农民花费大量时间和金钱来控制杂草和其他害虫,并且经常不得不求助于化学熏蒸剂来阻止最具破坏性的害虫。农民们还纠结如何处理农作物生产中的低价值副产品,例如水果、蔬菜和坚果加工过程中产生的皮、种子和外壳。
如果这些农业废物流能够产生化学熏蒸剂的替代品,并使农业生产效率更高、利润更高、环境更友好,结果会怎样呢?
也许他们可以。加州大学戴维斯分校的研究人员对“生物日晒”合作实验的早期结果感到鼓舞,“生物日晒”是一种将太阳热量与土壤改良剂结合起来以控制杂草和其他土传害虫的过程。
“这看起来很有希望,”食品科学与技术教授克里斯托弗·西蒙斯(Christopher Simmons)说,他正在用各种作物测试生物日晒,并与全州农民合作。 “我们还有很多工作要做,但生物晒太阳作为一种安全、可持续的方法来控制害虫,同时提高作物质量和产量,显示出了真正的潜力。”
加强太阳能发电
许多后院园丁都知道日光照射的力量。当你在潮湿的土壤上铺上透明的塑料防水布时,你可以捕获太阳辐射并将土壤加热到足以杀死杂草和其他土传害虫。它很有效,但可能需要 4 到 6 周的时间,这对于田地休耕来说通常太长了。
生物晒太阳可以加速和改善这一过程。西蒙斯和他的团队在盖上防水布之前,在土壤中添加葡萄皮、番茄皮或花生壳等有机改良剂,以促进有益细菌的生长。有益的微生物与害虫竞争,暂时使土壤变得更加酸性,不利于杂草和其他害虫生长。
土壤加热和微生物活动共同作用可以将处理时间缩短至数天,而不是数周。
“通过激活土壤中的有益微生物,生物日晒有可能长期改善土壤健康,”西蒙斯解释道。
在商业条件下进行测试
化学熏蒸剂价格昂贵,并且许多已被州和联邦监管机构确定为致癌物质。但当谈到杀死土传害虫时,它们非常有效。
“熏蒸剂具有广泛的杀菌作用,这意味着它们会影响有益微生物和害虫,”西蒙斯说。 “生物日晒可以让更多无害且有益的微生物在土壤中持续存在。”
但为了让农民采用生物日晒作为化学熏蒸剂的替代品,治疗必须有效、可预测且经济。因此,该团队正在全州不同地点以商业规模测试针对不同害虫的各种农作物、改良剂和土壤的生物日晒。
“我们正在进行生菜、西红柿、甜瓜和各种覆盖作物的田间试验,”西蒙斯说。 “我们在奇科的一个传统果园进行了一项占地 10 英亩的长期杏仁试验。”
在奇科,西蒙斯和他的团队正在与 Nicolaus Nut Company 的杏仁种植者 Rory Crowley 合作,并得到加州杏仁委员会和西部农业健康与安全中心的资助。他们进行了为期 25 年的实验,旨在了解杏仁加工残留物和阳光是否可以促进土壤健康并减少杂草和其他土传害虫。到目前为止,克劳利印象深刻。
“这对土壤来说非常好,”克劳利说。 “利用生物日晒和芥菜覆盖作物,我们将有机物增加了 1.25% 至 1.75%,这是一个巨大的飞跃。这有利于碳固存和土壤的整体健康。”
现在判断土壤改良是否会转化为更高的农作物产量还为时过早,但克劳利认为生物日晒可能成为一种良好的害虫管理工具,并且可以对农业废物进行有价值的利用。
“我们需要为杏仁加工的副产品找到一个家,那么为什么不看看我们是否可以利用它们来改善土壤健康,同时控制害虫呢?”克劳利问道。
现场测试仍在继续
西蒙斯和他的团队正在加州大学戴维斯分校校园的土地上使用番茄和葡萄酒加工产生的农业废物流测试几种一年生作物和覆盖作物的生物日晒作用。很快他们将开始对草莓进行测试,当农民重新种植浆果时,每个季节通常都会用熏蒸剂处理草莓。
西蒙斯的目标:确保农民在各种条件下生物日晒能够有效且经济地防治多种害虫。
“我们正在取得重大进展,”他说。 “我们希望生物日晒能够帮助农民将食物和农业废物返回到系统中,以控制害虫并提高作物产量。”
– 黛安·尼尔森,加州大学戴维斯分校
照片:在奇科,加州大学戴维斯分校的团队正在测试杏仁加工残留物和阳光是否可以促进土壤健康。