Invenção agrícola aproveita luz LED dentro da colheitadeira para matar sementes de ervas daninhas

“A luz LED azul será uma ferramenta normal para o manejo de ervas daninhas e acontecerá muito mais rápido do que os agricultores imaginam.”

Que haja luz nas entranhas de uma colheitadeira.

A luz LED azul é uma arma não química capaz de retardar o crescimento de sementes de ervas daninhas resistentes a herbicidas, mas e se a tecnologia de luz LED pudesse ser aproveitada para trabalhar com uma colheitadeira para danificar sementes de ervas daninhas em movimento? Já tem, de acordo com um inventor criado nas fileiras de milho e soja das terras agrícolas de Ohio: Os meios para matar sementes de ervas daninhas com luz chegaram.

O Destruidor de Sementes de Ervas é uma unidade de combinação aparafusada que utiliza aquecimento suave e raios de luz LED intensos para saturar sementes de ervas daninhas à medida que passam com o fluxo de palha durante a colheita, e o dispositivo de eliminação de sementes está pronto para testes de corte de primavera no trigo do Tennessee e Ohio cevada. “A luz LED azul se tornará uma ferramenta regular para o controle de ervas daninhas na agricultura”, diz Jon Jackson, o inovador por trás do Destruidor de Sementes de Ervas Daninhas. “Esse tipo de tecnologia agrícola está se desenvolvendo mais rápido do que as pessoas imaginam.”

Diodos emissores de luz (LED) são assassinos capazes, capazes de desencadear um efeito desinfetante contra bactérias, fungos e mofo. Em 2018, a Força Aérea dos EUA buscou tecnologia para tornar o tumbleweed menos um espinho na carne e concedeu uma doação SBIR (Pequena Pesquisa de Investimento em Pequenas Empresas) para a empresa de Jackson no sudoeste de Ohio Vizinho Global (GNI), para criar um meio de tornar as sementes de tumbleweed inviáveis ​​sem perturbar a crosta e o solo do deserto.

Usando a tecnologia de luz LED azul, a GNI desenvolveu um dispositivo portátil capaz de entregar a morte às sementes de tumbleweed. O dispositivo portátil de sucesso foi apresentado em uma revista promocional da SBIR – onde o artigo foi visto por um curioso fazendeiro de Iowa, que ligou para o escritório de Jackson em Xenia, Ohio, e ofereceu um desafio direto: “Se você pode matar sementes de tumbleweed no deserto, você deve ser capaz de matar sementes de cânhamo na soja.”

Dias após o telefonema, a equipe do Global Neighbor recebeu uma caixa por correio endereçada de Iowa, contendo uma sacola irregular, com “Feliz Natal” rabiscado corajosamente no plástico externo. Dentro do pacote, direto das terras agrícolas do estado de Hawkeye, havia um monte de palha de soja carregada de sementes de cânhamo – o flagelo resistente a herbicidas de muitos produtores do Centro-Oeste.

“O saco de palha e sementes foi o começo”, diz Jackson. “Quase imediatamente começamos a testar no laboratório. No deserto, atacar a semente de tumbleweed era muito mais simples porque fica na superfície e fornece uma linha direta de visão, mas o cânhamo é um animal diferente”.

Reduzida, a equipe de Jackson descobriu que aquecer a semente de ervas daninhas além de 100+ F e depois aplicar LED azul por vários segundos em uma intensidade 20 vezes maior que a luz solar causava caos nas estruturas das células.

“Todo mundo sabe como a luz LED altera o crescimento das plantas em plantações em fileiras ou mesmo em estufas”, continua Jackson, “mas desenvolvemos algo muito mais forte. Em vez disso, temos uma tecnologia com alta intensidade, mas com exposição de luz muito curta, de tal forma que a semente não aguenta o trauma e não cresce. Ninguém usou esse tipo de tecnologia na agricultura antes e é altamente eficaz.”

No entanto, fornecer o aquecimento e a luz ao carregamento de sementes de ervas daninhas através de uma colheitadeira em movimento é um passo enorme: Entre no Destruidor de Sementes de Ervas Daninhas.

Kill Zone

O Destroyer, um sistema tubular e perfurado conectado à parte traseira de uma colheitadeira, aquece e expõe as sementes a luzes LED azuis enquanto o joio cai – tudo em tempo real, de acordo com Jackson. Ele opera na velocidade padrão da colheitadeira e requer modestos 10 cavalos de potência para funcionar. “É tão rápido”, diz Jackson, “e o aquecimento e a exposição à luz azul acontecem em apenas alguns segundos de processamento”.

Dependendo do fabricante, o Destroyer se conecta com variação a diferentes colheitadeiras. “Por exemplo, em um John Deere S680 (preparado para testes de colheita de trigo em junho de 2022 perto de Savannah, Tennessee) com um espalhador e picador integrados, retiramos um único painel antes do picador e adicionamos uma veia que sopra o joio no Destruidor , enquanto o canudo do thrasher principal passa por cima e volta para o helicóptero normalmente”, detalha Jackson. “É um sem-fim de 10” e 8 pés de comprimento que fica bem embaixo do sistema do picador.”

Em um New Holland CR940 (definido para testes de colheita de cevada de junho a julho de 2022 no sudoeste de Ohio), o espalhador de palha e o picador são separados. “Removemos o espalhador e colocamos o Destruidor em seu lugar. Nós pegamos o joio quando ele sai e o afunilamos no Destroyer, e ele é soprado de volta para o fluxo de resíduos do helicóptero”, explica Jackson.

E que nível de morte de sementes é alcançado pelo sistema em testes unitários estacionários? “Estamos obtendo resultados realmente fortes acima de 98% de eficácia em cânhamo e amaranto de Palmer a partir de pesquisas da Central State University (CSU)”, afirma Jackson.

Cadência Lowell, presidente do Departamento de Ciências Agrárias da CSU, testou um protótipo do Destroyer em um ambiente de laboratório e publicou suas descobertas em um relatório de julho de 2021. Em relação ao desempenho do Destroyer, a conclusão do estudo afirma: “Ele diminuiu significativamente a porcentagem média total de germinação para 4 espécies de ervas daninhas, glória-da-manhã, milheto, ambrósia e caruru. Para sementes tratadas com energia direcionada por 4 segundos, a germinação total média de sementes foi reduzida em 97-99%.”

Segundo Lowell, a unidade estacionária apresentou um alto nível de eficácia. “Ele matou cerca de 100% das sementes de ervas daninhas – quatro tipos diferentes. Parece ser dependente do tamanho da semente; talvez quanto maior a semente, mais exposição seja necessária.”

Lowell passou uma carreira na ciência de ervas daninhas e acredita que a luz LED azul tem um grande potencial como fonte de controle de ervas daninhas. “Em nossa universidade, estamos trabalhando agora para colocar isso em campo. Por exemplo, vamos colocar a tecnologia de luz LED em robôs automatizados para corridas contínuas pelo campo em busca de ervas daninhas.”

Se o meio de entrega for aperfeiçoado, Lowell acredita que a luz LED azul se tornará uma ferramenta do agricultor para uso em plantações em linha? “Sim, sim, e pode ser combinado com diferentes comprimentos de onda de luz para torná-lo altamente eficaz, como uma mistura com infravermelho ou outra fonte de calor. Eu sei que o Global Neighbor tem uma fórmula que pode ser traduzida para o campo porque fizemos isso aqui em nossa pesquisa.”

Força azul

Nos últimos cinco anos, Lauren Lázaro, cientista de ervas daninhas da Louisiana State University AgCenter na Escola de Ciências Vegetais, Ambientais e do Solo, analisou métodos alternativos de controle de sementes de ervas daninhas (HWSC) e realizou ensaios de pesquisa específicos em moinhos de impacto de sementes, forro de palha e leiras estreitas queimando.

Em novembro de 2021, ela recebeu uma unidade estacionária Weed Seed Destroyer e está testando a eficácia do dispositivo na morte de sementes de ervas daninhas em arroz e palha de soja. “Também vamos examinar diferentes faixas de temperatura para determinar qual efeito isso tem nas taxas de morte de sementes de ervas daninhas e como isso afeta as características morfológicas e fisiológicas das ervas daninhas emergentes”, observa Lazaro. “Além disso, planejamos testar vários níveis de umidade do joio e ver como isso pode afetar o WSDS.”

Assim que a pesquisa de linha de base estiver concluída, Lazaro espera passar para um teste de campo com uma unidade de colheitadeira instalada. “Quero entender como o LED azul influencia as sementes de ervas daninhas em um sistema integrado de manejo de ervas daninhas. O fato de esta ser uma opção potencial é realmente intrigante, especialmente como uma tática HWSC adicional que poderia exigir menos potência, menos combustível e menos tempo do que outras táticas HWSC. Se o WSDS funcionar e for mais econômico, sou totalmente a favor.”

Além de matar sementes de ervas daninhas, a luz LED azul tem usos adicionais na agricultura, como estimulação de sementes, diz Jackson, e RNB está atualmente testando outros protótipos de LED. “No momento, também estamos trabalhando em um dispositivo para matar plantas de cobertura e podemos estar prontos na próxima primavera para testes de uma linha em Iowa, Minnesota e Nebraska. E acabamos de enviar um pedido de patente para um dispositivo que usa luz azul para tirar sementes do solo mais rapidamente. Por exemplo, sabemos que você pode usar a luz azul para aumentar positivamente o crescimento das sementes, diminuindo os níveis. ”

O poder da luz LED azul, insiste Jackson, é um benefício próximo para as terras agrícolas: “Sou um menino de fazenda de Ohio e vi como a tecnologia agrícola explodiu na minha vida. Planejamos construir aproximadamente 25 unidades Weed Seed Destroyer em 2022, 150 em 2023 e continuar subindo. A luz azul será uma ferramenta normal para o manejo de ervas daninhas e acontecerá muito mais rápido do que os agricultores imaginam.”

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