高科技农场正在使用机器重建老式微生物学以实现可持续农业

导读 你认为未来的农场会是什么样子?他们会像现在一样使用土壤吗?它们能完全由机器人操作,根本没有人踩过吗?不管他们最终看到什么,他们最好能

你认为未来的农场会是什么样子?他们会像现在一样使用土壤吗?它们能完全由机器人操作,根本没有人踩过吗?不管他们最终看到什么,他们最好能够满足世界未来人口的需求。因为和现在一样大,它会变得更大。现在,一组专家可能已经找到了解决这种情况的可能方法。

在阿肯色州的一个农场,这些专家能够使用其他任何地方都看不到的高科技耕作方法种植玉米、大豆和大米。据说这个农场的目标是获得世界上最先进的科学农场的称号。因此,它使用无人机进行高光谱成像,使用机器进行基因测序,甚至使用超级计算机进行机器学习。到目前为止,他们的项目取得了很大进展,甚至在一份新报告中分享了详细的发现。

根据在线报道,能源部伯克利国家实验室(Berkeley Lab)的一组科学家已经与阿肯色大学和格伦诺农场合作,以开展该项目。通过它,他们希望彻底改变农业并创造更可持续的新农业方法,并使农场和环境受益。如果他们成功了,科学家们相信他们将能够减少对用于提高作物产量的标准化肥的需求,甚至增加土壤的碳吸收。这种结果最终可以提高农田的长期生存能力,同时也增加作物产量。

但即使这个农场主要依靠高科技机械的组合,据说整个运作的关键仍然在于所有成功农场的熟悉元素:土壤中的微生物。事实上,这个“未来农场”仍然植根于长期的农业实践,负责人只是想从中获得最大收益。

根据参与该项目的科学家 Ben Brown 的说法,微生物在他们的项目成功中发挥了重要作用。“微生物是土壤健康和生产力的重要组成部分。通过了解微生物如何工作并改变它们发挥作用的环境,我们最终可以设计微生物群落以提高土壤生产力,”他说。“更重要的是,伯克利实验室的研究表明,健康的土壤更能抵御气候变化、干旱和昆虫等系统冲击。”

目前的耕作方法,包括使用有害杀虫剂和化学除草剂,也是土壤养分和微生物达不到正常水平的部分原因。曾经有一个自然的、自我维持的系统,只需要很少的技术,但现在情况已不再如此。

农场项目的每个技术组成部分都对其成功发挥了重要作用。据说这些无人机配备了高光谱传感器,可以让它们“看到”比肉眼更多的信息。某些测量设备还用于绘制 3D 土壤电学特性图,据说这与土壤微生物活动有关。最后,机器学习用于将所有数据点联系在一起,并通过可用的变量获得最佳结果。

根据该项目的联合负责人 Haruko Wainwright 的说法,他们的方法旨在提供对现实世界有用的结果。“伯克利实验室开创的团队科学方法正被用于在机器学习环境中整合所有信息,”她说。“我们的最终目标是为农业社区提供可操作的情报。”

目前,他们将继续致力于该项目,希望他们能够在明年展示其全部成果。