“Đèn LED xanh sẽ là một công cụ bình thường để quản lý cỏ dại và nó sẽ diễn ra nhanh hơn nhiều so với nhận thức của người nông dân.”
Hãy để có ánh sáng trong ruột của một tổ hợp.
Ánh sáng LED xanh lam là một vũ khí phi hóa học có khả năng làm kìm hãm sự phát triển của hạt cỏ dại kháng thuốc diệt cỏ, nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu công nghệ ánh sáng LED có thể được khai thác để hoạt động với sự kết hợp để làm hỏng hạt cỏ dại khi đang di chuyển? Nó đã có, theo một nhà phát minh được nuôi trên các hàng ngô và đậu tương ở đất nông nghiệp Ohio: Phương pháp tiêu diệt hạt cỏ dại bằng ánh sáng đã đến.
Weed Seed Destroyer là một bộ phận kết hợp bu lông sử dụng sự ấm lên nhẹ và tia sáng LED cường độ cao để bão hòa hạt cỏ dại khi nó đi qua với dòng chảy của cây trong khi thu hoạch và thiết bị diệt hạt đã sẵn sàng cho các thử nghiệm cắt mùa xuân ở lúa mì Tennessee và Ohio lúa mạch. Jon Jackson, người sáng tạo đằng sau Máy hủy hạt giống cỏ dại cho biết: “Đèn LED xanh sẽ trở thành một công cụ thường xuyên để kiểm soát cỏ dại trong nông nghiệp. “Loại công nghệ nông nghiệp này đang phát triển nhanh hơn những gì mọi người biết”.
Điốt phát quang (LED) có khả năng giết người, có thể tạo ra tác dụng khử trùng chống lại vi khuẩn, nấm và nấm mốc. Vào năm 2018, Không quân Hoa Kỳ đã tìm kiếm công nghệ để làm cho bèo cái bớt trở thành cái gai trong thịt và trao một khoản tài trợ SBIR (Nghiên cứu Đầu tư cho Doanh nghiệp Nhỏ) cho công ty có trụ sở ở Tây Nam Ohio của Jackson. Láng giềng toàn cầu (GNI), để tạo ra một phương tiện làm cho hạt giống cây bìm bịp không thể sống được mà không làm ảnh hưởng đến lớp vỏ và đất của sa mạc.
Sử dụng công nghệ ánh sáng LED xanh, GNI đã phát triển một thiết bị cầm tay có khả năng mang lại cái chết cho hạt giống cây họ cà. Thiết bị cầm tay thành công này đã được đăng trên một tạp chí quảng cáo của SBIR — nơi bài báo được phát hiện bởi một nông dân Iowa tò mò, người đã gọi điện đến văn phòng của Jackson ở Xenia, Ohio và đưa ra một thử thách trực tiếp: “Nếu bạn có thể giết được hạt giống bèo tấm trên sa mạc, bạn nên có thể giết chết hạt giống cây gai dầu trong đậu nành ”.
Vài ngày sau cuộc điện thoại, nhân viên của Global Neighbor nhận được một chiếc hộp qua đường bưu điện gửi từ Iowa, chứa một chiếc túi sần, với dòng chữ "Merry Christmas" được vẽ đậm trên lớp nhựa bên ngoài. Bên trong gói hàng, ngay từ đất nông nghiệp của Bang Hawkeye, là một đống đậu tương chứa đầy hạt giống cây nước - loại bệnh có khả năng kháng thuốc diệt cỏ của nhiều người trồng ở Trung Tây.
Jackson nói: “Túi rau má và hạt giống là bước khởi đầu. “Chúng tôi gần như ngay lập tức bắt đầu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Trong sa mạc, tấn công hạt giống bèo tấm đơn giản hơn nhiều vì nó nằm trên bề mặt và cung cấp đường nhìn trực tiếp, nhưng cây bèo nước là một loài cỏ dại khác. "
Giảm liều lượng, nhóm của Jackson phát hiện ra rằng việc làm ấm hạt cỏ dại trên 100+ F và sau đó chiếu đèn LED màu xanh lam trong vài giây với cường độ gấp 20 lần ánh sáng mặt trời gây ra tình trạng hỗn loạn trong cấu trúc tế bào.
Jackson tiếp tục: “Mọi người đều biết ánh sáng LED làm thay đổi sự phát triển của cây trồng trong hàng hoặc thậm chí trong nhà kính như thế nào,“ nhưng chúng tôi đã phát triển một thứ mạnh mẽ hơn rất nhiều. Thay vào đó, chúng tôi có một công nghệ với cường độ cao, nhưng tiếp xúc với ánh sáng rất ngắn theo cách mà hạt giống không thể xử lý vết thương và sẽ không phát triển. Trước đây chưa ai sử dụng loại công nghệ này trong canh tác và nó mang lại hiệu quả cao ”.
Tuy nhiên, cung cấp sự ấm lên và ánh sáng cho hạt cỏ dại sạc thông qua kết hợp di chuyển là một bước quan trọng: Đi vào Kẻ hủy diệt hạt cỏ dại.
Kill Zone
Kẻ hủy diệt, một hệ thống ống lồng và cường lực được gắn vào phía sau của một tổ hợp, làm ấm và hiển thị hạt giống với đèn LED màu xanh lam khi chaff lao qua — tất cả đều đang bay, theo Jackson. Nó hoạt động ở tốc độ kết hợp tiêu chuẩn và yêu cầu công suất khiêm tốn 10 mã lực. “Nó quá nhanh,” Jackson nói, “và quá trình khởi động và tiếp xúc với ánh sáng xanh xảy ra chỉ trong vài giây xử lý.”
Tùy thuộc vào nhà sản xuất, Kẻ hủy diệt gắn với các biến thể cho các kết hợp khác nhau. “Ví dụ: trên một chiếc John Deere S680 (được thiết lập cho cuộc thử nghiệm thu hoạch lúa mì vào tháng 2022 năm 10 gần Savannah, Tenn.) Với một máy rải và máy băm được tích hợp, chúng tôi lấy ra một bảng điều khiển trước máy cắt và thêm một tĩnh mạch thổi thùng rác vào Kẻ hủy diệt , trong khi ống hút từ máy đập chính đi qua phía trên và quay trở lại máy cắt như bình thường, ”Jackson kể chi tiết. "Đó là một mũi khoan 8" và dài XNUMX "được lắp ngay dưới hệ thống trực thăng."
Trên chiếc New Holland CR940 (chuẩn bị cho các cuộc thử nghiệm thu hoạch lúa mạch từ tháng 2022 đến tháng XNUMX năm XNUMX ở tây nam Ohio), máy rải chaff và máy băm được tách biệt. “Chúng tôi loại bỏ máy rải và đặt Kẻ hủy diệt vào vị trí của nó. Chúng tôi lấy chiếc túi khi nó đi ra và nhét nó vào Kẻ hủy diệt, và nó bị thổi ngược trở lại vào dòng chất thải của trực thăng, ”Jackson giải thích.
Và mức độ tiêu diệt hạt giống đạt được bởi hệ thống trong thử nghiệm đơn vị cố định? Jackson cho rằng: “Chúng tôi đang nhận được kết quả thực sự mạnh mẽ trên 98% hiệu quả đối với cây nước và cây dền gai Palmer từ nghiên cứu tại Đại học Central State (CSU).
Nhịp Lowell, chủ nhiệm Khoa Khoa học Nông nghiệp tại CSU, đã thử nghiệm nguyên mẫu Kẻ hủy diệt trong môi trường phòng thí nghiệm và công bố phát hiện của cô trong một báo cáo tháng 2021 năm 4. Về hiệu suất của Kẻ hủy diệt, kết luận của nghiên cứu nêu rõ: “Nó làm giảm đáng kể tổng số phần trăm nảy mầm trung bình của 4 loài cỏ dại, rau muống, kê cáo, cỏ phấn hương thông thường và bèo tấm. Đối với hạt được xử lý bằng năng lượng định hướng trong 97 giây, tổng số hạt nảy mầm trung bình giảm 99-XNUMX%. ”
Theo Lowell, thiết bị cố định thể hiện mức độ hiệu quả cao. “Nó đã giết gần 100% hạt cỏ dại — bốn loại khác nhau. Nó dường như phụ thuộc vào kích thước hạt giống; có thể hạt càng lớn thì cần phải phơi nhiều hơn ”.
Lowell đã dành một sự nghiệp trong lĩnh vực khoa học cỏ dại và tin rằng ánh sáng LED xanh lam có tiềm năng lớn như một nguồn kiểm soát cỏ dại. “Tại trường đại học của chúng tôi, chúng tôi đang làm việc ngay bây giờ để đưa điều này vào lĩnh vực này. Ví dụ, chúng tôi sẽ đưa công nghệ đèn LED vào các rô bốt tự động để chạy liên tục trên cánh đồng để tìm cỏ dại ”.
Nếu các phương tiện giao hàng được hoàn thiện, Lowell có tin rằng ánh sáng LED xanh lam sẽ trở thành một công cụ nông dân để sử dụng trong các vụ hàng không? “Đúng vậy, và nó có thể được kết hợp với các bước sóng ánh sáng khác nhau để tạo ra hiệu quả cao, giống như sự kết hợp với tia hồng ngoại hoặc một nguồn nhiệt khác. Tôi biết Global Neighbor có một công thức phù hợp với lĩnh vực này bởi vì chúng tôi đã thực hiện nó ở đây trong quá trình nghiên cứu của mình. "
Màu xanh điện
Trong năm năm qua, Lauren Lazaro, một nhà khoa học cỏ dại tại Đại học Bang Louisiana, AgCenter tại Trường Khoa học Thực vật, Môi trường và Đất, đã xem xét các phương pháp kiểm soát hạt giống cỏ dại thu hoạch thay thế (HWSC) và thực hiện các thử nghiệm nghiên cứu cụ thể trên máy nghiền hạt giống, lớp lót chaff và cây trồng hẹp đốt cháy.
Vào tháng 2021 năm XNUMX, cô nhận được một đơn vị cố định Weed Seed Destroyer và đang thử nghiệm tính hiệu quả của thiết bị này trong việc diệt hạt cỏ dại trên lúa và đậu tương. Lazaro lưu ý: “Chúng tôi cũng sẽ kiểm tra các phạm vi nhiệt độ khác nhau để xác định tác động nào đến tỷ lệ tiêu diệt hạt cỏ dại và ảnh hưởng của nó đến các đặc điểm hình thái và sinh lý của cỏ dại mới nổi. “Hơn nữa, chúng tôi có kế hoạch kiểm tra các mức độ ẩm khác nhau và xem điều đó có thể ảnh hưởng đến WSDS như thế nào.”
Sau khi nghiên cứu cơ bản hoàn thành, Lazaro hy vọng sẽ chuyển sang thử nghiệm thực địa với một đơn vị kết hợp tại chỗ. “Tôi muốn hiểu đèn LED xanh lam ảnh hưởng như thế nào đến hạt cỏ dại trong một hệ thống quản lý cỏ dại tích hợp. Thực tế là đây là một lựa chọn tiềm năng thực sự hấp dẫn, đặc biệt là một chiến thuật HWSC bổ sung có thể yêu cầu ít mã lực hơn, ít nhiên liệu hơn và ít thời gian hơn so với các chiến thuật HWSC khác. Nếu WSDS hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn, tôi là tất cả vì nó ”.
Ngoài việc tiêu diệt hạt giống cỏ dại, ánh sáng LED xanh lam còn có các ứng dụng bổ sung trong nông nghiệp như kích thích hạt giống, Jackson nói, và GNI hiện đang thử nghiệm các nguyên mẫu LED khác. “Hiện tại, chúng tôi cũng đang nghiên cứu một thiết bị để tiêu diệt các loại cây che phủ và chúng tôi có thể sẵn sàng vào mùa xuân tới đây cho các thử nghiệm một hàng ở Iowa, Minnesota và Nebraska. Và chúng tôi vừa nộp đơn đăng ký bằng sáng chế cho một thiết bị sử dụng ánh sáng xanh để đưa hạt giống ra khỏi mặt đất nhanh hơn. Như trong, chúng tôi biết bạn có thể sử dụng ánh sáng xanh để tăng cường tích cực sự phát triển của hạt giống bằng cách quay số lại các cấp độ. "
Jackson khẳng định, sức mạnh của ánh sáng LED xanh là một lợi ích tiếp cận cho đất nông nghiệp: “Tôi là một cậu bé nông dân đến từ Ohio và tôi đã thấy công nghệ nông nghiệp bùng nổ như thế nào trong cuộc đời mình. Chúng tôi có kế hoạch xây dựng khoảng 25 đơn vị Kẻ hủy diệt hạt cỏ dại vào năm 2022, 150 đơn vị vào năm 2023 và tiếp tục tăng lên. Ánh sáng xanh sẽ là một công cụ bình thường để quản lý cỏ dại và nó sẽ diễn ra nhanh hơn nhiều so với nhận thức của người nông dân ”.
