מדענים מאוניברסיטת מיין מעריכים אם קונכיות לובסטר יכולות לטפח קהילות מיקרוביאליות מועילות שמרחקות פתוגנים של תפוחי אדמה הנישאים באדמה. השילוב החדשני של מעטפת לספוד עשוי לחבר שתי אבני יסוד במערכת המזון של מיין ולשפר את הכלכלה המעגלית של המדינה.
תפוחי אדמה הם הסחורה החקלאית המובילה במיין עם שווי של יותר מ-215 מיליון דולר בשנת 2021, על פי שירות סטטיסטיקה חקלאית לאומית לדווח. ערכו של היבול הוא בשורשיו, מה שהופך אותו לרגיש במיוחד למחלות הנישאות בקרקע. תסמונת הגסיסה המוקדמת של תפוחי אדמה, פתוגן פטרייתי הקיים במיין, יכולה להרוס עד חצי של יבול בשדות שנפגעו קשות.
קייטי אשלי, Ph.D במדעי הצמח. סטודנט במעבדה של פרופסור-משנה Jianjun Hao, מעריך כיצד ריכוזים שונים של קונכיות לובסטר מבושל, מיובש וטחון עשויים למנוע מחלות תפוחי אדמה. רוס סוזה, סטודנט שנה רביעית לבוטניקה מסומרסט, מסצ'וסטס, עבד גם הוא על הפרויקט כטכנאי מעבדה. בנוסף לעמידות למחלות, הצוות עוקב גם אחר קהילות מיקרוביאליות בקרקע, תנובת היבול הכוללת, והופעת צמחים, מרץ, ביומסה וגובה.
המרכיב המעניין הוא כיטין, המהווה 75% מהשלדים החיצוניים של הלובסטרים ומספק תמיכה מבנית. כיטין קיים גם בפתוגנים פטרייתיים וחיידקים. כמה חיידקי קרקע המופיעים באופן טבעי מתמחים בפירוק תרכובת זו. אשלי משערת שהוספת קונכיות עשירות בכיטין בסתיו תטפח את הקהילות המיקרוביאליות המועילות הללו, ותיצור קו הגנה מפני מזיקים הנישאים באדמה.
הגישה אינה חסרת תקדים; כיטין מסוגים אחרים של רכיכות הוא כבר חלק מתכניות ניהול מזיקים משולבות בחוות בדרום קוריאה, יפן וקליפורניה. בהתבסס על עבודת העבר הזו, אשלי שקלה בתחילה גם קונכיות צדפות. עד מהרה הבינה האופי הדומה לסלע שלהם מקשה על הטחינה לכדי תיקון אדמה שמיש, והפכה ללובסטר. המחקר שלה הוא הראשון שהשתמש בסרטן המדינה של מיין ויישם את הנוהג על תפוחי אדמה.
"אנחנו ברי מזל שיש לנו גם ייצור חקלאי עשיר וגם כלכלה כחולה. זה שם את מיין בעמדה מאוד ייחודית", אומרת אשלי, שרכשה את התואר השני שלה בפתולוגיה של צמחים מ-UMAine.
"יש לנו משאבים יקרי ערך אלה; למה אנחנו עדיין לא משתמשים בהם? זה מהווה הזדמנות לחבר בין תעשיית תפוחי האדמה והלובסטר ולנצל תוצרי לוואי של רכיכות שאחרת היו נכנסים לזרם הפסולת".
הצוות השלים ניסוי חממה עם 90 צמחים בקמפוס של UMaine בסתיו הקרוב. ניסוי בקנה מידה שדה בעונת הגידול של 2023 ישווה חלקות עם ריכוזים שונים של כיטין, קומפוסט וחיטוי כימי בחוות Aroostook ב-Presque Isle. אשלי והאו מקווים שהמגדלים באזור יוכלו גם לפתוח חלקים מהשדות שלהם למחקר.
תוצאות ראשוניות מצביעות על כך שהתיקון מועיל גם לגידול צמחים מעל פני הקרקע בממוצע של 200%. דשן שריון לובסטר אינו חדש. המחקר של אשלי עשוי לספק את הנתונים כדי לתמוך בצמיחתה לשוק רחב יותר.
המעבדה של האו, חממות רוג'ר קלאפ וחוות ארוסטוק הן חלק מתחנת הניסוי החקלאי והיער במיין באוניברסיטת המחקר הציבורית R1 של המדינה.
המחקר הוא הרחבה של שיתוף פעולה מחקר רב-מדינתי בסך 10 מיליון דולר, הממומן על ידי משרד החקלאות האמריקאי (USDA) המכון הלאומי למזון וחקלאות ובראשם אוניברסיטת מינסוטה. האו הוא חוקר ראשי שותף בפרויקט, שמטרתו לטפל בבעיות קרקע מרכזיות בחוות תפוחי אדמה - הלחץ הגובר של מחלות הנישאות באדמה למרות החיטוי, וירידה בפריון הקרקע התומכת בבריאות היבול.
"מיקרואורגניזמים בקרקע הם המפתח לשיפור איכות הקרקע וניתן למדוד אותם כאינדיקטור לבריאות הקרקע. המיקרואורגניזמים המועילים הללו מונעים מאוד על ידי תיקוני קרקע כגון יבולים, שאריות צמחים, זבל בעלי חיים ובמקרה זה, קמח של קונכיות לובסטר", אומר האו, המחזיק גם בבית הספר למזון וחקלאות של UMaine, ובבית הספר לביולוגיה ואקולוגיה. .
תמיכה נוספת ניתנה על ידי מענק מחקר של סטודנטים לתארים מתקדמים בסך $14,260 מתוכנית המחקר והחינוך לחקלאות בת קיימא של ה-USDA. סוזה קיבל מלגה מהמרכז למחקר לתואר ראשון של UMaine על עבודתו בפרויקט.
אם תצליח, הגישה של אשלי יכולה לספק פרקטיקה חלופית למניעת מחלות עבור מגדלי תפוחי האדמה במיין. תשומות כימיות הן ההוצאה התפעולית הגדולה ביותר למגדלי המדינה, לפי א דו"ח 2008 מ-Maine Potato Board. חלקם, כמו chlorothalonil, ששימש מאז תחילת שנות ה-1970 כדי לשלוט במחלת המחלה המאוחרת, היו הנושא של הגברת הביקורת והרגולציה.
"הפחתת ההסתמכות על חומרי הדברה לניהול מחלות לטובת שיפור אקולוגיית הקרקע המיקרוביאלית עשויה להועיל הן לחקלאות והן לסביבה", אומר אשלי.
הרעיון יספק גם שוק חדש לתוצרי לוואי של תעשיית הלובסטרים. על פי מחלקת המשאבים הימיים במיין, הוא נחל תפיסה של 100 מיליון פאונד ב-2021.
קורט בראון, ביולוג ימי בספקית פירות הים המבוססת בסאקו ובמעבד Ready Seafood, מעריך שהקונכיות מהוות 25% ממשקל הלובסטרים. כמעט מחצית מהתפיסה של מיין מעובדת ולא נמכרת בחי, והקונכיות הללו מיועדות בעיקר למזבלות. שוק חדש לתוצר הלוואי הזה יפחת את זרם הפסולת הזה.
Ready Seafood ו-Luke's Lobster בפורטלנד סיפקו שניהם קונכיות לובסטר לחדר העבודה של אשלי.
"למחקר הזה יש את הפוטנציאל האמיתי להפוך זרם פסולת לזרם הכנסה עבור תעשיית הלובסטרים של מיין, ובמקביל לעזור להעלות את הערך של מוצר מיינתי אחר: תפוח האדמה. אני לא יכול לחשוב על דוגמה טובה יותר לתרחיש אמיתי של win-win עבור המדינה שלנו", אומר בראון.
ל-Read Seafood יש רקורד מבוסס היטב של שותפות בפרויקטי מחקר של UMaine, כולל מדד התיישבות לובסטר אמריקאי ובחינת טכניקות להאצת תהליך התקשות הקונכיות בלובסטרים שנמסו לאחרונה.
"בתור אוניברסיטת המחקר הציבורית של מיין, הקשרים לאנשים ולעסקים שאנו משרתים הם חיוניים. המדענים שלנו עובדים כל יום כדי לחקור הזדמנויות ולספק פתרונות לקהילה שלנו כאן במיין ולחברה בכלל", אומרת דיאן רולנד, מנהלת תחנת הניסויים החקלאיים והיערות במיין, ודיקן המכללה למדעי הטבע, היערות והחקלאות. המפקח על המחקר החקלאי והים של UMaine.
"אנחנו כל כך אסירי תודה על התמיכה המתמשכת של שותפים כמו אלה בתעשיות תפוחי האדמה והלובסטר. יחד, אנו מתווים מסלול לפריצת ממגורות עבור נופי העבודה וחזיתות המים של מיין שלנו."