馬鈴薯胞囊線蟲是一種危險的害蟲。 這些微小的蠕蟲生活在土壤中,鑽入馬鈴薯幼苗的根部,使產量減少多達 70%。 它們也很難擺脫:卵被保護在雌性體內,死後變成一個囊腫,它可以在土壤中存留多年。
最新研究表明,由香蕉纖維製成的簡單紙袋可防止胞囊線蟲孵化和尋找馬鈴薯根部。 在肯尼亞小農場的試驗中,這種新方法將產量提高了五倍。
“這是這項工作的重要組成部分,”國際馬鈴薯中心研究主任 Graeme Thiele 說。 但他警告說:“要讓東非農民從一個好的發現變成真正的解決方案,還有很多工作要做。”
土壤線蟲是許多作物的問題。 對於馬鈴薯,金線蟲(Globodera rostochiensis)是一種全球性威脅。 根部受感染、受損的植物有淡黃色、枯萎的葉子。 這些土豆更小,而且經常嚴重損壞,使它們無法出售。 在溫帶國家,可以通過將馬鈴薯與其他作物輪作、向土壤噴灑殺蟲劑以及種植抗感染的品種來控制線蟲。
這些方法還不適用於許多發展中國家,部分原因是農藥價格昂貴,而且在熱帶氣候下沒有抗藥性馬鈴薯品種。 此外,可以通過銷售馬鈴薯賺錢的小農通常不願意將馬鈴薯與價值較低的作物交替種植。
在肯尼亞,馬鈴薯胞囊線蟲的範圍擴大了,並且正在蓬勃發展。 “線蟲的密度非常高,”國際熱帶農業研究所的線蟲專家 Danny Coyne 說。 這導致了生物多樣性喪失的另一個問題,馬鈴薯農民砍伐森林以建立新的無線蟲田地。
香蕉紙可以幫助農民清除土壤中的線蟲的想法可以追溯到 10 多年前。 北卡羅來納州立大學的研究人員正在尋找一種方法來幫助發展中國家的農民安全地提供小劑量的殺蟲劑。 他們用不同的材料進行了試驗,發現用香蕉製成的紙效果最好。 它的管狀多孔纖維會在分解前將殺蟲劑緩慢釋放到土壤中數週。 到那個時候,植物已經發育到足夠的程度,即使它被感染,它也已經有一個健康的根系。
在田間試驗中,研究人員在紙上添加了阿維菌素,一種殺死線蟲的殺蟲劑。 他們還在沒有阿維菌素的香蕉紙中種植土豆作為對照。 令他們驚訝的是,這些植物的表現幾乎與經過農藥處理的紙張中的植物一樣好。 Coyne 與同事、環境化學家 Baldwin Torto 分享了這個令人費解的結果,他在國際昆蟲生理學和生態學中心研究害蟲與植物的相互作用。
Torto 與現為北卡羅來納州立大學研究生的 Juliet Ochola 一起進行了一些實驗以了解發生了什麼。 他們發現香蕉紙含有從馬鈴薯幼苗根部分泌的關鍵化合物,其中一些會吸引有益於植物的土壤微生物。 線蟲也學會了注意這些化合物。 一些,如α-chaconin,是線蟲卵孵化的信號。 “如果它們中的許多同時孵化,它們將能夠打開囊腫,”奧喬拉說。 孵化後,年輕的線蟲會感知這些連接並利用它們找到嫩馬鈴薯根。
Ochola 及其同事發現,香蕉纖維吸收了 94% 的化合物。 研究小組在《自然可持續性》雜誌上報告說,當他們用紙將線蟲卵暴露在滲出液中時,與對照組相比,孵化率降低了 85%。 其他實驗表明,孵化的線蟲不太可能找到紙覆蓋的馬鈴薯根。
在肯尼亞,線蟲出沒的田裡,Coyne 和他的同事表明,種植用普通香蕉紙包裹的馬鈴薯與不使用紙種植相比,產量增加了三倍。 紙中少量的阿維菌素——只有通常噴灑在土壤上的量的千分之五——使產量再增加 50%。 據推測,任何落在馬鈴薯上的線蟲都會被阿維菌素殺死。
現在,研究人員正在研究如何讓紙包裹並種植土豆給東非的農民。 肯尼亞和附近國家的香蕉種植園可以提供纖維,這些纖維現在被當作廢物扔掉了。 然後造紙商可以製造袋子。 根據 Coyne 的說法,最大的挑戰將是說服農民自己購買紙張。
一旦農民試用了這些袋子,研究人員說他們會發現它們很容易使用。 “只需包裝和種植,”奧喬拉說。
但科英布拉大學的線蟲專家 Isabelle Conceicao 指出,包裝大量馬鈴薯仍然是勞動密集型的。 她說,如果開發出一種土豆包裝機,也許這種方法可以應用於使用機械播種機的大型農場。