Об этом пишет Марианна Штайн в релизе Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук при Иллинойском университете в Урбане-Шампейне: «Большинство полей кукурузы и сои в США засажены сортами культур, устойчивыми к гербицидам. Однако эволюция суперсорняков, которые выработали устойчивость к обычным гербицидам, ставит под угрозу текущие стратегии борьбы с сорняками. Сельскохозяйственная робототехника для механической прополки - это новая технология, которая потенциально может стать решением.
Новое исследование ученых Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне рассматривает типы фермеров, которые с большей вероятностью примут роботов-пропольщиков, обозначая их терминами из кабинета окулиста. Исследование опубликовано в журнале Agricultural Economics .
«Исключительная зависимость от гербицидов для борьбы с сорняками привела к появлению суперсорняков, и у нас нет никаких разработок в плане новых способов действия. Если химические методы борьбы не сработают, это приведет к потерям урожая на миллионы долларов в год», - говорит автор-корреспондент Мадху Кханна, профессор экономики сельского хозяйства и потребления в Колледже сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук (ACES) и директор Института устойчивого развития, энергетики и окружающей среды в Университете Иллинойса.
Небольшие, легкие роботы, которые могут работать в группе, высокоэффективны, имеют низкую трудоемкость и экологически безопасны, могут использовать разные стратегии прополки и полагаются на искусственный интеллект для автоматизации и навигации. Однако стоимость таких помощников высока.
Исследование о намерениях покупки роботов пропольщиков было сосредоточено на контроле над щирицей бугорчатой (Amaranthus tuberculatus) в посевах кукурузы. Водяная конопля, как ее называют американские фермеры, является постоянной угрозой для пахотных земель Среднего Запада, и этот сорняк уже выработал устойчивость к нескольким гербицидам.
Исследователи изучили влияние двух различных типов стратегий борьбы с сорняками, которые могут использовать фермеры: близорукое управление, когда фермер видит картину в пределах одного года, и дальнозоркое управление, которое учитывает будущие последствия. Ученые также рассмотрели плотность сорняков, устойчивость к сорнякам и экономические пороги, которые могли бы вызвать принятие роботизированной прополки на уровне фермы.
«Мы обнаружили, что для близоруких управленцев важны как текущая плотность семян, так и уровень устойчивости. Для дальнозорких плотность семян не имеет значения, поскольку устойчивые семена, скорее всего, распространятся в будущем. Эта перспектива учитывает уровень устойчивости, но практически любой уровень достаточен для запуска внедрения роботов пропольщиков», - сказал соавтор Шади Аталлах, доцент ACE.
«Если предположить, что робот стоит 20 000 долларов (прим.ред. 1 940 490 российский рублей с копейками), то дальнозоркие фермеры, скорее всего, примут его на вооружение, если 0,0001% семян окажутся устойчивыми, тогда как тот, кто применяет близорукий подход, будет ждать, пока уровень устойчивости не превысит 5%», - отметил Аталлах.
Расчеты показали, что близорукие фермеры вообще не будут использовать роботов в течение первых шести лет после выявления устойчивости у щирицы бугорчатой. Эти фермеры будут продолжать применять гербициды до тех пор, пока они не перестанут быть эффективными, а затем перейдут на 100% роботизированный контроль на седьмом году, когда они исчерпают химические варианты.
Напротив, фермеры с дальновидной перспективой начнут внедрять роботов гораздо раньше и будут нуждаться в меньшем их количестве. Они будут внедрять их постепенно в дополнение к гербицидной обработке, тем самым гарантируя, что ее эффективность не будет исчерпана. На седьмой год они будут использовать роботов на 75% своих земель, в то время как 25% будут обработаны гербицидами.
«Мы обнаружили, что близорукое управление изначально приводит к более высокой прибыли, поскольку фермеры не инвестируют в роботов. Дальнозоркое управление, по-видимому, поначалу оказывается в худшем положении, поскольку фермеры покупают роботов. Но это окупается после шестого года, когда их прибыль становится выше», - сказал Аталлах.
«Фермеры могут придерживаться близорукой точки зрения, например, если они арендуют свою землю и должны продлевать аренду каждый год, поэтому они не могут реально планировать будущее. Но даже для тех, кто управляет на ежегодной основе, наступит момент, когда необходимо будет внедрить роботов, поскольку другие варианты управления исчерпаны», - добавил он.
Различные стратегии имеют последствия за пределами уровня фермы, поскольку устойчивые семена могут распространяться на соседние поля. Дальнозоркий подход может помочь сократить количество устойчивых семян и, возможно, способствовать отмене устойчивости.
Аталлах предупредил, что обратимость устойчивости - для всех видов сорняков, но для щирицы бугорчатой существует компромисс: когда семена развивают устойчивость, скорость их производства у сорняка становится ниже. В результате устойчивые семена, вероятно, будут вытеснены неустойчивыми, если давление отбора уменьшится, отметил он.
В дальнейшей работе ученые рассмотрят свой подход более масштабно, чтобы оценить воздействие разных стратегий управления на более крупных площадях, что будет предоставит информацию для аграрного сообщества и политиков. Аталлах представил результаты исследования, а также результаты опроса фермеров на ежедневном вебинаре Farmdoc.