Mątwik ziemniaczany jest niebezpiecznym szkodnikiem. Te mikroskopijne robaki żyją w glebie, penetrując korzenie młodych roślin ziemniaka i zmniejszając plony o 70%. Trudno się ich też pozbyć: jaja są chronione w ciele samicy, które po śmierci zamienia się w torbiel, może utrzymywać się w glebie latami.
Najnowsze badania wykazały, że prosta papierowa torebka wykonana z włókien bananowych zapobiega wylęganiu się mątwic i znajdowaniu korzeni ziemniaka. Nowa metoda zwiększyła plony pięciokrotnie w próbach na małych gospodarstwach w Kenii.
„To ważna część pracy”, mówi Graeme Thiele, dyrektor ds. badań w Międzynarodowym Centrum Ziemniaka. Ale „jest jeszcze wiele do zrobienia, aby zmienić to z dobrego znaleziska w prawdziwe rozwiązanie dla rolników w Afryce Wschodniej”, ostrzega.
Nicienie glebowe stanowią problem dla wielu rodzajów upraw. W przypadku ziemniaków światowym zagrożeniem jest nicienie złote (Globodera rostochiensis). Rośliny o zainfekowanych, uszkodzonych korzeniach mają żółtawe, więdnące liście. Ziemniaki te są mniejsze i często bardzo zniszczone, co uniemożliwia ich sprzedaż. W krajach o umiarkowanym klimacie nicienie można kontrolować przez obracanie ziemniaków z innymi uprawami, spryskiwanie gleby pestycydami i sadzenie odmian odpornych na infekcję.
Te podejścia nie mają jeszcze zastosowania w wielu krajach rozwijających się, po części dlatego, że pestycydy są drogie, a odporne odmiany ziemniaków nie są dostępne w klimacie tropikalnym. Ponadto drobni rolnicy, którzy mogą dobrze zarobić na sprzedaży ziemniaków, często niechętnie na przemian sadzą ziemniaki z mniej wartościowymi uprawami.
W Kenii mątwik ziemniaczany rozszerzył swój zasięg i kwitnie. „Gęstość nicieni jest niewiarygodnie wysoka”, mówi Danny Coyne, ekspert od nicieni w Międzynarodowym Instytucie Rolnictwa Tropikalnego. Prowadzi to do dodatkowego problemu utraty różnorodności biologicznej, ponieważ rolnicy uprawiający ziemniaki wycinają lasy, aby tworzyć nowe pola wolne od nicieni.
Pomysł, że papier bananowy może pomóc rolnikom w pozbyciu się z gleby nicieni, sięga ponad 10 lat. Naukowcy z North Carolina State University szukali sposobu, aby pomóc rolnikom w krajach rozwijających się bezpiecznie dostarczać małe dawki pestycydów. Eksperymentowali z różnymi materiałami i odkryli, że najlepiej sprawdza się papier zrobiony z bananów. Jego cylindryczne, porowate włókna powoli uwalniają pestycydy do gleby przez kilka tygodni, zanim się rozłożą. Do tego czasu roślina rozwinęła się na tyle, że nawet jeśli zostanie zarażona, będzie miała już zdrowy system korzeniowy.
W badaniach terenowych naukowcy dodali do papieru abamektynę, pestycyd, który zabija nicienie. Jako kontrolę posadzili również ziemniaki w papierze bananowym bez abamektyny. Ku ich zaskoczeniu, rośliny te radziły sobie prawie tak dobrze, jak rośliny z papieru nasączonego pestycydami. Coyne podzielił się tym zagadkowym wynikiem z kolegą, chemikiem środowiskowym Baldwinem Torto, który bada interakcje między szkodnikami a roślinami w Międzynarodowym Centrum Fizjologii i Ekologii Owadów.
Wraz z Juliet Ocholą, obecnie absolwentką Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej, Torto przeprowadził kilka eksperymentów, aby dowiedzieć się, co się dzieje. Odkryli, że papier bananowy zawiera kluczowe związki wydzielane z korzeni młodych roślin ziemniaka, z których niektóre przyciągają drobnoustroje glebowe, które są korzystne dla rośliny. Nicienie również nauczyły się zauważać te związki. Niektóre, takie jak alfa-chakonina, są sygnałem do wyklucia się jaj nicieni. „Jeśli wiele z nich wykluje się w tym samym czasie, będą mogły otworzyć cysty” – mówi Ochola. Po wykluciu młode nicienie wyczuwają połączenia i wykorzystują je do wyszukiwania delikatnych korzeni ziemniaków.
Włókna bananowe pochłaniają 94% związków, stwierdzili Ochola i współpracownicy. Kiedy wystawili jaja nicieni na wysięk za pomocą papieru, wskaźnik wylęgów zmniejszył się o 85% w porównaniu z grupą kontrolną, donosi zespół w czasopiśmie Nature Sustainability. Inne eksperymenty wykazały, że wylęgnięte nicienie znacznie rzadziej znajdują korzenie ziemniaka pokryte papierem.
Na polach zarażonych nicieniami w Kenii Coyne i współpracownicy wykazali, że sadzenie ziemniaków zawiniętych w zwykły papier bananowy potroiło plon w porównaniu z sadzeniem bez papieru. Niewielka dawka abamektyny w papierze — tylko pięć tysięcznych tego, co normalnie rozpyla się na glebę — zwiększyła plony o kolejne 50%. Przypuszczalnie wszystkie nicienie, które wylądują na ziemniakach, są zabijane przez abamektynę.
Teraz naukowcy zastanawiają się, jak uzyskać papier do pakowania i uprawy ziemniaków dla rolników w Afryce Wschodniej. Plantacje bananów w Kenii i krajach sąsiednich mogą dostarczać błonnik, który jest obecnie wyrzucany jako odpad. Papiernicy mogli wtedy robić torby. Według Coyne'a największym wyzwaniem będzie przekonanie rolników do zakupu samego papieru.
Naukowcy twierdzą, że gdy rolnicy wypróbują torby, przekonają się, że są one łatwe w użyciu. „Po prostu zawiń i posadź” – mówi Ochola.
Jednak pakowanie dużych ilości ziemniaków nadal wymagałoby dużego nakładu pracy, zauważa Isabelle Conceicao, ekspert od nicieni z Uniwersytetu w Coimbrze. Powiedziała, że jeśli opracuje się maszynę do pakowania ziemniaków, być może podejście to można by zastosować w większych gospodarstwach stosujących sadzarki mechaniczne.