Тенденции сельского хозяйства

Одной из самых серьезных проблем, с которой придется столкнуться человечеству к 2050 году, является значительный прирост населения человек планеты.По подсчетам ученых, в ближайшие 30 лет население Земли возрастет до 9,7 млрд. Все они будут нуждаться в пище, причем в высококачественной, так как благосостояние общества также возрастет. Чтобы прокормить такое количество людей, сельское хозяйство должно радикально измениться. Добиться этого позволят новые технологии. «Хайтек» отобрал самые интересные тенденции и проекты — от дронов и светодиодов до фарм-менеджмента и роботов-сборщиков урожая.

Датчики и счетчики

Уже сегодня существуют умные системы для ухода за растениями,они учитывают все нюансы,создавая условия для благоприятного роста.Так, например, работает система выращивания миндаля. Датчики увлажнения, расположенные по всему периметру миндальной рощи, постоянно анализируют почву. Результаты предаются в специальное хранилище,обрабатываются и направляется в капельные ленты. Каждые полчаса строго определенное количество воды смешанное с подходящей дозой удобрений проходит через капельные ленты, напитывая миндальные деревья.

Эта технология позволяет экономить до 20% воды, поэтому попадает под понятие умного фермерства — системы точного расчета посадки, полива, удобрения и сбора урожая с использованием компьютерных систем. Широкое распространение такого подхода позволит увеличить количество и качество урожая.

GPS-навигация


CистемыGPS-навигации позволяют  определять точное расположение сельскохозяйственной техники вплоть до нескольких сантиметров. Именнопоэтому техника больше не возделывает одни и те же отрезки земли несколько раз и не пропускает важные зоны, что раньше происходило повсеместно. Такое усовершенствование сокращает затраты на топливо до 40%, а удобрения,пестициды и гербициды расходуются куда разумнее

Использование GPS-навигации делает возможным составлять карты урожая на многих фермах.На таких картах показано, какие отрезки земли более эффективны и продуктивны, а точная картографическая съемка дает понимание того, как вода воздействует на тот или иной участок земли.
Самолеты и дроны

 

 

 

Чтобы собрать данные о своих угодьях, фермеры также используют небольшие самолеты. Использование дронов очень удобно, так как это позволяет измерить площадь урожая и отличает посевы от сорняков. Технология, используемая в исследованиях, делает возможным наблюдение за тем, как растения впитывают и отражают солнечный свет с разной длиной волн. На основе этой информации можно определить, какие растения процветают, а какие нет.

Преимущество полиспектральных камер заключается в их точности, они могут делать снимки отдельных растений, что позволяет еще больше повысить продуктивность.

Многие компании внедряют в сельское хозяйство квадрокоптеры и другие виды БПЛА. Некоторые современные фермеры даже используют спутники.Например компанией  Planetlabs были созданы мини-спутники, которые очень легко запустить на орбиту и так же просто вывести из эксплуатации. Компании иногда получают доступ к архивам спутниковых данных и могут изучить, как менялись отдельные поля и участки земли с течением времени, сколько биомассы они производили из года в год, а затем сравнить эти данные с современными показателями.

 

Роботы для урожая и ухода

 

 

 


Разработанный в Сиднейском университете робот RIPPA, работающий на солнечной энергии, с легкостью находит сорняки и ловко их уничтожает, используя заранее отобранные дозы пестицидов.

Компания RowbotSystems работает над устройством, которое сможет самостоятельно перемещаться по маисовому полю и удобрять участки, которым это необходимо, не повреждая при этом хрупкие всходы.

Появляются и умные роботы-сборщики урожая. Например, SW6010 от AGROBOT с помощью встроенной камеры распознает спелые ягоды клубники и собирает только их.

В целом, в ближайшее десятилетие ожидается настоящий робототехнический бум, который затронет многие сферы экономики, в том числе и  сельское хозяйство.

Светодиоды

LED-лампочки стали настолько дешевыми и эффективными, что закрытые теплицы постепенно оказываются более выгодными, чем открытые сады и огороды. Теперь растения можно выращивать в супермаркетах и даже подвалах. Британский стартапGrowingUnderground выращивает 20 видов салата под землей на территории сохранившихся после Второй мировой войны бомбоубежищ.

Яркость освещения, как и все другие показатели, например влажность и температура, теперь можно регулировать.

Распространение получают и вертикальные фермы, которые тоже выходят за рамки обычных представлений о теплицах,их можно адаптировать под различные пространства.

Фенотип как ключ к совершенству

Оптимизация фенотипа растений также творит чудеса. Ученые пытаются максимально точно сымитировать условия произрастания различных культур, чтобы воспроизвести сами культуры.

 В данный момент КалебХарпер, ученый из Медиалаборатории МТИ, работает над созданием «Персонального пищевого компьютера». Это устройство позволит контролировать освещение, уровень CO2, влажность, температуру воздуха и почвы, а также качество воды, поступающей через почву к корням, и другими характеристиками.

Для того чтобы следить за развитием растения, в теплице будут установлены веб-камеры, подключенные к специальному ПО. Они способны определять степень роста только по форме и цвету листьев, а специальные датчики выявляют зоны активного фотосинтеза — этим процессом, кстати, ученые тоже постепенно учатся манипулировать. Технологии позволяют также улучшить вкусовые качества взращиваемой культуры.

Несколько десятков таких «Пищевых компьютеров» уже активно используются на фермах. А еще 100 готовятся к скорому выпуску на рынок.

Генетические эксперементы


 

 


С каждым годом фермы все больше напоминают фабрики,на которых все процессы доведены до автоматизма и за всем следят специальные роботы. Развитие генетики способствовало более углубленному изучению особенностей ДНК растений, ее последовательности  и позволило усовершенствовать процесс селекции. Теперь, для выращивания растения с нужными характеристиками не нужно ждать до полного созревания. Достаточно лишь усовершенствовать геном.

Конечно, общественность относится с определенным недоверием к генетическим модификациям, из-за чего такие эксперименты не находят широкого применения. Хотя за последние десятилетия так и не было доказано, что употребление в пищу ГМО-продуктов как-либо влияет на наше здоровье.

Технологии редактирования ДНК не стоят на месте — сегодня можно заменить или удалить буквально один нуклеотид. Это даже больше похоже на естественную мутацию, ускоренную искусственным образом. На этом и строится вся селекция.

Не стоит забывать и о технологии «генетических ножниц» CRISPR/Cas9, которая вскоре позволит менять геном растений и защищать их от вирусов и болезней.

  

Животные: контроль и модификация

 

 

 

Пестрые буренки с колокольчиками на шее теперь остались только в наших воспоминаниях, ведь на смену колокольчикам пришли датчики. Один из таких примеров — Smartbell, он отслеживает двигательную активность животного и передает данные в облачное хранилище. Датчики движения также позволяют понять, готова ли корова к осеменению.

Некоторые устройства устанавливают в первый отдел желудка— так называемый рубец. При изменении кислотности можно диагностировать проблемы с ЖКТ.

Для того чтобы сделать крупный рогатый скот более безопасным, ученые также проводят генные модификации. Например, выводят голштинских коров без рогов. Изменение генов также применяют, чтобы создать иммунитет к различным болезням и обезопасить людей при употреблении последующих продуктов.

 

 


 

ООО «ЭкономФин»
УНН 691829805
Республика Беларусь
Минская обл. Минский р-н, Щомыслицкий с/с, направление ТЭЦ-4, 3-й переулок Монтажников, 3А, пом. №3(2),
Р.сч. BY09BLBB30120691829805001001 В ОАО «Белинвестбанк» г. Минск ул. Коллекторная, 11, код BLBBBY2X
Телефон: 375 (044) 742-00-48