"Modra LED luč bo običajno orodje za zatiranje plevela in to se bo zgodilo veliko hitreje, kot se kmetje zavedajo."
Naj bo svetloba v črevesju kombajna.
Modra LED luč je nekemično orožje, ki lahko zavira rast semen plevela, odpornih na herbicide, a kaj, če bi tehnologijo LED svetlobe lahko izkoristili za delo s kombajnom, da bi poškodovali seme plevela na poti? Po mnenju izumitelja, vzgojenega v vrstah koruze in soje na kmetijskih zemljiščih v Ohiu, je že uspelo: Prišlo je sredstvo za uničenje semena plevela s svetlobo.
Uničevalec semena plevela je enota za privijanje, ki uporablja blago segrevanje in intenzivne LED svetlobne žarke za nasičenje semena plevela med žetvijo, naprava za uničenje semena pa je pripravljena za spomladanske poskuse rezanja v pšenici Tennessee in Ohiu. ječmen. »Modra LED luč bo postala redno orodje za zatiranje plevela v kmetijstvu,« pravi Jon Jackson, inovator za uničevalnikom semen plevela. "Ta vrsta kmetijske tehnologije se razvija hitreje, kot ljudje vedo."
Svetleče diode (LED) so sposobne ubijalce, ki lahko sprostijo razkuževalni učinek proti bakterijam, glivicam in plesni. Leta 2018 so ameriške zračne sile poiskale tehnologijo, s katero bi premoč postal manj trn v mesu, in podelilo donacijo SBIR (Small Business Investment Research) Jacksonovemu podjetju s sedežem v jugozahodnem Ohiu. Globalni sosed (BND), da bi ustvarili sredstvo, s katerim bi seme premočja postalo nepreživetje, ne da bi pri tem motili puščavsko skorjo in prst.
S tehnologijo modre LED svetlobe je GNI razvil ročno napravo, ki je sposobna prinesti smrt semenu tumbleweeda. Uspešna ročna naprava je bila predstavljena v promocijski reviji SBIR – kjer je članek opazil radovedni kmet iz Iowe, ki je poklical Jacksonovo pisarno v mestu Xenia v Ohiu in ponudil neposreden izziv: »Če lahko ubiješ seme premetava v puščavi, si bi moral biti sposoben ubiti seme vodne konoplje v soji."
Nekaj dni po telefonskem klicu je osebje Global Neighbor po pošti prejelo škatlo, naslovljeno iz Iowe, v kateri je bila vrečka z grudami, na zunanji plastiki pa je krepko načečkan »Vesel božič«. V paketu, naravnost s kmetijskih zemljišč Hawkeye State, je bil kup sojinih plev, polnih semena vodne konoplje – nadloga mnogih pridelovalcev Srednjega zahoda, odporna na herbicide.
"Začetek je bila vreča plev in semen," pravi Jackson. »Skoraj takoj smo začeli s testiranjem v laboratoriju. V puščavi je bilo napad na seme premočja veliko preprostejše, ker leži na površini in zagotavlja neposreden pogled, toda vodna konoplja je druga žival plevela.
Jacksonova ekipa je ugotovila, da segrevanje semena plevela nad 100+ F in nato uporaba modre LED za nekaj sekund pri 20-kratni intenzivnosti sončne svetlobe povzroči uničenje v celičnih strukturah.
»Vsi vedo, kako LED svetloba spreminja rast rastlin v vrstnih posevkih ali celo rastlinjakih,« nadaljuje Jackson, »vendar smo razvili nekaj veliko močnejšega. Namesto tega imamo tehnologijo z visoko intenzivnostjo, a zelo kratko izpostavljenostjo svetlobi, tako da seme ne prenese travme in ne zraste. Te tehnologije v kmetijstvu še nihče ni uporabljal in je zelo učinkovita.«
Vendar pa je zagotavljanje ogrevanja in osvetlitve semena plevela s pomočjo premičnega kombajna velik korak: vstopite v uničevalec semena plevela.
Območje ubijanja
Uničevalec, sistem s cevmi in polžem, pritrjen na zadnji del kombajna, segreva in izpostavlja seme modrim LED lučkam, ko pleve padajo skoznje – vse to sproti, pravi Jackson. Deluje pri standardni hitrosti kombajna in za delovanje potrebuje skromnih 10 konjskih moči. "Tako hitro je," pravi Jackson, "ogrevanje in izpostavljenost modri svetlobi pa se zgodita v samo nekaj sekundah obdelave."
Odvisno od proizvajalca, Destroyer se z različicami pritrdi na različne kombajne. »Na primer, na John Deere S680 (nastavljen na poskuse žetve pšenice junija 2022 v bližini Savannah, Tenn.) z integriranim trosilnikom in sekljalnikom odstranimo eno ploščo pred sekljalnikom in dodamo žilo, ki odpihne pleve v Destroyer , medtem ko slama iz glavnega mlatilca kot običajno gre čez vrh in nazaj v sekljalnik,« podrobno opisuje Jackson. "To je 10-palčni polž in dolg 8', ki je vtaknjen tik pod sistem sekljalnika."
Na New Hollandu CR940 (nastavljenem za poskuse žetve ječmena junij-julij 2022 v jugozahodnem Ohiu) sta trosilnik plev in sekljalnik ločena. »Odstranimo trosilnik in na svoje mesto postavimo Uničevalec. Plevo vzamemo, ko pride ven, in jo usmerimo v Destroyer, nato pa jo odpihne nazaj v tok odpadkov helikopterja,« pojasnjuje Jackson.
In kakšno stopnjo uničenja semena doseže sistem pri testiranju na stacionarni enoti? "Iz raziskav na Central State University (CSU) dobimo res močne rezultate nad 98-odstotno učinkovitostjo na vodno konopljo in Palmer amarant," trdi Jackson.
Cadence Lowell, predsednica oddelka za kmetijske znanosti pri CSU, je v laboratorijskem okolju testirala prototip Destroyerja in objavila svoje ugotovitve v poročilu julija 2021. Glede učinkovitosti Destroyerja je v zaključku študije navedeno: »Bistveno je zmanjšal povprečni odstotek skupne kalivosti za 4 vrste plevelov, iglovec, lisičje proso, navadno ambrozijo in prašičo. Za semena, obdelana z usmerjeno energijo 4 sekunde, se je povprečna skupna kalitev semen zmanjšala za 97-99%.
Po Lowellovem mnenju je stacionarna enota pokazala visoko stopnjo učinkovitosti. »Ubil je skoraj 100 % semena plevela – štiri različne vrste. Zdi se, da je odvisno od velikosti semena; morda večje kot je seme, večja izpostavljenost je potrebna."
Lowell je preživel kariero v znanosti o plevelu in verjame, da ima modra LED svetloba velik potencial kot vir zatiranja plevela. »Na naši univerzi trenutno delamo na tem, da bi to prenesli na področje. Na primer, tehnologijo LED luči bomo vgradili v avtomatizirane robote za neprekinjeno vožnjo po polju v iskanju plevela."
Če bo način dostave izpopolnjen, ali Lowell verjame, da bo modra LED luč postala kmetijsko orodje za uporabo pri vrstnih posevkih? »Da, imam in ga je mogoče kombinirati z različnimi valovnimi dolžinami svetlobe, da je zelo učinkovit, kot je mešanica z infrardečim ali drugim virom toplote. Vem, da ima Global Neighbor formulo, ki jo je mogoče prevesti na teren, ker smo to naredili tukaj v naši raziskavi.«
modra Moč
V zadnjih petih letih, Lauren Lazaro, znanstvenik za plevel na AgCenter univerze Louisiana State na Fakulteti za rastlinske, okoljske in talne znanosti, je preučil metode alternativnega zatiranja semen plevela (HWSC) in izvedel posebne raziskovalne poskuse na mlinih za udarce semena, oblogah za pleve in ozkem odseku. gorenje.
Novembra 2021 je prejela stacionarno enoto Weed Seed Destroyer in preizkuša učinkovitost naprave pri uničevanju semen plevela v riževih in sojinih plevah. "Preučili bomo tudi različna temperaturna območja, da bi ugotovili, kakšen učinek ima to na uničenje semen plevela in kako vpliva na morfološke in fiziološke značilnosti nastajajočih plevelov," ugotavlja Lazaro. "Poleg tega nameravamo preizkusiti različne ravni vlage pleve in videti, kako lahko to vpliva na WSDS."
Ko bodo osnovne raziskave končane, Lazaro upa, da se bo preselil v terensko preskušanje z vzpostavljeno kombinirano enoto. »Razumeti želim, kako modra LED vpliva na semena plevela v integriranem sistemu za zatiranje plevela. Dejstvo, da je to potencialna možnost, je res zanimivo, zlasti kot dodatna taktika HWSC, ki bi lahko zahtevala manj konjskih moči, manj goriva in manj časa kot druge taktike HWSC. Če WSDS deluje in je stroškovno učinkovitejši, sem jaz za.
Poleg zatiranja semen plevela ima modra LED luč še dodatno uporabo v kmetijstvu, kot je stimulacija semen, pravi Jackson in BND trenutno preizkuša druge prototipe LED. »Trenutno delamo tudi na napravi za uničenje pokrivnih pridelkov in morda bomo to prihajajočo pomlad pripravljeni na enovrstne teste v Iowi, Minnesoti in Nebraski. Pravkar smo oddali patentno prijavo za napravo, ki uporablja modro svetlobo za hitrejše pridobivanje semena iz zemlje. Tako kot vemo, da lahko uporabite modro svetlobo za pozitivno povečanje rasti semena tako, da ponovno pokličete ravni."
Jackson vztraja, da je moč modre LED luči bliža prednost za kmetijska zemljišča: »Sem kmečki fant iz Ohia in videl sem, kako je tehnologija kmetijstva eksplodirala šele v mojem življenju. Leta 25 načrtujemo gradnjo približno 2022 enot za uničevanje semen plevela, leta 150 2023 in nadaljujemo navzgor. Modra svetloba bo običajno orodje za zatiranje plevela in zgodilo se bo veliko hitreje, kot se kmetje zavedajo.