De Australische onderzoeksorganisatie CSIRO heeft een spuitbare biologisch afbreekbare polymeermulch ontwikkeld die boeren kan helpen meer te produceren, terwijl ze minder water, voedingsstoffen en landbouwchemicaliën gebruiken.
De nieuwe technologie, genoemd Transpiratie, is een milieuvriendelijk alternatief voor landbouwkunststoffen, zoals polyethyleen, ook wel plastic mulch genoemd. Proeven hebben een toename van de waterproductiviteit van gewassen met meer dan 30 procent bevestigd, terwijl ze ook hebben bijgedragen aan de bestrijding van onkruid.
Think CSIRO Er is een wereldwijde uitdaging om meer voedsel te verbouwen, met minder hulpbronnen. “De wereldbevolking groeit, waardoor de voedselproductie tegen 2050 moet zijn verdubbeld om naar verwachting negen miljard mensen te voeden. De noodzaak om onze voedselproductie uit te breiden heeft ook gevolgen voor het milieu door het gebruik van kunstmest en andere chemicaliën”, zegt CSIRO.
Polymeer membraan
Onderzoeker dr. Keith L. Bristow kwam op het idee van een polymeermembraan. “Ik heb veel werk verricht rond de gezondheid van de bodem en de interactie van water met de bodem”, zegt hij. “Ik ben een tijdje geleden naar China geweest en was geschokt door de plastic mulchfilms die ze gebruikten. We bezochten enkele velden waar plastic dominanter was dan de bodem. Dit betekent dat de bodemporiën grotendeels geblokkeerd waren en dat gifstoffen in de bodem en omliggende watersystemen lekten.”
Mijn mening was dat alle boeren het membraan zouden moeten kunnen aanbrengen, ook de boeren in Afrika met een eenvoudige handsproeier
Dr. Bristow wilde een product maken dat de plastic mulchfilms zou kunnen vervangen. Hij wilde een biologisch afbreekbaar product maken, dat verspoten kon worden. “Mijn mening was dat alle boeren het membraan zouden moeten kunnen aanbrengen, zelfs die in Afrika die een eenvoudige handsproeier gebruiken of die in de VS, die grote mechanische machines gebruiken”, legt hij uit.
Veldproeven
Na de ontwikkeling van de membraantechnologie voerde CSIRO verschillende experimenten en veldproeven uit in Australië. “We hebben grote en kleine landbouwapparatuur gebruikt en bewezen dat ons polymeermembraan toegankelijk kan zijn voor kleinschalige boeren in ontwikkelingslanden en voor grootschalige, sterk gemechaniseerde boeren en landbouwbedrijven in ontwikkelde landen”, zegt dr. Bristow.
CSIRO demonstreerde de spuitbare technologie in geïrrigeerde veldproeven in Australië met meloenen, tomaten, sorghum en katoen. De proeven bevestigden een stijging van de gewaswaterproductiviteit met meer dan 30 procent, terwijl ze ook hielpen bij het bestrijden van onkruid.
“We hebben ons proof of concept, maar we moeten de polymeerspray nog verder verfijnen”, zegt dr. Bristow. “We willen het zo duurzaam en kosteneffectief mogelijk maken. Op dit moment zijn de kosten waarschijnlijk hoger dan de plastic mulchfolie die veel wordt gebruikt.”
Vrijgave van gifstoffen
Boeren hebben dr. Bristow en zijn team verteld dat ze niet langer plastic mulchfolie zouden gebruiken als ze een kosteneffectief spuitbaar, biologisch afbreekbaar polymeermembraan konden gebruiken. “Door het gebruik van een spuitbaar biologisch afbreekbaar membraan hoeven ze tijdens en na de oogst geen verslechterende plastic mulchfilm op te vangen”, zegt Dr. Bristow. “En veel plastic mulchfolie veroorzaakt nog steeds problemen. Het wordt verbrand, wat de overheid en de gemeenschap niet leuk vinden, of het gaat naar een afvalverwerkingsinstallatie. En wanneer het in kleinere fragmenten uiteenvalt, komen er gifstoffen vrij in de bodem en in onze watersystemen, inclusief beken, rivieren en grondwater.”
De boeren in de proeven waren over het algemeen tevreden met het vermogen van het polymeermembraan om de grond te bedekken. Het onkruid wordt bestreden en er wordt water bespaard, waardoor er meer productie ontstaat. “Ons doel is om de transpiratie te maximaliseren en de bodemverdamping te minimaliseren”, benadrukt Dr. Bristow.
Afbreekbaar
De veldproeven hebben een aantal voordelen van het polymeermembraan van CSIRO laten zien ten opzichte van de plastic mulchfilms die boeren momenteel gebruiken. Het polymeermembraan is biologisch afbreekbaar, en de meeste plastic mulchfilms zijn dat niet. Dit nieuwe product is spuitbaar. Boeren kunnen voor de toepassing bestaande landbouwapparatuur gebruiken – met kleine, goedkope aanpassingen. Het aanbrengen van plastic mulchfilms is duur omdat er specialistische landbouwapparatuur voor nodig is.
Plastic mulchfilms kunnen extreme oppervlaktetemperaturen veroorzaken. Door de toepassing van het polymeermembraan wordt de temperatuur van het bodemoppervlak echter gematigd. Uit de proeven bleek dat plastic mulchfilms schade aan zaailingen en de dood van planten veroorzaakten. Het gebruik van het polymeermembraan veroorzaakte minimale tot geen schade aan zaailingen.
Polymeermembraan veilig in gebruik
Dr. Bristow en zijn team hebben ervoor gezorgd dat het polymeermembraan veilig te gebruiken is. “We hebben monsters genomen van de grond met het polymeer en van de producten, bijvoorbeeld de schil van meloenen”, vertelt hij. “We hebben waarschijnlijk een paar honderd verschillende tests gedaan. De resultaten toonden aan dat er niets onaangenaams of giftigs in het product zat en dat het biologisch afbreekbaar is. Boeren kunnen na de oogst gewoon het veld op.”
Dr. Bristow zou het liefst een aantal precommerciële proeven op boerderijen doen om de polymeerformulering, de toepassing en impact ervan te verfijnen. Momenteel is hij in gesprek met investeerders om de voorbereidingen voor de pre-commerciële tests af te ronden. Er is voldoende belangstelling onder boeren. “Ik word wekelijks benaderd door boeren, soms zes keer per week. Vanuit de hele wereld bellen mensen mij.”
Maak ruim 1,000 gigaliter water vrij
CSIRO legt uit dat het behalen van de oorspronkelijke doelstelling om 10 procent minder water te gebruiken zonder opbrengstverlies in de Australische geïrrigeerde landbouw meer dan 1,000 gigaliter water zou vrijmaken. “Dit zou kunnen worden gebruikt voor het verbouwen van extra gewassen en/of het verbeteren van de milieustromen in onze waterwegen”, zegt CSIRO.