Новое исследование изучает внедрение роботов для прополки в борьбе с суперсорняками

Эволюция суперсорняков, устойчивых к распространенным гербицидам, ставит под угрозу стратегии борьбы с сорняками. Сельскохозяйственная робототехника для механической прополки — это развивающаяся технология, которая может стать решением.

Исследование Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, опубликованное в журнале Agricultural Economics, рассматривает, какие фермеры и поля с большей вероятностью внедрят роботов для прополки и на каком этапе развития резистентности.

"Исключительная зависимость от гербицидов привела к появлению суперсорняков, и у нас нет новых способов действия в разработке. Если химические методы контроля потерпят неудачу, это может привести к потерям урожая на миллионы долларов в год", — говорит автор-корреспондент Мадху Кханна.

Небольшие легкие роботы, работающие под пологом растений, высокоэффективны, требуют мало труда и экологичны. Они работают, протягивая сквозь почву тяпки, нарушая появление семян сорняков. Эти роботы, которые еще не доступны коммерчески для кукурузы и сои, полагаются на искусственный интеллект для автоматизации и навигации.

Исследование было сосредоточено на контроле над сорняком обыкновенная водяная конопля (Amaranthus tuberculatus) в посевах кукурузы. Этот сорняк уже развил устойчивость к нескольким гербицидам.

Ученые изучили два типа стратегий управления:

• Миопическое управление — рассмотрение одного года за раз.
• Дальновидное управление — учет будущих последствий.

Ключевые выводы:

• При дальновидном подходе плотность семян не имеет значения, важна только уровень устойчивости. Даже при уровне устойчивости 0.0001% (при стоимости робота в $20 000) стоит внедрять роботов.
• При миопическом подходе важны и плотность семян, и уровень устойчивости. Фермеры будут ждать, пока уровень устойчивости не превысит 5%.
• Фермеры с миопическим подходом не будут использовать роботов первые 6 лет, полностью полагаясь на гербициды, а на 7-й год перейдут на 100% роботизированный контроль.
• Фермеры с дальновидным подходом начнут внедрять роботов раньше, постепенно, используя их для дополнения обработки гербицидами. На 7-й год они будут использовать роботов на 75% земли, а 25% обрабатывать гербицидами.
• Миопическое управление приносит более высокую прибыль вначале (нет инвестиций в роботов), но дальновидное окупается после 6-го года, когда его прибыль становится выше.

Дальновидный подход также может помочь снизить количество устойчивых семян и, возможно, способствовать обращению резистентности вспять для таких видов, как водяная конопля, поскольку у устойчивых семян скорость размножения ниже.

Исследователи планируют дальнейшую работу по изучению эффекта перетекания устойчивых семян на соседние фермы и анализ на уровне ландшафта.