мы посетили некоторые поля, где пластик преобладал над почвой. Это означает, что поры почвы были в основном заблокированы, и токсины просачивались в почву и окружающие водные системы».
Я считал, что все фермеры должны иметь возможность наносить мембрану, даже те, кто в Африке, используют простой ручной опрыскиватель.
Доктор Бристоу намеревался создать продукт, который мог бы заменить пластиковые мульчирующие пленки. Он хотел создать биоразлагаемый продукт, который можно было бы распылять. «Я считал, что все фермеры должны иметь возможность наносить мембрану, даже те, кто в Африке, используя простой ручной опрыскиватель, или те, кто в США, используют большие механические машины», - объясняет он.
Полевые испытания
После разработки мембранной технологии CSIRO провела несколько экспериментов и полевых испытаний в Австралии. «Мы использовали крупное и мелкое сельскохозяйственное оборудование и доказали, что наша полимерная мембрана может быть доступна как мелким фермерам в развивающихся странах, так и крупным высокомеханизированным фермерам и агробизнесу в развитых странах», — говорит д-р Бристоу.
CSIRO продемонстрировала технологию опрыскивания на орошаемых полевых участках в Австралии с использованием дынь, помидоров, сорго и хлопка. Испытания подтвердили увеличение продуктивности воды для сельскохозяйственных культур более чем на 30 процентов, а также способствовали борьбе с сорняками.
«У нас есть подтверждение концепции, но нам необходимо доработать полимерный спрей», — говорит д-р Бристоу. «Мы хотим сделать его максимально долговечным и экономичным. На данный момент стоимость, вероятно, выше, чем у широко используемой пластиковой мульчирующей пленки».
Выброс токсинов
Фермеры сказали д-ру Бристоу и его команде, что они больше не будут использовать пластиковую мульчирующую пленку, если смогут использовать экономичную распыляемую биоразлагаемую полимерную мембрану. «Благодаря использованию распыляемой биоразлагаемой мембраны им не придется удалять разрушающуюся пластиковую мульчирующую пленку во время и после сбора урожая», — говорит д-р Бристоу. «И большая часть пластиковой мульчирующей пленки по-прежнему вызывает проблемы. Его сжигают, что не нравится правительству и сообществу, или отправляют на свалку. А когда он распадается на более мелкие фрагменты, он выделяет токсины в почву и наши водные системы, включая ручьи, реки и грунтовые воды внизу».
Фермеры, участвовавшие в испытаниях, в целом были довольны способностью полимерной мембраны покрывать почву. Сорняки были уничтожены, а вода была сэкономлена, что привело к увеличению производства. «Наша цель — максимизировать транспирацию и минимизировать испарение из почвы», — подчеркивает доктор Бристоу.
Биоразлагаемые
Полевые испытания показали ряд преимуществ полимерной мембраны CSIRO перед пластиковыми мульчирующими пленками, которые сейчас используют фермеры. Полимерная мембрана биоразлагаема, в отличие от большинства пластиковых мульчирующих пленок. Этот новый продукт можно распылять. Фермеры могут использовать для этой цели существующее сельскохозяйственное оборудование – с незначительной и недорогой модификацией. Применение пластиковой мульчирующей пленки обходится дорого, поскольку требует специальной сельскохозяйственной техники.
Пластиковые мульчирующие пленки могут вызвать экстремальные температуры поверхности. Однако применение полимерной мембраны снижает температуру поверхности почвы. Испытания показали, что пластиковые мульчирующие пленки вызывают повреждение всходов и гибель растений. Использование полимерной мембраны нанесло саженцам минимальный ущерб или вообще не причинил его.
Полимерная мембрана безопасна в использовании.
Доктор Бристоу и его команда убедились, что полимерная мембрана безопасна в использовании. «Мы взяли образцы почвы с полимером и продуктов, например кожуры дынь», — говорит он. «Мы, наверное, провели пару сотен разных тестов. Результаты доказали, что в продукте не было ничего вредного или токсичного и что он биоразлагаем. Фермеры могут просто уйти в поле после сбора урожая».
Доктор Бристоу предпочел бы провести несколько предкоммерческих испытаний на фермах, чтобы уточнить рецептуру полимера, его применение и воздействие. В настоящее время он ведет переговоры с инвесторами о завершении подготовки к докоммерческим испытаниям. Среди фермеров есть достаточный интерес. «Фермеры связываются со мной каждую неделю, иногда шесть раз в неделю. Мне звонят люди со всего мира».
Освободите более 1,000 гигалитров воды
CSIRO объясняет, что достижение первоначальной цели по использованию на 10 процентов меньше воды без потери урожая в орошаемом земледелии Австралии высвободит более 1,000 гигалитров воды. «Это можно использовать для выращивания дополнительных сельскохозяйственных культур и/или улучшения экологических потоков в наших водных путях», — говорит CSIRO.