Микроорганизмы и искусственный интеллект сыграют ключевую роль в фермах будущего

ООН прогнозирует, что к середине нынешнего века население мира увеличится почти до 10 миллиардов человек. Если это так, фермерскому сообществу нужно будет производить на 70% больше пищи, чем сегодня. Это довольно сложная задача, учитывая растущую стоимость удобрений, пестицидов, семян и снижающуюся продуктивность почвы. Исследователи из Национальной лаборатории им. Лоуренса города Беркли, которая входит в состав Министерства энергетики США, объединили усилия со специалистами из Университета Арканзаса и компанией Glennoe Farms для решения этой проблемы. Они применяют молекулярную биологию, биогеохимию, экологию и роботизацию. Потенциально, эта комбинация может привести к революции в сельском хозяйстве.

Исследователи настаивают на минимизации использования химических удобрений и пестицидов, что даст возможность вести возобновляемое сельское хозяйство, которое принесёт пользу окружающей среде и фермерским хозяйствам. В конечном итоге усилится поглощение углерода почвой, что повысит её продуктивность как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Главной частью исследования является понимание роли микроорганизмов в оздоровлении почвы. «Микроорганизмы – один из важнейших компонентов здоровья и производительности почвы, – отмечает учёный Бен Браун. – Поняв, как они живут и изменяют среду, в которой обитают, мы сможем создать колонии микроорганизмов для повышения продуктивности почвы. Кроме того, наблюдения лаборатории Беркли показывают, что здоровые почвы более устойчивы к систематическим потрясениям, таким как изменение климата, засуха и деятельность насекомых».

Наблюдение за изменениями состава почвы заключается в том, что дроны делают снимки, а суперкомпьютеры анализируют их. Гиперспектральные датчики на беспилотниках способны обнаруживать крайне малые изменения в свете, отражающемся от полей. «Человеческий глаз имеет только три канала восприятия цвета: красный, зелёный и синий, – говорит Харуко Уэйнрайт, эксперт по методологии экологического мониторинга и оценки в лаборатории Беркли. – С такими ограниченными возможностями, вы только сможете отличить жёлтый лист от зелёного. Но с сотнями каналов вы сможете измерять содержание углерода и азота в растении, получите больше информации о здоровье и болезнях растений, химическом составе листа. Таким образом, можно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур».

Применение технологий свяжет все данные вместе. «Коллектив лаборатории Беркли, является пионером в машинном обучении с помощью экспериментально полученной информации, – говорит Уэйнрайт. – Наша конечная цель – предоставить достоверную информацию фермерскому сообществу. Мы считаем, что эту проблему можно решить и надеемся доказать это в следующем году».