農業の発明は、雑草の種を殺すためにコンバイン内のLEDライトを利用します

「青色LEDライトは雑草管理の標準的なツールになるでしょう。そしてそれは農家が思っているよりずっと早く起こるでしょう。」

コンバインの奥深くに光あれ。

青色LEDライトは、除草剤耐性雑草の種子の成長を阻害できる非化学兵器です。しかし、LEDライト技術をコンバインに活用し、移動中の雑草の種子にダメージを与えることができたらどうでしょうか？オハイオ州の農地でトウモロコシや大豆畑で育った発明家によると、それは既に実現しているそうです。光で雑草の種子を駆除する手段が到来したのです。

ウィードシードデストロイヤーは、コンバインにボルトで取り付けるユニットで、穏やかな加温と強力なLED光線を利用して、収穫時に籾殻の流れに混ざって通過する雑草の種子を飽和状態にします。この種子除去装置は、テネシー州の小麦とオハイオ州の大麦で春刈り試験の準備が整っています。「青色LEDライトは、農業における雑草防除の定番ツールになるでしょう」と、ウィードシードデストロイヤーの発明者であるジョン・ジャクソン氏は述べています。「この種の農業技術は、人々が想像するよりも速いペースで発展しています。」

発光ダイオード（LED）は、細菌、真菌、カビに対して強力な殺菌効果を発揮します。2018年、アメリカ空軍はタンブルウィードによる被害を軽減する技術を求め、オハイオ州南西部に拠点を置くジャクソン氏の企業にSBIR（中小企業投資研究）助成金を交付しました。 グローバルネイバー （GNI）は、砂漠の地殻や土壌を乱すことなくタンブルウィードの種子を生育不能にする手段を開発することを目指しています。

GNIは青色LEDライト技術を用いて、タンブルウィードの種子を死滅させる携帯型デバイスを開発しました。この成功した携帯型デバイスはSBIRの宣伝雑誌に掲載されました。記事を目にしたアイオワ州の好奇心旺盛な農家は、オハイオ州ゼニアにあるジャクソンの事務所に電話をかけ、直接挑戦状を叩きつけました。「砂漠でタンブルウィードの種子を死滅させることができるなら、大豆のウォーターヘンプの種子も死滅させることもできるはずだ」

電話から数日後、グローバルネイバーのスタッフはアイオワ州から郵便で箱を受け取りました。中にはゴツゴツした袋が入っており、外側のビニール袋には「メリークリスマス」と大胆に走り書きされていました。ホークアイ州の農地から直接届いたその小包の中には、ウォーターヘンプの種子がたっぷり詰まった大豆の殻の山が入っていました。ウォーターヘンプは、中西部の多くの農家にとって除草剤耐性を持つ厄介者です。

「籾殻と種子の入った袋がきっかけでした」とジャクソンは言う。「すぐに実験室でテストを始めました。砂漠では、タンブルウィードの種子は地表に落ちていて視界が開けているため、攻撃するのははるかに簡単でした。しかし、ウォーターヘンプは別の種類の雑草なのです。」

まとめると、ジャクソン氏のチームは、雑草の種子を華氏100度以上に温め、太陽光の20倍の強さの青色LEDを数秒間照射すると、細胞構造に大混乱が生じることを発見した。

「LED光が畑作物や温室における植物の成長にどのような変化をもたらすかは誰もが知っています」とジャクソン氏は続ける。「しかし、私たちははるかに強力な技術を開発しました。高強度でありながら非常に短時間の照射で種子がダメージに耐えられず成長しないようにする技術です。これまで農業でこの種の技術を用いた人は誰もいませんが、非常に効果的です。」

しかし、動いているコンバインを通して雑草の種子に暖かさと光を与えるのは大変なステップです。そこで Weed Seed Destroyer の登場です。

キルゾーン

デストロイヤーは、コンバインの後方に取り付けられたチューブとオーガを備えたシステムで、籾殻が転がり落ちる際に種子を温め、青色LEDライトに照射します。ジャクソン氏によると、この作業はすべてリアルタイムで行われるとのことです。コンバインの標準速度で作動し、動作に必要なエンジンはわずか10馬力です。「非常に高速です」とジャクソン氏は言います。「ウォームアップと青色LEDライトへの照射は、わずか数秒の処理時間で完了します。」

メーカーによって、デストロイヤーは様々なコンバインに取り付けられます。「例えば、スプレッダーとチョッパーが一体化したジョンディアS680（2022年10月にテネシー州サバンナ近郊で小麦収穫試験を実施予定）では、チョッパーの前のパネルを8枚取り外し、籾殻をデストロイヤーに吹き込むための羽根を追加します。一方、メインの脱穀機から出た藁は通常通り、デストロイヤーの上を通ってチョッパーに戻ります」とジャクソン氏は説明します。「これは直径XNUMXインチ、長さXNUMXフィートのオーガーで、チョッパーシステムのすぐ下に収納されています。」

ニューホランドCR940（2022年XNUMX月からXNUMX月にかけてオハイオ州南西部で大麦の収穫試験に使用予定）では、籾殻散布機とチョッパーが別々になっています。「散布機を取り外し、代わりにデストロイヤーを設置します。籾殻が出てくるとデストロイヤーに集め、チョッパーの廃棄物の流れに吹き戻します」とジャクソン氏は説明します。

では、このシステムは定置型ユニット試験においてどの程度の種子殺滅効果を達成しているのだろうか？「セントラル州立大学（CSU）の研究で、ウォーターヘンプとパーマーアマランサスで98%を超える有効性を示す非常に強力な結果が得られています」とジャクソン氏は主張する。

ケイデンス・ローウェルCSU農学部長の は、実験室環境でデストロイヤーのプロトタイプをテストし、その結果を2021年4月の報告書で発表しました。デストロイヤーの性能について、研究の結論では次のように述べられています。「アサガオ、キビ、ブタクサ、アカザの4種の雑草の平均総発芽率が大幅に低下しました。97秒間指向性エネルギー処理した種子では、平均総発芽率が99～XNUMX%減少しました。」

ローウェル氏によると、この固定式ユニットは高い効果を示したという。「100種類の雑草の種子をほぼXNUMX%枯らしました。効果は種子の大きさに依存しているようで、種子が大きいほど、より多くの照射が必要になるのかもしれません。」

ローウェル氏は雑草研究に長年携わっており、青色LED光が雑草抑制の光源として大きな可能性を秘めていると考えています。「私たちの大学では現在、この技術を現場で活用するための研究を進めています。例えば、自動ロボットにLED光技術を搭載し、雑草を探して圃場を連続走行させる予定です。」

送達手段が完成すれば、青色LEDライトが畑作物に使える農業ツールになると考えていますか？「はい、そう思います。赤外線や他の熱源と組み合わせるなど、異なる波長の光と組み合わせることで、非常に高い効果が得られます。グローバルネイバー社には、現場で応用できる処方があることを確信しています。なぜなら、私たちはここで研究を行ってきたからです。」

ブルーパワー

過去XNUMX年間で、 ローレン・ラザロルイジアナ州立大学農業センター植物・環境・土壌科学部の雑草科学者である氏は、代替的な収穫時雑草種子制御（HWSC）方法を検討し、種子インパクトミル、チャフリニング、狭いウインドロウ燃焼に関する特定の研究試験を実施しました。

2021年XNUMX月、彼女はWeed Seed Destroyer据置型ユニットを受け取り、稲と大豆の籾殻における雑草種子の除去効果を試験しています。「また、様々な温度範囲で雑草種子の除去率にどのような影響があるのか​​、そして新芽の雑草の形態学的・生理学的特性にどのような影響を与えるのかを調べる予定です」とラザロ氏は述べています。「さらに、籾殻の水分レベルを様々に変化させ、それがWSDSにどのような影響を与えるかを調べる予定です。」

基礎調査が完了したら、ラザロ氏はコンバインユニットを設置した圃場試験に移行したいと考えています。「統合型雑草管理システムにおいて、青色LEDが雑草の種子にどのような影響を与えるかを理解したいと考えています。これが潜在的な選択肢であるという事実は、特に他のHWSC戦術よりも馬力、燃料、時間を削減できる可能性のある追加のHWSC戦術として、非常に興味深いものです。WSDSが機能し、より費用対効果が高いのであれば、私は全面的に賛成です。」

雑草の種子を殺す以外にも、青色LEDライトは種子刺激など農業で追加の用途があるとジャクソン氏は言う。 GNI 現在、他のLEDプロトタイプの試験も行っています。「現在、被覆作物を枯らす装置の開発にも取り組んでおり、来春にはアイオワ州、ミネソタ州、ネブラスカ州で1列ずつの試験を実施できる予定です。また、青色光を使って種子を地面からより早く発芽させる装置の特許申請も提出しました。つまり、青色光のレベルを下げることで、種子の成長を促進できることが分かっているのです。」

青色LEDライトの威力は、農地にとって近い将来大きなメリットになるとジャクソン氏は主張する。「私はオハイオ州の農家の息子で、農業技術がこれまでの人生で爆発的に進歩するのを目の当たりにしてきました。25年には約2022台、150年には2023台の雑草種子破壊装置を建設し、今後も増加していく予定です。青色光は雑草管理の定番ツールとなり、農家が想像するよりもはるかに速いペースでその流れが進むでしょう。」

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