Vliegmachines kunnen ingrijpen als bijen en andere insecten schaars zijn, zeggen onderzoekers
Drones die bellen blazen om fijn stuifmeel aan bloemen af te geven (een perzikbladige klokje, afgebeeld) zouden kunnen helpen de afnemende populaties van natuurlijke bestuivers, zoals bijen, te compenseren, zeggen onderzoekers.
Drones die met stuifmeel beladen bellen op bloesems blazen, kunnen boeren op een dag helpen hun gewassen te bestuiven.
In plaats van te vertrouwen op bijen en andere bestuivende insecten – die wereldwijd afnemen als gevolg van klimaatverandering (SN: 7/9/15), gebruik van pesticiden (SN: 10/5/17) en andere factoren – boeren kunnen zelf stuifmeel op gewassen sproeien of uitstrijken. Maar machinaal geblazen pluimen kunnen veel stuifmeelkorrels verspillen, en het handmatig borstelen van stuifmeel op planten is arbeidsintensief.
Materiaalchemicus Eijiro Miyako van het Japan Advanced Institute of Science and Technology in Nomi stelt zich voor de bestuiving uit te besteden aan automatische drones die stuifmeelkorrels aan individuele bloemen leveren. Zijn oorspronkelijke idee was een met stuifmeel bedekte drone die korrels op bloemen wreef, maar die behandeling beschadigde de bloesems (SN: 7-3-17). Toen Miyako tijdens het bellen blazen met zijn zoon, realiseerde hij zich dat bellen misschien een zachter middel was.
Daartoe bedachten Miyako en zijn collega Xi Yang, een milieuwetenschapper ook bij JAIST, een pollenbevattende oplossing die een drone met een bellenkanon op gewassen zou kunnen blazen. Om de levensvatbaarheid van hun met stuifmeel beladen bubbels te testen, gebruikten de onderzoekers deze techniek om met de hand perenbomen in een boomgaard te bestuiven. Die bomen droeg ongeveer evenveel fruit als bomen die werden bestoven volgens een traditionele methode van handbestuiving, rapporteren de onderzoekers online op 17 juni in iScience.
Onder verschillende commercieel beschikbare bubbeloplossingen ontdekten Miyako en Yang dat stuifmeelkorrels het gezondst en levensvatbaarst bleven in een gemaakt met lauramidopropylbetaine – een chemische stof die wordt gebruikt in cosmetica en producten voor persoonlijke verzorging. Met die oplossing als basis voegden de onderzoekers stuifmeelbeschermende ingrediënten, zoals calcium en kalium, samen met een polymeer toe om de bellen stevig genoeg te maken om de wind van dronepropellers te weerstaan.
De onderzoekers bliezen stuifmeelbellen naar bloemen op drie perenbomen in een boomgaard. Gemiddeld vormde 95 procent van de 50 bestoven bloesems op elke boom fruit. Dat was vergelijkbaar met een andere set van drie vergelijkbare bomen die met de hand werden bestoven met een standaard pollenborstel. Slechts ongeveer 58 procent van de bloemen op drie bomen die afhankelijk waren van insecten en wind, leverden stuifmeel af.
Om de haalbaarheid van het toepassen van deze bubbelbehandeling met vliegende robots te testen, bewapenden Miyako en Yang een drone met een bubbelpistool en bliezen stuifmeelbellen op neplelies terwijl ze met een snelheid van twee meter per seconde voorbij vlogen. Meer dan 90 procent van de lelies werd geraakt door bubbels, maar veel meer bubbels misten de bloemen. Om drone-bestuiving praktisch te maken, zijn vliegende robots nodig die bloemen kunnen herkennen en behendig op specifieke bloesems kunnen richten, zeggen de onderzoekers.
Niet iedereen is ervan overtuigd dat het bouwen van robotbestuivers een goed idee is. Simon Potts, een onderzoeker op het gebied van duurzaam landbeheer aan de Universiteit van Reading in Engeland, ziet deze technologie als een “stuk slimme techniek dat wordt gechoqueerd om een probleem op te lossen dat op … effectievere en duurzamere manieren kan worden opgelost.”
In 2018 publiceerden Potts en collega’s een studie in Wetenschap van de totale omgeving, met het argument dat de bescherming van natuurlijke bestuivers een betere manier om de bestuiving van planten te waarborgen dan het bouwen van robotbijen. Insecten, merkten de onderzoekers op, zijn bedrevenere bestuivers dan welke machine dan ook en verstoren bestaande ecosystemen niet. Miyako en Yang zeggen dat hun bubbeloplossing biocompatibel was, maar Potts maakt zich zorgen dat het overgieten van bloemen in door mensen gemaakte stoffen insecten zou kunnen weerhouden om die bomen te bezoeken.
Roboticus Yu Gu van de West Virginia University in Morgantown, die robotbestuivers ontwerpt maar niet betrokken was bij het nieuwe werk, zegt dat het bouwen van robotbijen en het ondersteunen van insectenpopulaties elkaar niet uitsluiten. ‘We hopen niet de bijen of andere natuurlijke bestuivers over te nemen’, zegt hij. ‘Wat we proberen te doen, is ze aanvullen.’ Waar er een tekort is aan gevleugelde arbeiders om gewassen te bestuiven, zouden boeren ooit robots kunnen gebruiken ‘als een plan B’, zegt hij. Geen woordspeling bedoeld.
