Чтобы повысить урожайность и снизить зависимость от химикатов, американские учёные внедряют инновации, основанные на данных и экологических взаимодействиях. Производители сои в Пенсильвании столкнулись с рекордным нашествием слизней после мягкой зимы и влажной весны, что вынудило многих пересеивать поля до трёх раз.
Для помощи фермерам исследователи из Университета Пенсильвании создали бесплатную платформу Open Crop Manager. Эта веб-система и мобильное приложение позволяют документировать состояние посевов, а данные затем используются в машинном обучении для прогнозирования влияния болезней и вредителей. За три года собрано около 13 000 уникальных отчётов из 10 штатов, дающих информацию о сорняках, вредителях и ущербе от диких животных.
«Наша идея — расширить возможности фермеров, вернув им доступ к имеющимся данным», — отметил профессор Пол Эскер. Платформа помогает оценить окупаемость инвестиций в обработку семян и пестициды, сокращая их ненужное использование. Она накладывает спутниковые снимки и прогнозы погоды, предоставляя ранние предупреждения и оптимизируя производство.
Другой подход использует естественные защитные механизмы. Профессор Сара Херманн разработала технологию, применяющую запах божьих коровок для отпугивания тли. Когда тля обнаруживает этот запах, она меньше размножается, питается и избегает растений, что позволяет сократить популяцию вредителей на 50% и более без пестицидов.
«Тля чувствует запах божьих коровок и решает, что, возможно, ей не стоит сюда идти», — пояснила Херманн. Её метод, сфокусированный на растениях рода Brassica, таких как брокколи и капуста, подан на патент в США и проходит полевые испытания. В перспективе продукт может продаваться через садовые центры как экологичное средство.
Внедрением интеллектуальных решений занимается доцент Джон Уоллес. В партнёрстве с John Deere он изучает технологию See & Spray, которая с помощью компьютерного зрения и машинного обучения наносит гербициды только на сорняки, сокращая их использование до 70%. Это снижает экологический риск и затраты фермеров.
«Теперь у нас есть возможность применять гербициды только там, где присутствуют сорняки», — сказал Уоллес. Около 20 производителей в Пенсильвании уже используют эту технологию, а исследователи оценивают её рентабельность и ограничения.
Совместный характер инноваций подчёркивает доцент Лонг Хе, разрабатывающий роботизированные системы для точного земледелия. Его команда создала технологии машинного зрения для подсчёта почек, цветов и плодов на яблонях, а также роботов для механического прореживания. Это помогает решать проблему нехватки рабочей силы и принимать обоснованные решения.
«Технологии могут помочь нам предоставлять информацию, помогать фермерам принимать решения на основе данных», — отметил Хе. Его проекты включают использование искусственного интеллекта для мониторинга развития яблонь, что особенно важно в условиях непредсказуемого климата.
