Картофель является основным продуктом питания в мире, занимая третье место среди продовольственных культур после риса и пшеницы. Согласно Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО), картофель выращивается по всей Гражданам 140 стран, покрытие 16.5 миллионов гектаров И производство 359 миллионов тонн в год. Однако, несмотря на генетическую однородность, урожайность существенно различается — даже в пределах одного поля.
На протяжении десятилетий ученые подозревали, что микробные сообщества на семенном картофеле сыграл решающую роль в этих различиях урожайности. Некоторые микробы усиливают рост, а другие подавляют его. Теперь, Исследование 2024 г., опубликованное в Природа Микробиология исследователями из Утрехтский университет и Делфтский технический университет подтвердил эту теорию — используя Технологии искусственного интеллекта и дронов прогнозировать урожайность картофеля на основе микробной ДНК.
Как ИИ расшифровывает микробные секреты для повышения урожайности
Исследовательская группа проанализировала тысячи образцов семенного картофеля от 240 тестовых полей в Нидерландах, секвенирование ДНК бактерий и грибков, присутствующих на каждом клубне. Одновременно, дроны следили за ростом растений, получение изображений высокого разрешения для отслеживания здоровья и развития.
Подавая эти данные в Модель ИИ, ученые определили ключевые микробы, которые влияют на рост. Например:
- Полезные бактерии (например, Streptomyces) были связаны с более сильное развитие растений.
- Вредные грибки коррелирует с Задержка роста.
Ян Сун, ведущий автор исследования, объяснил: «ИИ помог нам определить, какие микробы лучше всего прогнозируют рост картофеля, что позволило нам оценить качество семян перед посадкой».
Помимо доходности: устойчивость и экономия средств
Этот прорыв касается не только более высокой урожайности — это шаг к устойчивое сельское хозяйство:
- Сокращение использования химикатов: Фермеры могут выбирать семена с оптимальным составом микробов, сводя к минимуму использование синтетических удобрений и пестицидов.
- Климатическая устойчивость: Здоровые растения лучше противостоят таким стрессовым факторам, как засуха и болезни.
- Экономические выгоды: Снижение затрат на производство и уменьшение количества неурожаев повышают рентабельность.
A 2023 учиться в Границы в науке о растениях обнаружили, что микробные инокулянты (как Streptomyces) Можно сократить потребность в удобрениях на 25–50%, усиливая потенциал этого подхода.
Будущее: индивидуальные микробные решения для мирового сельского хозяйства
Исследовательская группа планирует расширить свою модель ИИ, включив в нее больше сортов сельскохозяйственных культур, типов почв и климатов. Будущие приложения могут включать:
- Микробные покрытия семян для естественного стимулирования роста.
- Спроектированные растения привлекающие полезные микробы.
- Инструменты точного земледелия для мониторинга поля в режиме реального времени.
As Руланд Берендсен, старший автор исследования, заявил: «Мы находимся в начале революционного пути улучшения сельского хозяйства с помощью микробиологии и искусственного интеллекта».
Переломный момент для фермеров, выращивающих картофель
Этот микробиологический анализ, основанный на искусственном интеллекте, предлагает проактивный подход, основанный на данных в сельское хозяйство, что позволяет:
✔ Более высокая и стабильная урожайность
✔ Снижение химической зависимости
✔ Повышение устойчивости
Для фермеров следующим шагом будет в курсе о коммерческих разработках и исследованиях испытания микробных инокулянтов. Приняв эти инновации, сельское хозяйство может стать более производительный и экологичный.
