Tanam pokok pembuatan kekeringan tim ANU untuk meningkatkan ketahanan pangan Pasifik

Seorang insinyur dan ilmuwan tanaman bekerja bersama untuk memastikan ubi dan talas mampu bertahan hidup di Tonga dan membuat orang diberi makan.

Alex Gotts

Penulis Kontribusi, Anu Institute of Climate, Energy and Disaster Solutions

Di Tonga, ubi atau bukan hanya sayuran yang lezat dan bergizi, tetapi juga memiliki nilai budaya yang luar biasa. Umbi bertepung ini dibeli untuk acara -acara khusus dan bahkan berbakat untuk royalti.

Ubi, dan tanaman akar lainnya seperti talas dan singkong, membentuk dasar diet orang di Tonga, dan di seluruh Pasifik. Tidak seperti beras dan gandum, staples ini tidak perlu diimpor, menjadikannya penting untuk keamanan pangan di wilayah tersebut.

Pertanian di Pasifik hampir seluruhnya bergantung pada air hujan, dan selama berabad -abad hujan ini telah turun musiman.

Tetapi siklus ini tidak lagi dapat diprediksi.

Sementara dekade ini dimulai dengan La Niña tiga tahun yang langka, hanya masalah waktu sebelum acara El Nino berikutnya, mengeja cuaca kering.

Dr Harry Myrans adalah peneliti di Institut Solusi Iklim, Energi & Bencana (ICEDS) Universitas Nasional Australia.

“Perubahan iklim menyebabkan musim kemarau yang lebih lama, dengan curah hujan yang lebih sedikit di Tonga dan Pasifik pada umumnya,” katanya. “Yang berarti bahwa tanaman akan mati atau mereka harus lebih irigasi.”

Untuk tanaman tropis yang sensitif, bahkan penundaan singkat untuk musim hujan dapat menyebabkan kerugian. Petani yang telah menghabiskan waktu berbulan -bulan menanam tanaman mereka dapat menyaksikan mereka layu hanya beberapa hari sebelum hujan tiba.

Pada 2015, sebagian besar Pasifik, termasuk Tonga, dipengaruhi oleh kekeringan yang disebabkan oleh El Nino yang kuat. Jutaan orang menghadapi kelaparan, kekurangan air, dan risiko penyakit yang tinggi. Krisis iklim diperkirakan akan meningkatkan frekuensi, durasi dan keparahan mantra kering ini. Ini adalah kekhawatiran khusus di mana orang bergantung pada menanam makanan mereka sendiri.

Itu sebabnya para peneliti di Australian National University (ANU) bekerja untuk menemukan solusi.

Desalinasi novel

Di pulau utama Tongatapu, dekat desa kecil Vaini, sebuah tim ilmuwan telah mendirikan sebuah situs penelitian yang diisi dengan barisan ubi dan talas yang tumbuh.

Situs ini berada di antara kebun pohon palem di dataran tinggi dengan tanah liat yang kaya. Panas dan lembab dengan sedikit naungan atau angin, yang membuat budidaya tanah yang dalam ini.

Di sinilah para peneliti dari Iceds – bekerja sama dengan Kementerian Pertanian Tonga, pangan dan hutan, dan dengan dana dari Departemen Luar Negeri dan Perdagangan – sedang menyelidiki apakah tanaman dapat diirigasi dengan air yang sebagian desalinasi selama kekeringan akut.

Tim telah mengekspos tanaman pada berbagai tingkat salinitas, terinspirasi oleh teknik desalinasi yang muncul, seperti termodifferusif desalinasi (TDD).

TDD bergantung pada prinsip sederhana bahwa ketika air garam ditempatkan di saluran di mana satu bagian lebih panas dari yang lain, partikel garam akan bergerak ke sisi yang lebih dingin.

Meskipun desalinasi telah tersedia secara komersial selama beberapa dekade, sebagian besar bergantung pada osmosis terbalik – melewati air laut melalui membran sintetis untuk menghasilkan air minum. Tanaman pengolahan besar yang digunakan untuk tujuan ini tidak hanya mahal untuk dibangun dan dijalankan, tetapi mereka juga sering ditenagai oleh bahan bakar fosil dan dapat membahayakan tanaman dan hewan melalui pemakaian air garam hyper -saline – air limbah industri yang sangat asin – kembali ke laut.

Osmosis terbalik juga terlalu mahal untuk digunakan untuk pertanian, meskipun sangat membutuhkan. Pertanian sudah menggunakan sekitar 70 persen dari sumber daya air tawar dunia. Permintaan pangan global diperkirakan akan tumbuh, sementara perubahan iklim semakin mengganggu siklus air.

Insinyur ANU Dr Juan Felipe Torres berharap TDD akan dapat mengurangi beberapa masalah ini.

“Kami akan dapat mengatasi tidak hanya kelangkaan air tetapi juga keamanan pangan,” kata Torres.

Torres dan timnya masih mengembangkan prototipe. Teknologi di luar rak yang bisa diluncurkan di Pasifik belum siap. Beberapa aplikasi komersial lainnya hampir siap.

Yang menggembirakan, tim Torres telah mengembangkan desain modular untuk teknologi TDD yang dapat dicetak 3D dan dirakit di lokasi, dengan suku cadang harganya kurang dari $ 200.

Biaya membeli energi untuk memberi daya pada unit ini bisa menjadi penghalang ekonomi untuk aplikasi desalinasi. Untuk mengelola ini, tim sedang mengeksplorasi kemungkinan menggabungkan unit dengan energi limbah dari proses industri. Biaya membeli energi untuk memberi daya pada unit ini dapat menjadi penghalang ekonomi untuk aplikasi desalinasi. Untuk mengelola ini, tim sedang mengeksplorasi kemungkinan menggabungkan unit dengan energi limbah dari proses industri.

Ubi tahan iklim

Sementara tim teknik melanjutkan pekerjaan mereka, para ilmuwan tanaman ANU telah mengeksplorasi apakah sebagian air yang desalinasi dapat digunakan untuk irigasi selama kekeringan.

Para peneliti memilih untuk mempelajari Talas karena, sementara itu sangat rentan terhadap stres kekeringan, itu mungkin toleran garam. Ini berarti itu bisa mendapat manfaat dari irigasi menggunakan sedikit air asin, terutama jika hanya untuk waktu yang singkat di akhir musim kemarau.

Yam dipilih karena signifikansi budaya, sensitivitas air dan potensi toleransi garam.

“Harga ubi meroket ketika ada kekeringan, tetapi orang harus membelinya karena itu sangat penting,” kata Myrans.

Tim uji coba panen mulai menanam di tengah -tengah musim kemarau 2024. Mereka mengekspos talas ke empat kondisi yang berbeda – tidak ada irigasi; irigasi dengan air tanah yang tidak diolah; Irigasi dengan air tanah yang termasuk sejumlah kecil garam ditambahkan ke meniru kondisi kekeringan saline; dan akhirnya perawatan garam tinggi. Sementara itu, ubi terpapar dengan pengolahan air tanah atau pengolahan garam tinggi. Mereka memantau tanaman selama siklus hidup mereka.

Ketika tanaman uji coba siap untuk dipanen hampir setahun kemudian, tim memanen, menandai dan menimbang umbi umbi dan ubi – beberapa di antaranya adalah lebar kepala seseorang.

Hasil awal telah menjanjikan – mengekspos talas ke tingkat garam sedang menghasilkan hasil yang sedikit berkurang.

“Ini menunjukkan bahwa irigasi salin ini akan mencegah kematian tanaman dan kehilangan hasil yang signifikan selama kekeringan,” kata Myrans. “Dan ubi bernasib lebih baik dari yang kita harapkan.”

Ini adalah berita yang menggembirakan bagi para peneliti di ANU yang terburu -buru menemukan solusi untuk percepatan krisis iklim.

“Tanaman yang kami uji adalah orang -orang yang dapat ditanam orang di kebun mereka sendiri,” kata Myrans.

Tim Peneliti Ilmu Plant sekarang sedang mempersiapkan hasil mereka untuk publikasi, sementara tim teknik terus mengerjakan prototipe. Myrans dan Torres juga membahas kemungkinan menguji prototipe TDD dengan tomat di lab di Anu.

Di Tonga, uji coba tanaman berlanjut dan perlombaan berlangsung untuk mempersiapkan petani sebelum El Nino berikutnya.