Graanproduksie: Biotegnologie, robotte hou winssleutel
In die ewige soektog na hoër opbrengs en veerkragtige weerstand – alles met die oog op groter volhoubaarheid – word geen tegnologiese steen onaangeroer gelaat nie.
Groot getalle boere het gestroom na geleenthede waar die toekoms van gewasse, opbrengs en weerstandigheid onder die vergrootglas geplaas is. Verskeie kenners het op Bayer en Dekalb se Createkonferensies op Secunda en Bothaville vertel hoe boerdery vorentoe gaan verander namate die pas versnel om kos volhoubaar te produseer.
Volgens mnr. Andrew Bennett, bestuurder van tegnologie-ontwikkeling by Bayer, is dit moeilik om te voorspel waarheen tegnologie in die landbou op pad is. Die grootste waarde kan lê in die bekendstelling van nuwe tegnologie waarmee weerstandige insekte bestry kan word, asook nuwe onkruiddoderweerstandige kultivars om dié te vervang waar weerstand teen bestaande tegnologie opgebou het.
Hy sê die grootste potensiaal vir die bestryding van weerstandigheid is in die aanwending van Crispr (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), ’n natuurlike beskermingsmeganisme wat in ’n wye verskeidenheid bakterieë voorkom. Ook deel van die beskermingsmeganisme is ’n stel ensieme, genaamd Cas (Crispr-geassosieerde ensieme). Hierdie meganismes stel wetenskaplikes in staat om gene te gebruik om byvoorbeeld onkruid te bekamp.
Crispr kan regulerende vereistes vergemaklik, omdat sommige toepassings daarvan ’n geen afskakel, pleks van om nuwe gene bekend te stel. “Namate ons doeltreffender met die genotipering van gewasplante word, kan Crispr gebruik word om gene wat opbrengs verlaag, te neutraliseer.”
BIOTEGNOLOGIE-VOORLOPERS
Biotegnologie strek so ver terug as 1901 toe ’n Japannese bioloog, Shigetane Ishiwatari, die bakterie Bacillus thuringiensis (Bt) in snywurms ontdek het. Dit is ’n spoorvormende grondbakterie wat proteïenkristalle vorm.
Wanneer ’n plaag soos die mielieboorder die kristalle inneem, stabiliseer dit in alkaliese toestande in die maag, bind met kadherien-reseptore, wat ’n letsel in die maagwand veroorsaak. Jong larwes hou dan op om te voed en vrek.
Die eerste benutting van rekombinante DNS-tegnologie (die kunsmatige oordrag van genetiese materiaal van een organisme na die genoom van ’n ander) was in 1972 toe die Amerikaners Stanley Cohen en Herbert Boyer werk in verband met Escherichia coli gedoen het.
In die 1980’s is die wêreld se eerste plante met genetiese modifikasie geskep. Mary-Dell Chilton staan bekend as die moeder van genetiese plantmodifikasie, en navorsers aan die Washington-universiteit het onder haar leiding Agrobacterium suksesvol in ’n tabakplant ingeplant.
Robert Fraley van Monsanto het op sy beurt dié bakterium in ’n petunia ingeplant. ’n Derde span navorsers onder leiding van die wetenskaplikes Jeff Schell en Marc van Montagu, het aan die Gent-universiteit in België soortgelyke sukses behaal. Die bekendstelling van die eerste geneties gemodifiseerde (GM) tamatie was in 1994, die GM aartappel in 1995 en die GM mielie in 1996.
Daarna het Monsanto (nou Bayer) gevolg met ’n Yieldgard-mieliebaster wat teen stamboorder bestand is en in 1999 kommersieel aangeplant is, Roundup Ready (RR)-katoen en -sojabone in 2002, RR Corn 2 in 2004, die eerste stapelgeenmielie (BTRR) in 2007, en nóg ’n stapelgeenmielie (RR Maize 2 en Yieldgard Maize 2) in 2012. Bayer se volgende produkte word eers ná 2020 verwag.
Volgens Bennett is daar vandag talle mieliebasters met weerstand teen die onkruiddoder glifosaat en verdraagsaamheid teen ’n verskeidenheid insekte in die wêreld, ver
al stamboorders en wurms wat die wortels aanval. Daar is egter ’n voortdurende stryd teen siekte- en insekteweerstand en verdraagsaamheid vir chemikalieë soos onkruiddoder, veral in die drie grootste gewasse, naamlik sojabone, katoen en mielies.
ROBOTTE TEEN ONKRUID
Die gebruik van digitale landbou, robotte, nuwe onkruiddoders, biologiese bekamping en klimaatrisikobestuur gaan saam ’n belangrike rol in toekomstige onkruidbestryding speel. Die beperkinge wat onkruid op die produksie van voedsel plaas, is een van die grootste risiko’s in die afsienbare toekoms. Onkruid kan oeste met 60-70% verlaag as dit nie doeltreffend bestry word nie, sê mnr. Leonard Oberholzer, tegnologiebestuurder van Bayer.
Die grond tot landbou se beskikking is baie beperk. Net 3% van die aardoppervlak, oftewel 1,5 miljard hektaar grond, is daarvoor geskik of beskikbaar.
Die Amaranthus-groep is een van die superonkruide wat ’n gevaar inhou vir sojabone en mielies. Nog ’n gevaar is onkruidspesies wat met bepaalde gewasse geassosieer word, dus bepaalde plante waarvan ’n geen gebruik is om weerstand vir onkruiddoder by ’n landbougewas in te teel. Dit is moeilik om sulke opslagplante in ’n wisselboustelsel te bestry. In ’n bewaringsboerderystelsel soos geenbewerking kom ook minder onkruide op, omdat die grond nie versteur word nie.
Weerstand teen onkruiddoders het veral sedert 2000 toegeneem. Dit verwys na die inherente vermoë van ’n individuele plant om ’n bespuiting van onkruiddoder te oorleef, wat ’n bevolking van dieselfde spesie normaalweg sal doodmaak.
Veertien onkruidspesies met weerstand teen onkruiddoders in sewe aktiewe groepe is reeds in Suid-Afrika geïdentifiseer. Oberholzer sê weerstand kan geïntegreerd bestuur word met wisselbou, nie-chemiese (meganiese) onkruidbekamping en afwisseling van onkruiddoders.
In die konteks van 9,6 miljard mense wat teen 2050 gevoed moet word, is onkruidbestryding en sy beperkinge wat opbrengs betref, uiters belangrik. “Teen daardie tyd sal daar min onkruid wees wat nog nie weerstand opgebou het nie.”
RNAi (RNA-inmenging), waar ’n sellulêre meganisme ’n sleutelgeen se eie DNS gebruik om weerstand af te skakel, en genetiese manipulasie (Crispr) sal toenemend in onkruidbestryding gebruik word.
Presisie- en digitale landbou en robotte sal ál meer ingespan word. Onkruid kan reeds met ’n akkuraatheid van tot 98% van die gewas onderskei word deur kameras op die gewasspuit. Dan bespuit die gewasspuit slegs die onkruid.
Satelliettegnologie (GPS) sal akkurate, doeltreffende bespuiting meebring en hiperspektrale beelde gebruik om ’n geheelbeeld van ’n aanplanting te vorm om akkurater bestuursbesluite te neem. Gewasse sal ook geteel word wat beter onder hoë onkruiddruk kan presteer, terwyl die aanwending van natuurlike vyande en saadbehandeling sal versnel.
HOMMELTUIE KYK FYN
Hommeltuie speel gaandeweg ’n groter rol in gewasproduksie namate hulle méér gespesialiseerd word om landboutake te verrig.
Mnr. Christopher Clark van Rocketfarm het oor die grootskaalse gebruik van hommeltuie en afstandwaarneming in boerdery gesels. Dié onderneming is ’n gelisensieerde diensverskaffer wat in kommersiële hommeltuie spesialiseer en behoort aan Delta Drone SA, met bedrywighede in Suid-Afrika, Namibië, Ghana en Mexiko. Die maatskappy besit meer as sewentig hommeltuie vir dienste aan die landbou en mynbou.
Volgens Clark konsentreer genetiese navorsing op die ontwikkeling van rygewaskultivars met ’n hoë opbrengsvermoë, verdraagsaamheid vir moeilike toestande, weerstand teen siektes, en doeltreffende gebruik van landbou-insette soos water, voedingstowwe en plaagdoders.
In hierdie navorsing het egter ’n bottelnek ontstaan vir die doeltreffende, vinnige evaluering van gewasse op die land om holistiese besluite gegrond op data te kan neem.
Met ’n gevorderde kamera op ’n hommeltuig wat rooi, blou en groen “sien”, kan die gewas op die land uit die lug beskou word. Op grond van sy fenotipiese eienskappe (wat fisiek waarneembaar is) kan deur middel van kleur tussen gesonde, siek en dooie plante onderskei word (sien SKERMGREEP ). Dit stel die boer in staat om tydige bestuursbesluite te neem. Hy kan selfs die verwagte opbrengs beraam. “Foto’s jok nie. Dit laat die boer die breër prentjie van sy gewas sien.”
Waarneming met ’n hommeltuig het voordele bo foto’s uit ’n vliegtuig of satellietbeelde, danksy die waarneming vanaf ’n laer hoogte. Dit kan groter akkuraatheid verskaf wat vierkante meter betref, pleks van ’n groter geheelbeeld. Só kan die kamera op ’n hommeltuig die gewas van grond en onkruid skei en inligting oor die gewasplante verskaf, soos grootte, vorm en biomassa. ’n Hommeltuig kan ook plante tel, danksy kunsmatige intelligensie waarmee toerusting werk. Dit kan selfs die plant se kleur waarneem, wat dan uitwys watter probleem daar is.