"Blå LED-lys kommer til å være et normalt verktøy for ugrasbehandling, og det kommer til å skje mye raskere enn bøndene innser."
La det være lys i innvollene på en skurtresker.
Blått LED-lys er et ikke-kjemisk våpen som er i stand til å hemme veksten av ugressfrø som er motstandsdyktige mot ugress, men hva om LED-lysteknologi kunne brukes til å fungere med en tresker for å skade ugressfrø mens du er på farten? Den har allerede, ifølge en oppfinner oppvokst i mais- og soyabønner-rekkene i Ohio jordbruksland: Midlene for å drepe ugressfrø med lys har kommet.
Weed Seed Destroyer er en skurtresker bolt-on-enhet som bruker mild oppvarming og intense LED-lysstråler for å mette ugressfrø når de passerer med agnestrømmen under innhøsting, og frødrepende enheten er klar for vårskjæreprøver i Tennessee hvete og Ohio bygg. "Blå LED-lys kommer til å bli et vanlig verktøy for ugrasbekjempelse i oppdrett," sier Jon Jackson, innovatøren bak Weed Seed Destroyer. "Denne typen landbruksteknologi utvikler seg raskere enn folk vet."
Lysemitterende dioder (LED) er kapable mordere, i stand til å slippe løs en desinfiserende effekt mot bakterier, sopp og mugg. I 2018 søkte US Air Force teknologi for å gjøre tumbleweed mindre av en torn i kjøttet og tildelte et SBIR (Small Business Investment Research)-stipend til Jacksons sørvestlige Ohio-baserte selskap Global nabo (GNI), for å skape et middel for å gjøre tumbleweed-frø ikke levedyktig uten å forstyrre ørkenskorpen og jord.
Ved å bruke blått LED-lysteknologi utviklet GNI en håndholdt enhet som er i stand til å gi død til tumbleweed-frø. Den vellykkede håndholdte enheten ble omtalt i et SBIR-kampanjemagasin – hvor artikkelen ble oppdaget av en nysgjerrig bonde i Iowa, som ringte Jacksons kontor i Xenia, Ohio, og tilbød en direkte utfordring: «Hvis du kan drepe tumbleweed-frø i ørkenen, kan du bør være i stand til å drepe vannhampefrø i soyabønner."
Dager etter telefonsamtalen mottok Global Neighbor-ansatte en eske via post adressert fra Iowa, som inneholdt en klumpete pose, med "Merry Christmas" dristig skriblet på den ytre plasten. Inne i pakken, rett fra Hawkeye State jordbruksland, var en haug med soyabønner lastet med vannhampefrø – den ugressmiddelresistente plagen til mange dyrkere i Midtvesten.
"Sekken med agner og frø var starten," sier Jackson. "Vi begynte nesten umiddelbart å teste i laboratoriet. I ørkenen var det mye enklere å angripe tumbleweed-frø fordi det sitter på overflaten og gir en direkte siktlinje, men vannhamp er et annet ugressdyr.»
Redusert, fant Jacksons team ut at oppvarming av ugressfrøet over 100+ F og deretter påføring av blå LED i flere sekunder med en intensitet 20 ganger sollys forårsaket kaos i cellestrukturene.
"Alle vet hvordan LED-lys endrer plantevekst i radavlinger eller til og med drivhus," fortsetter Jackson, "men vi har utviklet noe langt sterkere. I stedet har vi en teknologi med høy intensitet, men svært kort eksponering av lys på en slik måte at frøet ikke kan håndtere traumet og ikke vil vokse. Ingen har brukt denne typen teknologi i oppdrett før, og den er svært effektiv."
Å levere oppvarmingen og lyset til opplading av ugressfrø gjennom en bevegelig skurtresker er imidlertid et enormt skritt: Gå inn i Weed Seed Destroyer.
Kill Zone
Destroyeren, et system med rør og skruer festet på baksiden av en skurtresker, varmer og utsetter frø for blått LED-lys mens agnene tumler gjennom - alt i farten, ifølge Jackson. Den opererer med standard skurtreskerhastighet og krever beskjedne 10 hestekrefter for å fungere. "Det er så raskt," sier Jackson, "og oppvarmingen og eksponeringen for blått lys skjer på bare noen få sekunders behandling."
Avhengig av produsent festes Destroyer med variasjon til forskjellige skurtreskere. «For eksempel, på en John Deere S680 (sett til juni 2022 med hvetehøsteprøver nær Savannah, Tennessee) med en integrert spreder og kutter, tar vi ut et enkelt panel før kutteren og legger til en blodåre som blåser agnene inn i Destroyer , mens halmen fra hovedthraseren går over toppen og tilbake til chopperen som normalt, sier Jackson. "Det er en 10" mateskrue og 8' lang som er gjemt rett inn under kuttersystemet."
På en New Holland CR940 (satt til 2022 byggprøver i juni-juli i det sørvestlige Ohio) er agnesprederen og kutteren separate. «Vi fjerner sprederen og setter Destroyeren på plass. Vi tar agnene når de kommer ut og trakter den inn i Destroyeren, og den blåses ut igjen i chopperens avfallsstrøm, forklarer Jackson.
Og hvilket nivå av frødrap oppnås av systemet i stasjonær enhetstesting? "Vi får virkelig sterke resultater over 98% effekt på vannhamp og Palmer amaranth fra forskning ved Central State University (CSU)," hevder Jackson.
Cadence Lowell, leder av Agricultural Sciences Department ved CSU, testet en Destroyer-prototype i laboratoriemiljøer, og publiserte funnene hennes i en rapport fra juli 2021. Når det gjelder ødeleggerens ytelse, heter det i studiens konklusjon: «Den reduserte den gjennomsnittlige prosentvise totale spiringen betydelig for 4 ugrasarter, morningglory, fox hirse, ambrosia og pigweed. For frø behandlet med rettet energi i 4 sekunder, ble gjennomsnittlig total frøspiring redusert med 97-99 %."
Ifølge Lowell viste den stasjonære enheten en høy grad av effekt. "Den drepte nesten 100 % av ugressfrø - fire forskjellige typer. Det ser ut til å være avhengig av frøstørrelse; kanskje jo større frø, mer eksponering kreves."
Lowell har tilbrakt en karriere innen ugrasvitenskap og mener blått LED-lys har et stort potensial som en ugrasbekjempelseskilde. «Ved universitetet vårt jobber vi akkurat nå med å få dette ut på feltet. For eksempel kommer vi til å sette LED-lysteknologi på automatiserte roboter for kontinuerlige løp gjennom åkeren på jakt etter ugress.»
Hvis leveringsmidlene er perfeksjonert, tror Lowell at blått LED-lys vil bli et bondeverktøy for bruk i radavlinger? "Ja, det gjør jeg, og det kan kombineres med forskjellige bølgelengder av lys for å gjøre det svært effektivt, som en blanding med infrarød eller en annen varmekilde. Jeg vet at Global Neighbor har en formel som kan oversettes til feltet fordi vi har gjort det her i vår forskning.»
blå Strøm
I løpet av de siste fem årene, Lauren Lazaro, en ugrasforsker ved Louisiana State University AgCenter i School of Plant, Environmental, and Soil Sciences, har sett på alternative metoder for bekjempelse av ugressfrø (HWSC) og utført spesifikke forskningsforsøk på frøstøtmøller, agneforing og smale vindstrenger. brennende.
I november 2021 mottok hun en Weed Seed Destroyer stasjonær enhet, og tester enhetens effektivitet på å drepe ugressfrø i ris og soyabønner. "Vi kommer også til å undersøke forskjellige temperaturområder for å finne ut hvilken effekt det har på drapshastigheten for ugressfrø og hvordan det påvirker de morfologiske og fysiologiske egenskapene til ugress som kommer," bemerker Lazaro. "Vi planlegger videre å teste ulike agnefuktighetsnivåer og se hvordan det kan påvirke WSDS."
Når grunnforskningen er fullført, håper Lazaro å gå inn i et feltforsøk med en skurtresker på plass. «Jeg ønsker å forstå hvordan blå LED påvirker ugrasfrø i et integrert ugresshåndteringssystem. Det faktum at dette er et potensielt alternativ er veldig spennende, spesielt som en ekstra HWSC-taktikk som potensielt kan kreve mindre hestekrefter, mindre drivstoff og mindre tid enn andre HWSC-taktikker. Hvis WSDS fungerer og det er mer kostnadseffektivt, er jeg helt for det.»
I tillegg til å drepe ugressfrø, har blått LED-lys flere bruksområder i landbruket som frøstimulering, sier Jackson, og BNI tester for tiden andre LED-prototyper. "Akkurat nå jobber vi også med en enhet for å drepe dekkvekster, og vi kan være klare til våren for en-rads tester i Iowa, Minnesota og Nebraska. Og vi sendte nettopp inn en patentsøknad for en enhet for å bruke blått lys for å få frø raskere ut av bakken. Som i vet vi at du kan bruke blått lys til å øke frøveksten positivt ved å skru ned nivåene."
Kraften til blått LED-lys, insisterer Jackson, er en nærmer seg fordel for jordbruksland: «Jeg er en gårdsgutt fra Ohio, og jeg har sett hvordan ag-teknologi har eksplodert bare i løpet av livet mitt. Vi planlegger å bygge omtrent 25 Weed Seed Destroyer-enheter i 2022, 150 i 2023, og fortsetter oppover. Blått lys kommer til å være et normalt verktøy for ugrasbehandling, og det kommer til å skje mye raskere enn bøndene er klar over.»