Оптический деструктор семян сорняков, использующий синий светодиодный свет и инфракрасное излучение, должен стать экологически чистой и энергоэффективной альтернативой химическим гербицидам и механическим измельчителям, уничтожая сорные семена без дополнительных затрат топлива.
В 2025 году Ассоциация производителей бобовых культур Саскачевана (SPG) запустила шестилетнюю программу научных исследований в области борьбы с сорняками стоимостью 3,67 миллиона долларов, чтобы предоставить больше вариантов борьбы с сорняками.
«SPG давно осознала, что борьба с сорняками является одной из главных проблем для производителей бобовых культур. Более 15 лет назад мы начали применять программный подход к финансированию исследований в этой области, понимая, что такой более масштабный подход позволит нам повысить эффективность», — говорит руководитель исследовательских проектов SPG Эллисон Флетчер.
Данная конкретная программа, которая реализуется уже второй год, финансирует пять проектов по разработке практичных и эффективных стратегий борьбы с сорняками, помогающих фермерам оптимизировать урожайность без ущерба для их прибыли.
Запуск и оперативное руководство проектом по оптическому уничтожению семян сорняков осуществляет доктор Шон Шарп из Саскатунского научно-исследовательского центра (Саскачеван). В 2025–2026 годах он вывел эту технологию на стадию активных тестов. Идея использовать комбинацию синего LED-света и средневолнового инфракрасного излучения (MIR) принадлежит его команде в Саскатуне.
Разработка этой технологии стала ответом на вызов, с которым столкнулись канадские производители зернобобовых культур на Великих равнинах. Из-за многолетнего применения классических пестицидов такие агрессивные сорняки, как кохия и овсюг, выработали устойчивость сразу к пяти основным группам гербицидов. Проблема усугубляется тем, что бобовые растения сами по себе обладают крайне слабой конкурентоспособностью на поле, и рутинное опрыскивание химикатами перестало спасать урожай.
В отличие от австралийских механических деструкторов, которые навешиваются на измельчитель комбайна и перемалывают мякину в пыль, разработка канадских инженеров базируется на принципах квантовой физики. Механические мельницы «съедают» до 80 лошадиных сил мощности двигателя комбайна и увеличивают расход дорогостоящего дизельного топлива.
Оптический модуль Шона Шарпа монтируется непосредственно в зону прохождения отходов обмолота и половы, воздействуя на семена двумя типами лучей. Сначала мощный поток синего светодиодного света (LED) высокой интенсивности бьет по семени, повреждая клеточные фоторецепторы и разрушая структуру ДНК сорняка на молекулярном уровне. Следом за ним импульс средневолнового инфракрасного излучения (MIR) разогревает семя изнутри, вызывая необратимый тепловой шок и полную денатурацию белков в зародыше. Проходящие через этот коридор семена полностью теряют всхожесть и способность к регенерации в почве, но при этом система потребляет минимальное количество бортовой электроэнергии и не снижает рабочую скорость уборки.
Сейчас проект перешел от лабораторных тестов к фазе полноценного практического применения в полевых условиях. К полевой координации подключилась доктор Брианна Тидеманн из исследовательского центра в Летбридже — ведущий канадский эксперт по интеграции систем контроля сорных семян, которая координирует установку прототипов оптических блоков на коммерческие комбайны. Финансирование, рассчитанное в рамках шестилетней программы до конца 2029 года, позволяет ученым отследить долгосрочный эффект снижения семенного банка сорняков в почве.
Запуск серийного производства таких оптических насадок позволит аграриям выйти из гонки химического вооружения с суперсорняками. Вместо ежегодных многомиллионных трат на новые баковые смеси пестицидов фермеры получают долговечный и экономичный инструмент, уничтожающий любые типы сорняков со стопроцентной эффективностью, независимо от их текущего уровня химической резистентности.
В рамках этого масштабного долгосрочного проекта Министерства сельского хозяйства Канады (AAFC) и ассоциации SPG испытания проводятся на полях с тремя ключевыми зернобобовыми культурами Канады. Именно эти растения сильнее всего страдают от засорения полей и требуют чистой междурядной почвы:
Чечевица. Саскачеван является мировым лидером по экспорту чечевицы (в основном зеленой и красной). Чечевица обладает очень тонким, невысоким стеблем и слабой вегетативной массой, из-за чего сорняки вроде кохии «душат» её посевы, забирая свет и влагу.Горох посевной. Сухой желтый и зеленый горох — вторая по значимости бобовая культура региона. При его уборке комбайнам приходится опускать жатку максимально низко к земле, из-за чего в бункер и измельчитель попадает огромное количество созревших семян дикого овса и горчицы полевой.Нут. Культура, площади под которой в Саскачеване активно расширяются в последние годы. Нут созревает поздно, и к моменту его уборки семена сорняков уже полностью сформированы и готовы осыпаться в почву, если их не уничтожить внутри комбайна.Ученые тестируют оптический деструктор именно на этих культурах, так как их обмолот дает специфическую легкую полову (мякину), сквозь которую синему свету и инфракрасному лучу проще всего пробиться к семенам сорняков.