يقضي المزارعون الكثير من الوقت والمال في مكافحة الحشائش والآفات الأخرى ، وغالبًا ما يضطرون إلى اللجوء إلى التبخير الكيميائي لإبعاد الآفات الأكثر تدميراً. يتصارع المزارعون أيضًا مع ما يجب فعله بالمنتجات الثانوية منخفضة القيمة لإنتاج المحاصيل ، مثل الجلد والبذور والقشور الناتجة عن معالجة الفاكهة والخضروات والجوز.
ماذا لو أن تيارات النفايات الزراعية هذه يمكن أن تولد بدائل للمبخرات الكيميائية وتجعل الزراعة أكثر إنتاجية وربحية وصديقة للبيئة؟
ربما يمكنهم ذلك. يتم تشجيع الباحثين في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، من النتائج المبكرة من التجارب التعاونية مع "الاستقطاب الحيوي" ، وهي عملية تجمع بين حرارة الشمس وتعديلات التربة لإدارة الأعشاب الضارة والآفات الأخرى التي تحملها التربة.
قال أستاذ علوم وتكنولوجيا الأغذية كريستوفر سيمونز ، الذي يختبر الاستقطاب الحيوي مع مختلف المحاصيل ويعمل مع المزارعين في جميع أنحاء الولاية: "يبدو الأمر واعدًا". "لا يزال أمامنا الكثير من العمل الذي يتعين علينا القيام به ، لكن الاستقطاب الحيوي يُظهر إمكانات حقيقية كطريقة آمنة ومستدامة لمكافحة الآفات مع تحسين جودة المحاصيل والإنتاجية."
تقوية الطاقة الشمسية
يعرف العديد من البستانيين في الفناء الخلفي قوة التشميس. عند وضع قماش بلاستيكي شفاف فوق التربة الرطبة ، يمكنك حجز الإشعاع الشمسي وتسخين التربة بدرجة كافية لقتل الأعشاب الضارة والآفات الأخرى التي تنقلها التربة. إنه فعال ، لكن يمكن أن يستغرق من 4 إلى 6 أسابيع ، وهو غالبًا وقت طويل جدًا لتتوفر فيه الحقول.
يمكن أن يؤدي الاستقطاب الحيوي إلى تسريع العملية وتحسينها. يضيف سيمونز وفريقه تعديلات عضوية مثل قشر العنب والطماطم أو قشور الجوز المطحون إلى التربة قبل أن يقوموا بتغطيتها ، مما يعزز نمو البكتيريا المفيدة. تتنافس الكائنات الحية الدقيقة المفيدة مع الآفات وتجعل التربة مؤقتًا أكثر حمضية وأقل ملاءمة للأعشاب الضارة والآفات الأخرى.
يمكن أن يؤدي تسخين التربة والنشاط الميكروبي معًا إلى تقليل وقت المعالجة إلى أيام وليس أسابيع.
وأوضح سيمونز: "ومن خلال تنشيط الميكروبات المفيدة في التربة ، فإن الاستقطاب الحيوي لديه القدرة على تحسين صحة التربة على المدى الطويل".
الاختبار في ظل الظروف التجارية
تعتبر مواد التبخير الكيميائية باهظة الثمن ، وقد تم تحديد العديد من المواد المسببة للسرطان من قبل الوكالات التنظيمية الحكومية والفيدرالية. ولكن عندما يتعلق الأمر بقتل الآفات التي تنتقل عن طريق التربة ، فهي فعالة للغاية.
قال سيمونز: "تعتبر مواد التبخير مبيد حيوي على نطاق واسع ، مما يعني أنها تؤثر على الكائنات الحية الدقيقة المفيدة إلى جانب الآفات". "الاستقطاب الحيوي يسمح للكائنات الحية الدقيقة غير الضارة والمفيدة بالاستمرار في التربة."
ولكن لكي يتبنى المزارعون الاستقطاب الحيوي كبديل للتبخير الكيميائي ، يجب أن يكون العلاج فعالًا ويمكن التنبؤ به واقتصاديًا. لذلك ، يقوم الفريق باختبار الاستقطاب الحيوي مع مجموعة متنوعة من المحاصيل والتعديلات والتربة ضد الآفات المختلفة في مواقع مختلفة على نطاق تجاري في جميع أنحاء الولاية.
قال سيمونز: "لدينا تجارب ميدانية جارية على الخس والطماطم والبطيخ ومحاصيل الغطاء المختلفة". "ولدينا تجربة طويلة الأمد مع اللوز تبلغ مساحتها 10 أفدنة في بستان تقليدي في شيكو."
في شيكو ، يتعاون Simmons وفريقه مع مزارع اللوز Rory Crowley في شركة Nicolaus Nut بدعم تمويلي من مجلس اللوز في كاليفورنيا والمركز الغربي للصحة والسلامة الزراعية. لقد مضى عام واحد على تجربة استمرت 25 عامًا لمعرفة ما إذا كانت بقايا معالجة اللوز والشمس يمكن أن تعزز صحة التربة وتقليل الأعشاب الضارة والآفات الأخرى التي تنقلها التربة. حتى الآن ، أعجب كرولي.
قال كرولي: "لقد كانت رائعة بالنسبة للتربة". "باستخدام الاستقطاب الحيوي ومحاصيل غطاء الخردل ، قمنا بزيادة المواد العضوية بنسبة 1.25 إلى 1.75 في المائة ، وهي قفزة هائلة. هذا جيد لعزل الكربون والصحة العامة للتربة ".
من السابق لأوانه معرفة ما إذا كانت تحسينات التربة ستُترجم إلى زيادة غلة المحاصيل ، لكن كراولي يعتقد أن الاستقطاب الحيوي يمكن أن يصبح أداة جيدة لإدارة الآفات واستخدامًا قيمًا لما يمكن أن يكون نفايات زراعية.
"نحتاج إلى إيجاد منزل للمنتجات المشتركة لمعالجة اللوز ، فلماذا لا نرى ما إذا كان بإمكاننا استخدامها لتحسين صحة التربة أثناء مكافحة الآفات؟" يسأل كراولي.
تستمر الاختبارات الميدانية
يقوم سيمونز وفريقه باختبار الاستقطاب الحيوي على العديد من المحاصيل السنوية والغطاء في قطع أراضي في حرم جامعة كاليفورنيا في ديفيس باستخدام تيارات النفايات الزراعية من معالجة الطماطم والنبيذ. وسرعان ما سيبدؤون باختبارات الفراولة ، التي يتم معالجتها عادة باستخدام مواد التبخير كل موسم حيث يقوم المزارعون بزراعة التوت من جديد.
هدف Simmons: التأكد من أن الاستقطاب الحيوي يمكن أن يكون فعالًا واقتصاديًا في ظل مجموعة واسعة من الظروف ضد عدد كبير من الآفات.
قال: "نحن نحقق أرضية مهمة". "نأمل أن يساعد الاستقطاب الحيوي المزارعين على إعادة النفايات الغذائية والزراعية إلى النظام لمكافحة الآفات وتحسين إنتاج المحاصيل."
- ديان نيلسون ، جامعة كاليفورنيا ديفيس
الصورة: في شيكو ، يقوم فريق جامعة كاليفورنيا في ديفيس باختبار ما إذا كانت بقايا معالجة اللوز والشمس يمكن أن تعزز صحة التربة.