Проучвания са установили, че използването на нанотехнологии и изкуствен интелект (ИИ) в селското стопанство може да предложи практическо решение на предизвикателствата, застрашаващи световната продоволствена сигурност.
Проучването, проведено от изследователи от университета в Бирмингам, Великобритания, изследва как „прецизното земеделие“ би позволило на фермерите да реагират в реално време на промените в растежа на културите, използвайки технологии. Подробности за това разкрива Евронюз.
„Прецизното земеделие“ се отнася до земеделски методи, които изчисляват и реагират на променливостта в културите, позволявайки управление на земята с цел оптимизиране на ефективността и намаляване на отпадъците. В този случай ИИ и нанотехнологиите могат да се използват, за да помогнат както на културите, така и на почвата да се представят по-добре.
Изменението на климата, увеличаването на населението, конкурентните изисквания към земята за производство на биогорива и намаляващото качество на почвата, затрудняват и без това все по-трудното изхранване на хората по света.
Предизвикателства пред глобалната продоволствена сигурност
Организацията на обединените нации изчислява, че до 2030 г. гладът ще засегне около 840 милиона души. В отговор изследователите са разработили пътна карта, съчетаваща интелигентно земеделие с изкуствен интелект и машинно обучение, което може да помогне за намаляване на този брой.
Понастоящем почти 9% от населението на планетата е гладно.
„Намирането на устойчиви селскостопански решения на този проблем изисква от нас да използваме смели нови подходи и да интегрираме знания от различни области, като например науките за материалите и информатиката“, казва съавторът на изследването, Изелт Линч.
"Прецизното земеделие, използващо нанотехнологии и изкуствен интелект, предлага вълнуващи възможности за устойчиво производство на храни. Можем да свържем съществуващите модели за циклично подхранване на хранителни вещества и продуктивност на културите с наноинформативни подходи, които да помогнат както на посевите, така и на почвата да се представят по-добре - безопасно, устойчиво и отговорно", добави той.
Основната мотивация за иновации в селскостопанските технологии е настоящата необходимост да се нахрани нарастващото световно население с намаляваща площ на земеделските земи, като същевременно се запази здравето на почвата и се защити качеството на околната среда.
Водата също играе ключова роля за предизвикателствата в селското стопанство в момента. След като изложи още милиони хора на риск от остър глад, пандемията от COVID-19 постави началото на една ключова година за преосмисляне на цялата система зад храните и храненето. И все пак сме на път да постигнем целта за осигуряване на вода и канализация за всички до 2030 г., както е посочено в Цел 6 на ООН за устойчиво развитие, като много водоизточници стават ненадеждни, по-замърсени или и двете.
Неефективност и емисии на азот в селскостопанския сектор
Интензификацията на селското стопанство доведе до изключително лоша глобална ефективност на използването на азот. Това се отнася до проблема колко от азота, използван в процеса на земеделие, всъщност се усвоява от растението. Неефективността представлява сериозна заплаха за качеството на околната среда, тъй като големи количества хранителни вещества се губят във водата и въздуха, затопляйки планетата, като близо 11% от глобалните емисии на парникови газове идват от селското стопанство.
Повишаването на ефективността в селското стопанство е от ключово значение в борбата с изменението на климата.
Емисиите на азотен оксид в резултат на прекомерното наторяване на земята, които са 300 пъти по-мощни от въглеродния диоксид, причиняващ глобално затопляне, са особено притеснителни. 70% от емисиите на азотен оксид във въздуха се отделят от селскостопанския сектор.
Наноторовете предлагат потенциал за насочване към плодородието на културите, повишаване на ефективността на използването на азот и намаляване на емисиите на азотен оксид, което може да помогне за поддържане на нетните нулеви емисии на парникови газове до 2050 г. съгласно Закона за климатичните промени в Обединеното кралство.
Изследователите установяват, че нанотехнологиите могат да подобрят селското стопанство по четири ключови начина: подобряване на производствените темпове и добивите; повишаване на здравето на почвата и устойчивостта на растенията; подобряване на ефективността на ресурсите, като тор, както и намаляване на замърсяването; както и разработване на интелигентни сензорни инсталации, които могат да алармират фермерите за екологичен стрес.
„Интегрирането на изкуствения интелект и нанотехнологиите в прецизното земеделие ще изиграе жизненоважна роля при изследване на конструктивните параметри на наноматериалите за използване в доставката на торове и пестициди, за да се осигури минимално въздействие върху здравето на почвата – така ще помогне да се осигури безопасно и устойчиво земеделие“, каза съавторът Пен Чжан.
