نماتد کیست سیب زمینی یک آفت خطرناک است. این کرمهای میکروسکوپی در خاک زندگی میکنند و در ریشههای گیاهان جوان سیبزمینی فرو میروند و محصول را تا 70 درصد کاهش میدهند. خلاص شدن از شر آنها نیز دشوار است: تخم ها در داخل بدن ماده محافظت می شوند که پس از مرگ به کیست تبدیل می شود و می تواند سال ها در خاک باقی بماند.
جدیدترین تحقیقات نشان داده است که یک کیسه کاغذی ساده که از الیاف موز ساخته شده است، از بیرون آمدن نماتدهای کیست و یافتن ریشه سیب زمینی جلوگیری می کند. روش جدید در آزمایشات در مزارع کوچک در کنیا، عملکرد را پنج برابر افزایش داد.
Graeme Thiele، مدیر تحقیقات مرکز بین المللی سیب زمینی می گوید: "این بخش مهمی از کار است." اما او هشدار می دهد که «هنوز کار زیادی باید انجام شود تا این کشف خوب به یک راه حل واقعی برای کشاورزان در شرق آفریقا تبدیل شود».
نماتدهای خاک برای بسیاری از انواع گیاهان مشکل ساز هستند. برای سیب زمینی، نماتد طلایی (Globodera rostochiensis) یک تهدید جهانی است. گیاهان با ریشه های آلوده و آسیب دیده دارای برگ های زرد و پژمرده هستند. این سیب زمینی ها کوچکتر هستند و اغلب به شدت آسیب دیده اند و فروش آنها را غیرممکن می کند. در کشورهای معتدل، نماتد را می توان با چرخاندن سیب زمینی با سایر محصولات زراعی، سمپاشی خاک با آفت کش ها و کاشت گونه هایی که در برابر عفونت مقاوم هستند، کنترل کرد.
این رویکردها هنوز در بسیاری از کشورهای در حال توسعه قابل اجرا نیستند، تا حدی به این دلیل که آفت کش ها گران هستند و گونه های سیب زمینی مقاوم در آب و هوای گرمسیری در دسترس نیستند. علاوه بر این، کشاورزان خردهمالک که میتوانند از فروش سیبزمینی درآمد خوبی کسب کنند، اغلب تمایلی به کاشت متناوب سیبزمینی با محصولات کمارزش ندارند.
در کنیا، نماتد کیست سیب زمینی دامنه خود را گسترش داده و در حال رشد است. دنی کوین، کارشناس نماتد در مؤسسه بین المللی کشاورزی گرمسیری می گوید: «تراکم نماتدها فوق العاده زیاد است. این منجر به یک مشکل اضافی از دست دادن تنوع زیستی می شود، زیرا کشاورزان سیب زمینی جنگل ها را پاکسازی می کنند تا مزارع جدید بدون نماتد ایجاد کنند.
این ایده که کاغذ موز می تواند به کشاورزان کمک کند خاک خود را از شر نماتدها خلاص کنند به بیش از 10 سال قبل برمی گردد. محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی به دنبال راهی برای کمک به کشاورزان در کشورهای در حال توسعه بودند که با خیال راحت دوزهای کمی از آفت کش ها را تحویل دهند. آنها با مواد مختلف آزمایش کردند و دریافتند که کاغذ ساخته شده از موز بهترین کارایی را دارد. الیاف لوله ای و متخلخل آن به آرامی آفت کش ها را برای چند هفته قبل از تجزیه شدن در خاک آزاد می کنند. تا آن زمان، گیاه به اندازه ای رشد کرده است که حتی اگر آلوده شود، سیستم ریشه ای سالمی خواهد داشت.
در آزمایشات میدانی، محققان آبامکتین، آفت کشی که نماتدها را می کشد، به کاغذ اضافه کردند. آنها همچنین سیب زمینی را در کاغذ موزی بدون آبامکتین به عنوان شاهد کاشتند. در کمال تعجب، این گیاهان تقریباً به خوبی گیاهان در کاغذهای آفت کش عمل کردند. کوین این نتیجه گیج کننده را با همکارش، شیمیدان محیطی به نام بالدوین تورتو، که در مرکز بین المللی فیزیولوژی و بوم شناسی حشرات مطالعه می کند، به اشتراک گذاشت.
تورتو به همراه جولیت اوچولا، که اکنون دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی است، آزمایشهایی را انجام داد تا بفهمد چه خبر است. آنها دریافتند که کاغذ موز حاوی ترکیبات کلیدی است که از ریشه گیاهان جوان سیب زمینی ترشح می شود که برخی از آنها میکروب های خاک را جذب می کند که برای گیاه مفید است. نماتدها نیز یاد گرفته اند که متوجه این ترکیبات شوند. برخی از آنها مانند آلفا-چاکونین سیگنال خروج تخم های نماتد هستند. اوچولا میگوید: «اگر بسیاری از آنها همزمان از تخم خارج شوند، میتوانند کیستها را باز کنند. پس از جوجه ریزی، نماتدهای جوان اتصالات را حس کرده و از آنها برای یافتن ریشه های لطیف سیب زمینی استفاده می کنند.
اوچولا و همکارانش دریافتند الیاف موز 94 درصد از ترکیبات را جذب می کند. این تیم در مجله Nature Sustainability گزارش می دهد که وقتی آنها تخم های نماتد را در معرض ترشح کاغذ قرار دادند، میزان جوجه ریزی در مقایسه با گروه شاهد 85 درصد کاهش یافت. آزمایشهای دیگر نشان دادهاند که نماتدهای تخمگذاری شده به احتمال بسیار کمتری ریشههای سیبزمینی پوشیده از کاغذ را پیدا میکنند.
در مزارع آلوده به نماتد در کنیا، کوین و همکارانش نشان دادند که کاشت سیب زمینی پیچیده شده در کاغذ موزی ساده، عملکرد را در مقایسه با کاشت بدون کاغذ سه برابر می کند. یک دوز کوچک آبامکتین در کاغذ - فقط پنج هزارم مقداری که معمولاً روی خاک اسپری می شود - باعث افزایش 50 درصدی دیگر محصول شد. احتمالاً نماتدهایی که روی سیب زمینی فرود می آیند توسط آبامکتین کشته می شوند.
اکنون محققان در حال کشف چگونگی تهیه کاغذ برای بسته بندی و پرورش سیب زمینی به کشاورزان در شرق آفریقا هستند. مزارع موز در کنیا و کشورهای مجاور می توانند فیبر را تامین کنند که اکنون به عنوان زباله دور ریخته می شود. سپس سازندگان کاغذ می توانستند کیسه بسازند. به گفته کوین، بزرگترین چالش متقاعد کردن کشاورزان برای خرید کاغذ خواهد بود.
هنگامی که کشاورزان کیسه ها را امتحان می کنند، محققان می گویند که استفاده از آنها آسان است. اوچولا می گوید: «فقط بپیچید و بکارید.
ایزابل کونسیکائو، کارشناس نماتد در دانشگاه کویمبرا، خاطرنشان می کند، اما بسته بندی مقادیر زیادی سیب زمینی همچنان نیازمند کار است. او گفت که اگر یک ماشین بسته بندی سیب زمینی توسعه یابد، شاید بتوان این رویکرد را در مزارع بزرگتر با استفاده از کاشت های مکانیکی اعمال کرد.