Майбутнє сільського господарства - розумне фермерство

Датчики і лічильники

Сьогодні вже існують розумні системи для догляду за рослинами - вони автоматично поливають і удобрюють сходи, враховуючи кожен нюанс.

Так, наприклад, працює система вирощування мигдалю. Датчики зволоження, розташовані по всьому периметру мигдального гаю, постійно аналізують ґрунт. Результати передаються в хмарне сховище, обробляються і направляються в систему іригації з крапельними стрічками. Кожні півгодини суворо визначена кількість води при необхідності змішана з відповідною дозою добрив проходить через крапельні стрічки, напоюючи мигдальні дерева.

Ця технологія, яка економить до 20% води, потрапляє під поняття розумного фермерства - системи точного розрахунку посадки, поливу, добрива і збору врожаю з використанням комп'ютерних систем.

Сучасні датчики також аналізують склад ґрунту і прогнозують його родючість, ступінь насичення вологою і добривами.

Навігація GPS

EAST NEWS

Системи GPS навігації дозволяють дізнатися точне місце розташування тракторів та іншої сільськогосподарської техніки аж до сантиметрів. Завдяки цьому техніка не обробляє одні й ті самі відрізки землі кілька разів і не пропускає важливі зони, що раніше відбувалися повсюдно. Такий підхід дозволяє скоротити витрати на паливо до 40%, а також більш ефективно використовувати добрива, гербіциди і пестициди.

За допомогою GPS на багатьох фермах вже складаються карти врожаю, на яких показано, які відрізки землі більш ефективні і продуктивні, а точна картографічна зйомка дає розуміння того, як вода впливає на ту чи іншу ділянку землі.

Літаки і дрони

EAST NEWS

Щоб зібрати дані про свої угіддя, фермери також використовують невеликі літаки. ЛА вимірюють площу врожаю і відрізняють посіви від бур'янів. Технологія поліспектрального аналізу досліджує, як рослини вбирають і відображають сонячне світло з різною довжиною хвиль. На основі цих відомостей можна визначити, які рослини процвітають, а які ні.

Поліспектральні камери бувають настільки точними, що можуть робити знімки окремих рослин, що дозволяє ще більше підвищити продуктивність.

Багато компаній впроваджують у сільське господарство квадрокоптери та інші види БПЛА. Сучасні фермери навіть використовують супутники. Наприклад, Planet Labs покладається на гучні міні-сателіти C^ Sats, які легко запускати на орбіту і так само легко виводити з експлуатації. Компанії іноді отримують доступ до архівів супутникових даних і можуть вивчити, як змінювалися окремі поля і ділянки землі з плином часу, скільки біомаси вони виробляли з року в рік, а потім порівняти ці дані з сучасними показниками.

Системи фарм-менеджменту

Підключені ферми сьогодні - звичайна справа. Цілий ряд стартапів пропонує системи управління сільськогосподарськими справами в різному форматі: у вигляді кооперативного банку анонімізованих даних, у вигляді стандартної менеджмент-системи або у вигляді спеціалізованих програм, наприклад, для управління збором винограду.

Всі ці проекти дозволяють цінним даним, отриманим від датчиків, супутників та інших джерел, не пропадати даремно, а приносити користь і підвищувати продуктивність і продуктивність.

Роботи для врожаю і догляду

RIPPA

Розроблений у Сіднейському університеті робот RIPPA на сонячній енергії знаходить бур'яни і спритно їх знищує, використовуючи ретельно відібрані дози пестицидів.

Rowbot Systems працює над пристроєм, який зможе самостійно переміщатися в маїсовому полі і підкидати добрива там, де це необхідно, не пошкоджуючи при цьому крихкі сходи.

З'являються і роботи-збирачі врожаю. Наприклад, SW6010 від AGROBOT за допомогою камери розпізнає стиглі ягоди полуниці і збирає тільки їх.

В цілому, в найближче десятиліття очікується справжній робототехнічний бум, який торкнеться і сільське господарство.

Світлодіоди

LED-лампочки стали настільки дешевими і ефективними, що закриті теплиці поступово виявляються більш вигідними, ніж відкриті сади і городи. Рослини вирощують у супермаркетах, на складах і навіть у підвалах. Британський стартап Growing Underground вирощує 20 видів салату під землею на території збережених після Другої світової війни бомбосховищ.

Яскравість освітлення, що надходить від світлодіодів, легко можна регулювати, як і інші показники, наприклад, температуру і вологість.

Поширення отримують і вертикальні ферми, які теж виходять за рамки звичних теплиць і посадок і можуть адаптувати під різні простори.

Фенотип як ключ до досконалості

Оптимізація фенотипу рослин також творить чудеса. Вчені намагаються максимально точно зімітувати умови зростання різних культур, щоб відтворити самі культури.

Калеб Харпер, вчений з Медіалабораторії МТІ, спільно з колегами розробляє «Персональний харчовий комп'ютер». Цей пристрій дозволить керувати освітленням, рівнями CO2, вологістю, температурою повітря і ґрунту, а також якостями води, що надходить через ґрунт до коріння, та іншими хімічними характеристиками.

За умовами розвитку рослини будуть безперервно спостерігати веб-камери, які підключені до спеціального ПЗ. За кольором і формою листя вони визначає ступінь росту, а спеціальні датчики виявлять зони активного фотосинтезу - цим процесом, до речі, вчені теж поступово вчаться маніпулювати. Технології навіть дозволяють регулювати смакові властивості культур. Кілька десятків «Персональних харчових комп'ютерів» вже є на ринку, а 100 інших готується до випуску.

Генетичні експерименти

EAST NEWS

Ферми все більше нагадують фабрики, в яких всі процеси налагоджені, а продукти захищені від будь-яких примх природи. Знання особливостей ДНК рослин, її послідовності вдосконалює процес селекції. Більше не потрібно вирощувати рослини до повного дозрівання, щоб зрозуміти, чи вдалося домогтися потрібних характеристик. Достатньо лише вивчити геном.

Звичайно, генетичну модифікацію стримує недовіра громадськості та етичні проблеми. При цьому за останні десятиліття так і не було доведено, що вживання в їжу ГМО-продуктів негативно відбивається на здоров'ї.

Технології редагування ДНК не стоять на місці - сьогодні можна замінити або видалити буквально один нуклеотид. Такий підхід більше схожий на природну мутацію, на основі якої будується селекція.

Не варто забувати і про технологію «генетичних ножиць» CRISPR/Cas9, яка в перспективі дозволить редагувати геном рослин і захищати їх від вірусів і паразитів.

Тварини: контроль і модифікація

EAST NEWS

Велика рогата худоба вже не носить на шиї дзвіночки - на зміну їм прийшли розумні датчики. Один з таких прикладів - Smartbell, який відстежує рухову активність тварини і передає дані в хмарне сховище. Датчики руху також дозволяють зрозуміти, чи готова корова до осіменіння.

Деякі пристрої встановлюють прямо в перший відділ шлунка - так званий рубець, де вимірюють кислотності і даігностують проблем з ЖКТ.

Вчені також використовують генетичну модифікацію, щоб зробити тварин більш безпечними. Наприклад, виводять голштинських корів без рогів. Зміну генів також застосовують, щоб створити у свиней імунітет до африканського свинячого грипу.

Фермерів стає все менше

Але головна ознака прогресу - це той факт, що із землею сьогодні працює все менше людей. Їх роботу тепер виконує спеціальна сільськогосподарська техніка, системи розповсюдження добрив і агрохімікатів, роботи, дрони та інші пристрої.

У 1900 році 41% робочої сили в Америці працював на фермах, а сьогодні цей показник становить лише 2%. І поступово ця тенденція приходить в інші країни, навіть в країни третього світу.