Технология c применением ИИ спасает фермеров от использования слишком большого количества удобрений
В 2004 году озеро Виктория, самое большое озеро Африки, почти за одну ночь приобрело болезненный оттенок зеленого цвета.
Он был заражен цианобактериями, разновидностью водорослей, и 500 000 человек города Кисуму, Кения, временно лишились доступа к питьевой воде.
Это был не единичный случай. Фактически, около 40 процентов озер и водохранилищ в мире пострадали от этого явления.
Все начинается с того, что фермеры удобряют свои посевы. У них нет возможности узнать, сколько его осталось в почве, поэтому они продолжают добавлять удобрения.
Дожди и ирригация в конечном итоге приводят к тому, что все эти питательные вещества погружаются в грунтовые воды или стекают в наши озера и реки.
Водоросли в этих водах быстро растут и размножаются, потребляя весь кислород и убивая рыбу и другие организмы.
Доктор Элад Йешно из Университета Бен-Гуриона в Негеве (Израиль), потратил восемь лет на разработку решения.
Он автоматически и непрерывно извлекает воду из почвы (известную как раствор поровой воды) и измеряет ее поглощающую способность UV -излучения. Затем алгоритмы различают различные компоненты в растворе и представляют уровень нитратов в почве, наиболее распространенного элемента удобрения.
Вместе с Рафи Леви он основал стартап DOTS (Data of the Soil), который постоянно предоставляет фермерам данные об уровне нитратов в их почве.
Все, что нужно сделать фермерам, — это установить систему размером небольшой коробки в почву. Их компьютер подключается к облаку DOTS, которое показывает им графики, показывающие, нужно ли им добавлять больше удобрений на свою землю.
До сих пор фермеры могли измерять только количество удобрений, которые они вносят, но не количество уже имеющихся удобрений, говорит Леви, генеральный директор компании.
«Поскольку нет возможности контролировать удобрения, преобладающей или распространенной практикой является их чрезмерное внесение, поскольку удобрения имеют решающее значение для сельскохозяйственных культур и получения хороших урожаев», — говорит он.
«Итак, традиция такова, что, поскольку у них нет способа измерить, лучше перестраховаться, чем сожалеть, и у них передозировка.
«И на самом деле произошло то, что за последние 40 или 50 лет чрезмерного земледелия мы отравили наши грунтовые воды, мы отравили наши водохранилища, мы отравили воздух выбросами парниковых газов, которые усилили из-за перерасхода удобрений и испарения удобрений из почвы.
«Агрономы скажут, что нужно определенное соотношение удобрений к содержанию воды, а фермеры будут просто вносить это количество каждый раз при поливе. То, что они не принимают во внимание, является отправной точкой.
«То, что мы предлагаем им, — это способ измерить то, что у них уже есть в земле, и сократить разрыв».
«Моя основная задача состояла в том, чтобы выяснить, как измерять нитраты, доминирующий ингредиент в удобрениях, с помощью спектрального анализа и преодолевать влияние растворенного органического углерода», — говорит Ешно.
«Нитраты в почве чрезвычайно динамичны, и если вы хотите оптимизировать внесение удобрений, вам нужны непрерывные данные в режиме реального времени».
Спектральный анализ — это стандартный протокол, используемый для растворов, разработанных в лабораториях. До сих пор его нельзя было провести с почвенной водой, поскольку она содержит растворенный органический углерод, который маскирует способность UV-излучения фильтроваться через нее и освещать другие ее соединения. Он разработал алгоритмы, способные упростить сложный процесс.
Ешно говорит, что нитраты, которые удерживаются в воде (в отличие от удобрений, таких как калий и фосфор, которые удерживаются в почве), погружаются глубоко в землю с гравитационным движением воды, поэтому уровень нитратов может меняться в течение часа.
В системе используются запатентованные датчики, которые устанавливаются на несколько глубин в зависимости от конкретной культуры. В настоящее время, по оценкам DOTS, требуется две системы на гектар сельскохозяйственных угодий. Он питается от солнечной панели и требует замены только раз в пять лет.
Его уже используют две фермы в Израиле. Одним из них является томатная ферма на юге страны, которой удалось сэкономить 28 процентов на использовании удобрений за один сезон использования DOTS. На другой ферме в пустыне Арава, также на юге Израиля, выращивают перец.
К лету DOTS планирует внедрить свою систему на пилотных фермах в США и Европе.
Леви говорит, что есть конкуренты, которые также могут предоставлять данные об удобрениях, но проблема в том, что они не являются непрерывными.
«Мне нравится сравнивать наше решение с EKG (ЭКГ), тогда как преобладающими решениями являются стетоскопы», — говорит Леви.
«Они получают точные данные, но вам нужен человек, чтобы слушать данные, и в ту минуту, когда вы отсоединяете стетоскоп от чьей-то груди, вы ничего не слышите.
«Наша система постоянно находится в земле и предоставляет вам график и данные постоянно, без чьего-либо прикосновения, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году, пять лет подряд».
«Дело не в том, что наши конкуренты плохие. Они разные, и они не подходят для полного решения».
Перевод с английского
Читай в блоге:
Технологический гигант США поможет вывести местные агротехнические технологии на новый уровень; Израильские стартапы работают с командами Microsoft и демонстрируют свои технологии на мировом рынке.