سازمان تحقیقات استرالیا CSIRO یک مالچ پلیمری زیست تخریب پذیر قابل پاشیدن ایجاد کرده است که می تواند به کشاورزان در تولید بیشتر کمک کند و در عین حال از آب، مواد مغذی و مواد شیمیایی کشاورزی کمتری استفاده کنند.
فن آوری جدید، به نام تعرق، یک جایگزین سازگار با محیط زیست برای پلاستیک های کشاورزی مانند پلی اتیلن است که اغلب مالچ پلاستیکی نامیده می شود. کارآزماییها افزایش بیش از 30 درصدی بهرهوری آب محصول را تأیید کردهاند و در عین حال به کنترل علفهای هرز نیز کمک میکنند.
مطابق با CSIRO یک چالش جهانی برای تولید غذای بیشتر با استفاده از منابع کمتر وجود دارد. «جمعیت جهان در حال رشد است و نیاز است تا سال 2050 تولید غذا دو برابر شود تا نه میلیارد نفر را تغذیه کند. CSIRO میگوید: «نیاز به گسترش بازده تولید مواد غذایی ما نیز از طریق استفاده از کودها و سایر مواد شیمیایی بر محیطزیست تأثیر میگذارد».
غشای پلیمری
دکتر کیث ال بریستو، محقق، ایده یک غشای پلیمری را مطرح کرد. او میگوید: «من کارهای زیادی در مورد سلامت خاک و تعامل آب با خاک انجام داده بودم. من مدتی پیش به چین رفتم و از فیلم های مالچ پلاستیکی که استفاده می کردند وحشت کردم. ما از برخی مزارع بازدید کردیم که در آنها پلاستیک بیشتر از خاک غالب بود. این بدان معناست که منافذ خاک عمدتا مسدود شده بودند و سموم به داخل خاک و سیستمهای آبی اطراف نشت میکردند.»
نظر من این بود که همه کشاورزان باید بتوانند این غشاء را اعمال کنند، حتی آنهایی که در آفریقا هستند با استفاده از یک سمپاش دستی ساده.
دکتر بریستو تصمیم گرفت محصولی بسازد که بتواند جایگزین لایه های مالچ پلاستیکی شود. او می خواست یک محصول زیست تخریب پذیر تولید کند که بتوان آن را اسپری کرد. او توضیح میدهد: «نظر من این بود که همه کشاورزان باید بتوانند غشاء را اعمال کنند، حتی آنهایی که در آفریقا با استفاده از یک سمپاش دستی ساده یا کسانی که در ایالات متحده هستند، با استفاده از ماشینهای مکانیکی بزرگ».
آزمایش های میدانی
پس از توسعه فناوری غشاء، CSIRO چندین آزمایش و آزمایش میدانی را در استرالیا انجام داد. دکتر بریستو میگوید: «ما از تجهیزات کشاورزی بزرگ و کوچک استفاده کردیم و ثابت کردیم که غشای پلیمری ما میتواند برای کشاورزان مقیاس کوچک در کشورهای در حال توسعه و کشاورزان و مشاغل مکانیزه در مقیاس بزرگ در کشورهای توسعهیافته قابل دسترسی باشد».
CSIRO فناوری قابل پاشیدن را در آزمایشهای مزرعه آبی در استرالیا با استفاده از خربزه، گوجهفرنگی، سورگوم و پنبه نشان داد. کارآزماییها افزایش بیش از 30 درصدی بهرهوری آب محصول را تأیید کردند و در عین حال به کنترل علفهای هرز نیز کمک کردند.
دکتر بریستو میگوید: «ما مدرک مفهومی خود را داریم، اما باید اسپری پلیمری را بیشتر تنظیم کنیم». ما می خواهیم آن را تا حد امکان بادوام و مقرون به صرفه کنیم. در حال حاضر هزینه احتمالاً بیشتر از فیلم مالچ پلاستیکی است که به طور گسترده استفاده می شود.
ترشح سموم
کشاورزان به دکتر بریستو و تیمش گفته اند که اگر بتوانند از غشای پلیمری قابل تجزیه زیستی قابل پاشیدن مقرون به صرفه استفاده کنند، دیگر از فیلم مالچ پلاستیکی استفاده نخواهند کرد. دکتر بریستو میگوید: «با استفاده از یک غشای تجزیهپذیر زیستتخریبپذیر، آنها نیازی به بازیابی لایه مالچ پلاستیکی فاسد شده در حین و پس از برداشت ندارند». و بسیاری از فیلمهای مالچ پلاستیکی همچنان مشکلاتی را ایجاد میکنند. می سوزد، چیزی که دولت و جامعه دوست ندارند، یا به یک مرکز زباله می رود. و هنگامی که به قطعات کوچکتر تجزیه می شود، سموم را در خاک و سیستم های آبی ما آزاد می کند، از جمله نهرها، رودخانه ها و آب های زیرزمینی.
کشاورزان در آزمایش ها به طور کلی از توانایی غشای پلیمری برای پوشاندن خاک خوشحال بودند. علف های هرز کنترل شد و در آب صرفه جویی شد و در نتیجه تولید بیشتر شد. دکتر بریستو تاکید می کند: "هدف ما به حداکثر رساندن تعرق و به حداقل رساندن تبخیر خاک است".
قابل تجزیه زیستی
آزمایشات میدانی تعدادی از مزایای غشای پلیمری CSIRO را نسبت به فیلمهای مالچ پلاستیکی که کشاورزان در حال حاضر استفاده میکنند، نشان دادهاند. غشای پلیمری زیست تخریب پذیر است و بیشتر فیلم های مالچ پلاستیکی اینگونه نیستند. این محصول جدید قابل اسپری می باشد. کشاورزان می توانند از تجهیزات کشاورزی موجود برای برنامه استفاده کنند - با تغییرات جزئی و کم هزینه. استفاده از فیلم های مالچ پلاستیکی گران است زیرا به تجهیزات کشاورزی تخصصی نیاز دارد.
لایههای مالچ پلاستیکی میتوانند باعث افزایش دمای سطح شوند. اما استفاده از غشای پلیمری دمای سطح خاک را تعدیل می کند. آزمایشها نشان داد که لایههای مالچ پلاستیکی باعث آسیب به گیاهچه و مرگ گیاهان میشوند. استفاده از غشای پلیمری کمترین آسیب را به نهال وارد کرد.
غشای پلیمری ایمن برای استفاده
دکتر بریستو و تیمش مطمئن شده اند که استفاده از غشای پلیمری ایمن است. او میگوید: «ما از خاک با پلیمر و محصولات، مثلاً پوست خربزه، نمونهبرداری کردیم». ما احتمالاً چند صد آزمایش مختلف انجام دادیم. نتایج نشان داد که هیچ چیز نامطلوب یا سمی در محصول وجود ندارد و زیست تخریب پذیر است. کشاورزان فقط می توانند پس از برداشت محصول را در مزرعه ترک کنند."
دکتر بریستو ترجیح میدهد برای تنظیم دقیق فرمول پلیمری، کاربرد و تأثیر آن، آزمایشهای مزرعهای پیش تجاری انجام دهد. او در حال حاضر با سرمایه گذاران صحبت می کند تا مقدمات آزمایش های پیش از تجارت را به پایان برساند. علاقه کافی در بین کشاورزان وجود دارد. کشاورزان هر هفته با من تماس می گیرند، گاهی اوقات شش بار در هفته. مردم از سرتاسر دنیا با من تماس می گیرند.»
بیش از 1,000 گیگالیتر آب آزاد کنید
CSIRO توضیح می دهد که دستیابی به هدف اولیه استفاده از 10 درصد آب کمتر بدون کاهش عملکرد در کشاورزی آبی استرالیا، بیش از 1,000 گیگالیتر آب آزاد می کند. CSIRO می گوید: "این می تواند برای رشد محصولات اضافی و/یا بهبود جریان های زیست محیطی در آبراه های ما استفاده شود."