„Синята LED светлина ще бъде нормален инструмент за управление на плевелите и това ще се случи много по-бързо, отколкото фермерите осъзнават.“
Нека има светлина в недрата на комбайн.
Синята LED светлина е нехимическо оръжие, способно да задържи растежа на устойчиви на хербициди семена на плевели, но какво ще стане, ако технологията на LED светлината може да бъде използвана за работа с комбайн, за да увреди семената на плевели в движение? Той вече го има, според изобретател, отгледан в редовете с царевица и соя в земеделските земи в Охайо: Средството за унищожаване на семена на плевели със светлина е пристигнало.
Унищожителят на семена на плевели е комбайн, използващ леко затопляне и интензивни LED светлинни лъчи за насищане на семената на плевелите, докато преминават с потока на плявата по време на прибиране на реколтата, а устройството за унищожаване на семена е готово за опити за пролетно рязане в пшеница в Тенеси и Охайо ечемик. „Синята LED светлина ще се превърне в редовен инструмент за контрол на плевелите в земеделието“, казва Джон Джаксън, иноватор зад унищожителя на семена на плевели. „Този тип селскостопанска технология се развива по-бързо, отколкото хората знаят.
Светлинните диоди (LED) са способни убийци, способни да освободят дезинфекциращ ефект срещу бактерии, гъбички и мухъл. През 2018 г. военновъздушните сили на САЩ потърсиха технология, за да направят търкаля по-малко трън в плътта и отпуснаха безвъзмездна помощ SBIR (Small Business Investment Research) на базираната в Югозападна част на Охайо компания на Джаксън Глобален съсед (БНД), за да се създаде средство за превръщане на семената от тумболи в нежизнеспособни, без да се нарушава пустинната кора и почвата.
Използвайки технологията за синя LED светлина, GNI разработи ръчно устройство, способно да доставя смърт на семената на тумболи. Успешното ръчно устройство беше представено в промоционално списание SBIR – където статията беше забелязана от любопитен фермер от Айова, който се обади в офиса на Джаксън в Ксения, Охайо, и предложи директно предизвикателство: „Ако можете да убиете семената на тумбли в пустинята, вие би трябвало да може да убие семената от воден коноп в соевите зърна."
Дни след телефонното обаждане служителите на Global Neighbour получиха по пощата кутия, адресирана от Айова, съдържаща торбичка с бучки, с надраскано смело „Весела Коледа“ върху външната пластмаса. Вътре в пакета, направо от земеделска земя на щата Hawkeye, имаше купчина соева плява, натоварена със семена от воден коноп — устойчивият на хербициди бич за много производители от Средния Запад.
„Торбата с плява и семена беше началото“, казва Джаксън. „Почти веднага започнахме тестове в лабораторията. В пустинята атакуването на семената на търтея е много по-лесно, защото стои на повърхността и осигурява пряка видимост, но водният коноп е различно плевелно животно.
Съкратено, екипът на Джаксън установи, че затоплянето на семената на плевелите над 100+ F и след това прилагането на син светодиод за няколко секунди с интензитет 20 пъти по-голям от слънчевата светлина причинява хаос в клетъчните структури.
„Всеки знае как LED светлината променя растежа на растенията в редовите култури или дори оранжериите“, продължава Джаксън, „но ние разработихме нещо много по-силно. Вместо това имаме технология с висок интензитет, но много кратко излагане на светлина по такъв начин, че семето не може да се справи с травмата и няма да расте. Никой преди не е използвал този тип технология в земеделието и е много ефективна.”
Въпреки това, осигуряването на затопляне и светлина за зареждане на семена на плевели чрез движещ се комбайн е огромна стъпка: Влезте в унищожителя на семена на плевели.
Kill Zone
Унищожителят, тръбна и шнекова система, прикрепена към задната част на комбайна, затопля и излага семената на сини LED светлини, докато плявата преминава през - всичко в движение, според Джаксън. Той работи със стандартна скорост на комбайна и изисква скромни 10 конски сили, за да функционира. „Толкова е бързо“, казва Джаксън, „а загряването и излагането на синя светлина се случват само за няколко секунди обработка.“
В зависимост от производителя, разрушителят се прикрепя с вариации към различни комбайни. „Например, на John Deere S680 (настроен за изпитания за жътва на пшеница през юни 2022 г. близо до Савана, Теннеси) с интегриран разпръсквач и чопър, ние изваждаме един панел преди хеликоптера и добавяме вена, която издухва плявата в разрушителя , докато сламата от главния трошач отива над горната част и обратно към хеликоптера, както обикновено“, уточнява Джаксън. „Това е 10-инчов шнек и дълъг 8 фута, който е пъхнат точно под системата на хеликоптера.“
На New Holland CR940 (настроен за опити за прибиране на ечемик юни-юли 2022 г. в югозападната част на Охайо) разпръсквачът за плява и чопърът са отделни. „Ние премахваме разпръсквача и поставяме разрушителя на неговото място. Взимаме плявата, когато излиза, и я насочваме към разрушителя и тя се издухва обратно в потока от отпадъци от хеликоптера“, обяснява Джаксън.
И какво ниво на унищожаване на семена се постига от системата при стационарно тестване? „Получаваме наистина силни резултати над 98% ефикасност върху водния коноп и амаранта Палмър от изследвания в Централния държавен университет (CSU)“, твърди Джаксън.
Кейдънс Лоуел, председател на отдела за селскостопански науки в CSU, тества прототип на Destroyer в лабораторни условия и публикува констатациите си в доклад от юли 2021 г. По отношение на производителността на Destroyer, заключението на проучването гласи: „Това значително намалява средния процент обща кълняемост за 4 вида плевели, гламура, лисиче просо, обикновена амброзия и свиня. За семена, третирани с насочена енергия за 4 секунди, средната обща кълняемост на семената е намалена с 97-99%.
Според Лоуел, стационарната единица показва високо ниво на ефикасност. „Той убива близо 100% от семената на плевелите – четири различни вида. Изглежда, че зависи от размера на семената; може би колкото по-голямо е семето, толкова повече експозиция се изисква."
Лоуел е прекарал кариера в науката за плевелите и вярва, че синята LED светлина носи голям потенциал като източник за контрол на плевелите. „В нашия университет в момента работим върху въвеждането на това в областта. Например, ние ще поставим технология за LED светлина върху автоматизирани роботи за непрекъснато бягане през полето в търсене на плевели.”
Ако средствата за доставка бъдат усъвършенствани, вярва ли Лоуел, че синята LED светлина ще се превърне в инструмент за земеделски производител за използване в редовите култури? „Да, аз го правя и може да се комбинира с различни дължини на вълната на светлината, за да стане много ефективен, като смес с инфрачервен или друг източник на топлина. Знам, че Global Neighbor има формула, която може да се преведе в полето, защото сме го направили тук в нашето изследване.
Blue Мощност
През последните пет години, Лорън Лазаро, учен в областта на плевелите в AgCenter на Луизианския държавен университет в Училището по науки за растенията, околната среда и почвата, разгледа алтернативните методи за контрол на семената на плевели (HWSC) и извърши специфични изследователски опити върху мелници за въздействие върху семена, облицовка на плявата и тесен вал изгаряне.
През ноември 2021 г. тя получи стационарно устройство за унищожаване на семена на плевели и тества ефикасността на устройството за унищожаване на семена на плевели в ориз и соева плява. „Също така ще проучим различни температурни диапазони, за да определим какъв ефект има върху степента на унищожаване на семената на плевелите и как влияе върху морфологичните и физиологични характеристики на поникващите плевели“, отбелязва Лазаро. „Освен това планираме да тестваме различни нива на влажност на плявата и да видим как това може да повлияе на WSDS.“
След като изходните изследвания приключат, Лазаро се надява да премине към полеви изпитания с комбайн. „Искам да разбера как синият светодиод влияе върху семената на плевелите в интегрирана система за управление на плевелите. Фактът, че това е потенциална опция, е наистина интригуващ, особено като допълнителна тактика на HWSC, която потенциално може да изисква по-малко конски сили, по-малко гориво и по-малко време в сравнение с други тактики на HWSC. Ако WSDS работи и е по-рентабилен, аз съм за него.
Освен унищожаването на семена на плевели, синята LED светлина има допълнителни приложения в селското стопанство, като стимулиране на семената, казва Джаксън и БНД в момента тества други LED прототипи. „В момента ние също работим върху устройство за унищожаване на покривни култури и може да сме готови през идващата пролет за едноредови тестове в Айова, Минесота и Небраска. И току-що подадохме заявление за патент за устройство, което да използва синя светлина, за да изкара семената от земята по-бързо. Както и ние знаем, че можете да използвате синя светлина, за да увеличите положително растежа на семената, като наберете обратно нивата.
Силата на синята LED светлина, настоява Джаксън, е приближаваща полза за земеделската земя: „Аз съм момче от фермата от Охайо и съм виждал как технологията за земеделие избухна само през живота ми. Планираме да изградим приблизително 25 единици за унищожаване на семена на плевели през 2022 г., 150 през 2023 г. и да продължим нагоре. Синята светлина ще бъде нормален инструмент за управление на плевелите и ще се случи много по-бързо, отколкото фермерите осъзнават.”
