농업 발명품 내부의 LED 조명을 활용하여 잡초 종자 제거

"파란색 LED 조명은 잡초 관리를 위한 일반적인 도구가 될 것이며 농부들이 깨닫는 것보다 훨씬 빨리 일어날 것입니다."

결합기 안에 빛이 있으라.

파란색 LED 조명은 제초제에 내성이 있는 잡초 씨앗의 성장을 저해할 수 있는 비화학적 무기이지만, LED 조명 기술을 콤바인과 함께 사용하여 이동 중에 잡초 씨앗을 손상시킬 수 있다면 어떨까요? 오하이오 농장의 옥수수와 콩밭에서 자란 한 발명가에 따르면 이미 그렇게 되었습니다. 빛으로 잡초 씨앗을 죽이는 수단이 도래했습니다.

Weed Seed Destroyer는 수확 중에 잡초 씨앗이 겨 흐름과 함께 지나갈 때 적셔지는 가벼운 온난화와 강렬한 LED 광선을 활용하는 볼트온 결합 장치이며, 씨앗을 죽이는 장치는 테네시 밀과 오하이오 보리에서 봄철 절단 시험을 위해 준비되었습니다. Weed Seed Destroyer의 혁신자인 존 잭슨은 "파란색 LED 조명은 농업에서 잡초를 제어하는 ​​일반적인 도구가 될 것입니다."라고 말합니다. "이러한 유형의 농업 기술은 사람들이 아는 것보다 더 빠르게 발전하고 있습니다."

발광 다이오드(LED)는 강력한 살균제로, 박테리아, 곰팡이, 곰팡이에 대한 살균 효과를 발휘할 수 있습니다. 2018년 미국 공군은 텀블위드를 덜 귀찮게 만드는 기술을 모색했고, 오하이오 주 남서부에 있는 잭슨의 회사에 SBIR(중소기업 투자 연구) 보조금을 수여했습니다. 글로벌 이웃 (GNI) 사막 껍질과 토양을 훼손하지 않고도 텀블위드 씨앗이 발아할 수 없게 만드는 수단을 만드는 것입니다.

GNI는 청색 LED 조명 기술을 사용하여 텀블위드 씨앗에 죽음을 선사할 수 있는 핸드헬드 장치를 개발했습니다. 성공적인 핸드헬드 장치는 SBIR 홍보 잡지에 실렸는데, 호기심 많은 아이오와 농부가 기사를 보고 오하이오 주 제니아에 있는 잭슨 사무실에 전화를 걸어 직접 도전했습니다. "사막에서 텀블위드 씨앗을 죽일 수 있다면 콩에서 물대마 씨앗도 죽일 수 있을 겁니다."

전화 통화 후 며칠 후, Global Neighbor 직원들은 아이오와에서 보낸 우편으로 상자를 받았는데, 그 안에는 울퉁불퉁한 봉지가 들어 있었고, 바깥 비닐에는 "메리 크리스마스"라고 굵게 휘갈겨 적혀 있었습니다. Hawkeye State 농장에서 직접 가져온 그 패키지 안에는 많은 중서부 재배자들에게 제초제에 내성이 있는 재앙인 물대마 씨앗이 가득한 콩겨 더미가 들어 있었습니다.

잭슨은 "겨와 씨앗이 든 가방이 시작이었습니다."라고 말합니다. "우리는 거의 즉시 실험실에서 테스트를 시작했습니다. 사막에서 텀블위드 씨앗을 공격하는 것은 표면에 놓여 있고 직접적인 시야를 제공하기 때문에 훨씬 간단했지만, 워터헴프는 다른 잡초 동물입니다."

잭슨의 팀은 단순화하여, 잡초 씨앗을 화씨 100도 이상 가열한 다음 햇빛의 20배 강도로 몇 초 동안 파란색 LED를 비췄을 때 세포 구조 내부에 혼란이 생긴다는 것을 발견했습니다.

잭슨은 "모두가 LED 조명이 줄뿌림 작물이나 온실에서 식물 성장을 어떻게 변화시키는지 알고 있습니다."라고 말을 이었습니다. "하지만 우리는 훨씬 더 강력한 것을 개발했습니다. 대신, 우리는 씨앗이 외상을 견뎌내지 못하고 자라지 않도록 강도는 높지만 매우 짧은 빛 노출을 제공하는 기술을 가지고 있습니다. 아무도 이전에 농업에 이런 유형의 기술을 사용한 적이 없으며 매우 효과적입니다."

하지만 이동식 콤바인을 통해 잡초 씨앗에 온기와 빛을 공급하는 것은 엄청난 진전입니다. 잡초 씨앗 파괴기를 도입하세요.

킬존

잭슨에 따르면, 콤바인 뒤쪽에 부착된 튜브와 오거 시스템인 Destroyer는 겨가 굴러가는 동안 씨앗을 데우고 파란색 LED 조명에 노출시킵니다. 모두 비행 중에 이루어진다고 합니다. 표준 콤바인 속도로 작동하며 작동하려면 적당한 10마력이 필요합니다. 잭슨은 "너무 빠르죠."라고 말하며, "예열과 파란색 조명 노출은 처리 몇 초 만에 이루어집니다."라고 덧붙였습니다.

제조업체에 따라 Destroyer는 다양한 콤바인에 부착됩니다. "예를 들어, 통합 스프레더와 초퍼가 있는 John Deere S680(2022년 10월 테네시주 사바나 근처에서 밀 수확 시험을 위해 설정됨)에서 초퍼 앞에 단일 패널을 꺼내고 겨를 Destroyer로 날리는 혈관을 추가하고, 메인 탈곡기의 짚은 정상 위로 올라가 초퍼로 돌아갑니다." Jackson이 자세히 설명합니다. "초퍼 시스템 바로 아래에 들어간 8인치 오거와 XNUMX피트 길이입니다."

New Holland CR940(2022년 XNUMX월-XNUMX월 오하이오 남서부 보리 수확 시험 예정)에서는 겨 뿌리개와 초퍼가 분리되어 있습니다. "우리는 뿌리개를 제거하고 그 자리에 Destroyer를 놓습니다. 우리는 겨가 나오는 대로 모아 Destroyer에 흘려보내고, 초퍼 폐기물 흐름으로 다시 불어냅니다." Jackson이 설명합니다.

그리고 고정 단위 테스트에서 시스템이 달성한 종자 살상 수준은 어느 정도일까요? "우리는 Central State University(CSU)의 연구에서 waterhemp와 Palmer amaranth에 대한 98% 이상의 효능이라는 정말 강력한 결과를 얻고 있습니다."라고 Jackson은 주장합니다.

케던스 로웰CSU 농업 과학부 의장인 그는 실험실에서 Destroyer 프로토타입을 테스트하고 2021년 4월 보고서에 결과를 발표했습니다. Destroyer의 성능과 관련하여 연구 결론은 다음과 같습니다. "나팔꽃, 여우 기장, 일반 돼지풀, 돼지풀의 4가지 잡초 종에 대한 평균 총 발아율이 상당히 감소했습니다. 97초 동안 지향성 에너지로 처리한 씨앗의 경우 평균 총 씨앗 발아율이 99-XNUMX% 감소했습니다."

로웰에 따르면 고정형 유닛은 높은 수준의 효능을 보였다. "100가지 종류의 잡초 씨앗을 거의 XNUMX% 죽였습니다. 씨앗 크기에 따라 달라지는 듯합니다. 씨앗이 클수록 노출이 더 필요할 수도 있습니다."

로웰은 잡초 과학 분야에서 경력을 쌓았으며, 청색 LED 조명이 잡초 제거원으로 큰 잠재력을 가지고 있다고 믿습니다. "저희 대학에서는 지금 바로 현장에 적용하기 위해 노력하고 있습니다. 예를 들어, 잡초를 찾아 밭을 끊임없이 돌아다니는 자동화된 로봇에 LED 조명 기술을 적용할 것입니다."

전달 수단이 완벽하다면, 로웰은 청색 LED 조명이 줄뿌림 작물에 사용할 수 있는 농부 도구가 될 것이라고 믿습니까? "네, 믿습니다. 그리고 적외선이나 다른 열원과 혼합하여 매우 효과적으로 만들기 위해 다른 파장의 빛과 결합할 수 있습니다. Global Neighbor가 현장에서 사용할 수 있는 공식을 가지고 있다는 것을 알고 있습니다. 왜냐하면 우리가 연구에서 그렇게 했기 때문입니다."

블루 파워

지난 XNUMX년 동안, 로렌 라자로루이지애나 주립 대학교 농업 센터 식물, 환경 및 토양 과학과의 잡초 과학자인 그는 대체 수확 잡초 종자 제어(HWSC) 방법을 검토하고 종자 충격 분쇄기, 겨 안감, 좁은 윈드로우 소각에 대한 구체적인 연구 시험을 수행했습니다.

2021년 XNUMX월에 그녀는 Weed Seed Destroyer 고정형 장치를 받았고, 벼와 대두 겨에서 잡초씨앗을 죽이는 데 이 장치의 효능을 테스트하고 있습니다. "또한 다양한 온도 범위를 조사하여 잡초씨앗 죽이는 비율에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 신생 잡초의 형태학적 및 생리적 특성에 어떤 영향을 미치는지 확인할 것입니다."라고 Lazaro는 말합니다. "또한 다양한 겨 수분 수준을 테스트하여 WSDS에 어떤 영향을 미치는지 확인할 계획입니다."

기본 연구가 완료되면, 라자로는 콤바인 장치를 설치한 현장 시험에 들어가기를 바라고 있습니다. "저는 통합 잡초 관리 시스템에서 청색 LED가 잡초 씨앗에 어떤 영향을 미치는지 이해하고 싶습니다. 이것이 잠재적인 옵션이라는 사실은 정말 흥미롭습니다. 특히 다른 HWSC 전술보다 마력, 연료, 시간이 덜 필요할 수 있는 추가 HWSC 전술로서 더욱 그렇습니다. WSDS가 작동하고 비용 효율성이 더 높다면, 저는 전적으로 찬성입니다."

잭슨은 잡초 종자 제거 외에도 파란색 LED 조명은 종자 자극과 같은 농업 분야에서 추가적인 용도로 사용된다고 말합니다. GNI 현재 다른 LED 프로토타입을 테스트하고 있습니다. "지금은 피복 작물을 죽이는 장치도 개발 중이며, 이번 봄에 아이오와, 미네소타, 네브래스카에서 1줄 테스트를 할 준비가 될 수 있습니다. 그리고 방금 파란 빛을 사용하여 씨앗을 땅에서 더 빨리 꺼낼 수 있는 장치에 대한 특허를 출원했습니다. 즉, 파란 빛을 사용하여 레벨을 낮춰서 씨앗 성장을 긍정적으로 증가시킬 수 있다는 것을 알고 있습니다."

잭슨은 파란색 LED 조명의 힘이 농지에 대한 혜택이 될 것이라고 주장합니다. "저는 오하이오 출신의 농장 소년이고, 제 인생에서 농업 기술이 얼마나 폭발적으로 발전했는지 보았습니다. 우리는 25년에 약 2022대의 잡초 씨앗 파괴 장치를 건설하고, 150년에는 2023대를 건설할 계획이며, 계속해서 늘릴 것입니다. 파란색 조명은 잡초 관리를 위한 일반적인 도구가 될 것이고, 농부들이 깨닫는 것보다 훨씬 빨리 일어날 것입니다."

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