• Temos
• Tikslusis ūkininkavimas

Nuo karščio bangų prognozavimo iki klimato kaitai atsparių sėklų kūrimo: ūkininkams gali padėti agrotechnologijos

2024-10-23

^© Egidijaus Vilkevičiaus nuotr., agroakademija.lt

Jungtinių Tautų Maisto ir žemės ūkio organizacijos (FAO) duomenimis, norint išmaitinti 2050 m. prognozuojamą 9,1 mlrd. pasaulio gyventojų, ūkininkai turi pagaminti 70 proc. daugiau maisto produktų. Agrotechnologijos gali padėti ūkininkams. Kaip?

Pasauliui sprendžiant klimato krizės poveikį žemės ūkio tiekimo grandinėms, dirbtinis intelektas ir kitos technologijos tampa vis svarbesnės siekiant patenkinti šį poreikį.

Naujoje Pasaulio ekonomikos forumo įžvalgų ataskaitoje akcentuojamos pramonės revoliucijos technologijos, kurios paskatins permainas žemės ūkio sektoriuje, ir raginama kurti viešojo ir privačiojo sektorių partnerystes, kad būtų galima didinti masto kiekį.

Kai Himanshu Gupta buvo mažas berniukas, Šiaurės Indijoje jo močiutė dažnai skiedė pieną vandeniu, kad jo užtektų šešiolikos asmenų žemesnės vidurinės klasės šeimai pamaitinti. Kylančios pieno kainos reiškė, kad šeima negalėjo sau leisti pirkti daugiau.

Prabėgus keliems dešimtmečiams, savo bendrabučio kambaryje, Stanfordo universitete (JAV), Gupta įkūrė „ClimateAi“. Dabar jis nori per šešerius metus padėti daugiau nei 500 000 milijonų ūkininkų visame pasaulyje.

Norint padėti ūkininkams prisitaikyti prie klimato krizės ir sustiprinti pasaulinį apsirūpinimą maistu, labai svarbu pasinaudoti šiuolaikine sparčia agrotechnikos pažanga – skaitmeninių priemonių ir technologijų naudojimu ūkininkaujant. Be to, tai prasminga ir verslui, nes Gupta teigia, kad prisitaikymas prie klimato kaitos visuose sektoriuose yra 1 trilijono JAV dolerių vertės galimybė.

„Šiais metais matome lūžio tašką prisitaikant, kai nuo filantropinės darbotvarkės pereinama prie įmonių darbotvarkės“, – Pasaulio ekonomikos forume sakė Gupta.

„ClimateAi“ bendradarbiauja su daugiau nei 50 korporacijų, veikiančių maisto, žemės ūkio ir gėrimų tiekimo grandinėse. Įmonės dabar labiau įsitraukia į šį procesą, nes „supranta, kad šiandieninis vertės grandinių nepastovumo lygis dėl klimato kaitos yra beprecedentis“.

Paskelbtoje ataskaitoje „Maisto ir žemės ūkio ateitis” teigiama, kad įmonės taip pat gali gauti naudos investuodamos į devynių gigatonų šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) išmetimo mažinimą, t. y. apie pusę viso pasaulinių maisto sistemų išmetamo ŠESD kiekio. Šiuo metu maisto sistemos išmeta 30 proc. visų išmetamųjų ŠESD.

Jungtinių Tautų maisto ir žemės ūkio organizacija (FAO) nurodo, kad trečdalis Žemės dirvožemių jau yra nualinti, o kas penkias sekundes nualinamas vienas futbolo aikštės dydžio plotas.

Dabar pagalvokite, kad sparčiai didėjant 8,1 mlrd. pasaulio gyventojų poreikiams, užauginti vos 2–3 cm dirvožemio gali prireikti iki 1000 metų.

Dirbtinis intelektas (DI) gali padėti sumažinti šį spaudimą ir pakeisti 5 trilijonų JAV dolerių vertės žemės ūkio verslą į gerąją pusę.

Ūkininkams reikia daug daugiau dėmesio tiek „čia ir dabar“, tiek „kas bus toliau?“

Pirma, ūkininkavimo laikas yra labai svarbus. Kada baigsis karščio banga? Kiek laiko liko iki kitos didelės audros? Kada prasidės potvyniai? Nuo atsakymų į šiuos neatidėliotinus klausimus priklauso ūkininkų gebėjimas žinoti, kada ir kokias sėklas pirkti, kada jas sėti bei nuimti derlių.

Ūkininkams šių atsakymų reikia prieš kelis mėnesius, o kartais net prieš pusmetį, kad jie galėtų garantuoti savo derlių. Šiandien tai dar svarbiau, nes nenuspėjami orai tampa vis dažnesni. Tačiau Gupta sako, kad dauguma orų prognozių vis dar rengiamos tik dviem savaitėms į priekį.

Ūkininkams taip pat reikia agrotechnologijų, kad jie suprastų, kiek gyvybingas bus jų dirvožemis, kuris yra jų pragyvenimo šaltinis, po kelių dešimtmečių, nes klimato pokyčiai bus spartesni nei tikėtasi.

Apskritai, ūkininkams reikia daug daugiau dėmesio tiek „čia ir dabar“, tiek „kas bus toliau?“. Dirbtiniu intelektu pagrįstos technologijos gali suteikti aiškumo, leisdamos tiksliau, išsamiau ir dažniau prognozuoti.

Antra, dirbtinis intelektas ir kitos agrotechnologijos gali padidinti skubiai reikalingų klimato kaitai atsparių sėklų pasiūlą, pagreitindamos laiką, per kurį jos iš laboratorijos patenka į dirvą. Šiuo metu naujų sėklų išleidimas į rinką užtrunka 10–15 metų, tačiau Gupta sako, kad per tą laiką oro sąlygos gali labai pasikeisti. Sėklos gali tapti mažiau atsparios, o pasėliai gali žūti.

Dėl to ūkininkų bendruomenė patiria didelį stresą, o kartais sunku pritraukti naujų talentų. Dirbdamas Indijos vyriausybėje, Gupta matė pavyzdžių, kai daug medvilnės augintojų nusižudė, apskritai nutraukė medvilnės auginimą arba persikėlė dirbti darbininkais į didžiuosius miestus. Tai nėra pavienė šiandieninio ūkininkavimo problema, nes 95 % jaunųjų ūkininkų teigia, kad prasta psichikos sveikata yra didžiausias paslėptas pavojus .

Ūkininkams skirtų duomenų bankų kūrimas

Dirbtinio intelekto veiksmingumas – ir prognozuojant orus, ir formuojant klimato kaitai atsparias sėklas – labai priklauso nuo į sistemą „įvestų“ duomenų. Ūkių duomenų ir kitų žemės ūkio tiekimo grandinės dalių kokybė, apimtis ir panaudojimas turi pagerėti visame pasaulyje, nors jau dabar yra akivaizdžių skirtumų tarp išsivysčiusių ir besivystančių šalių.

Išsivysčiusiose šalyse daug turimų duomenų galima geriau surinkti, jais dalytis ir naudoti siekiant padidinti orų prognozių tikslumą. Pavyzdžiui, vietoj to, kad Ispanijos ūkininkams būtų liepiama ruoštis karščio bangai, dirbtinis intelektas gali nustatyti, kad pomidorų augintojai tam tikroje Ispanijos dalyje turėtų pirkti tam tikros rūšies sėklų vėliau, nei planuojama, kad apsaugotų konkretų pasėlį. Gupta sako, kad tokia išsami informacija „skatina imtis veiksmų“, apsaugodama derlių, ūkininkus ir sėklų bendroves.

Tačiau besivystančiose šalyse yra mažai duomenų, o tai gali kelti dar didesnę grėsmę bendruomenėms, kurios yra labiausiai pažeidžiamos dėl maisto sektoriaus nestabilumo. Pavyzdžiui, Indijoje kaimo vadovas dažnai užrašų knygelėje fiksuoja numatomą kritulių kiekį toje vietovėje, tačiau Gupta įspėja, kad tai gali sukelti nenumatytą šališkumą. Savo ruožtu, į dirbtinio intelekto sistemas patenka prastesni tos vietovės duomenys. Jo komanda dabar tiria būdus, kaip sukurti didesnės skiriamosios gebos orų prognozes naudojant mažai duomenų.

Naudojant dirbtinį intelektą, galima kurti įvairias pažangias sistemas, kurios didina ūkininkavimo efektyvumą, kokybę ir ekonominį potencialą visame pasaulyje.

Agrotechnologijos – platesnė perspektyva

Pasaulio ekonomikos forumo ataskaitoje „Agrotechnologijos: žemės ūkio formavimas besivystančiose ekonomikose šiandien ir rytoj“ (Agritech: Shaping Agriculture in Emerging Economies, Today and Tomorrow) teigiama, kad agrotechnologijos keičia visos ekosistemos atsparumą, judrumą, efektyvumą ir skaidrumą.

Ši ataskaita yra antrasis forumo AI for Agriculture Innovation (AI4AI) iniciatyvos, kuria siekiama išplėsti agrotechnologines paslaugas pasitelkiant viešojo ir privačiojo sektorių partnerystę, dokumentas. Jame išsamiai aptariamas agrotechnologijų vaidmuo formuojant žemės ūkio ekosistemą keturiose plačiose kategorijose, t. y.: pažangus pasėlių planavimas, išmanusis ūkininkavimas, „nuo ūkio iki stalo“ ir duomenys, kaip pagalbinė priemonė.

Agrotechnologijos paslaugų taikymo žemės ūkyje galią iliustravo bandomasis projektas „Saagu Baagu“, kurį forumas vykdė kartu su Telanganos valdžia pietų Indijoje. Keturios agrotechninės paslaugos buvo įdiegtos 7000 aitriųjų paprikų auginimo ūkių, kurių absoliutus pelnas padidėjo 18 %. Šiuo metu projektas plečiamas, siekiant paremti 500000 ūkininkų, auginančių 5 rūšių pasėlius 10 apygardų.

Pažangus pasėlių planavimas

Sunku suvokti pasėlių planavimo mastą ir sudėtingumą. Pagalvokite, kad pernai Kinijoje buvo nuimta 695 mln. tonų grūdų, o 2023 m. ryžių auginimui skirtas plotas JAV siekė beveik 1,2 mln. hektarų ir, palyginti su praėjusiais metais, padidėjo 30 %.

Todėl dirbtinis intelektas padeda sudaryti pasėlių planą, kuriame atsižvelgiama į kintančio klimato prognozes ir klientų mitybos poreikius. Jis taip pat gali realiuoju laiku ištaisyti nedideles klaidas, kad po kelių mėnesių derliaus nuėmimo metu jos nevirstų didesniu iššūkiu.

Ataskaitoje taip pat pažymima, kad ankstyvaisiais pasėlių planavimo etapais būtina atlikti dirvožemio tyrimus, o dirbtiniu intelektu pagrįsti modeliai reiškia, kad tyrimai, kurie anksčiau užtrukdavo kelias savaites, dabar atliekami realiuoju laiku. Ūkininkai, jei nori, gali veikti nedelsdami. Jie taip pat gali pasinaudoti sėklų genų redagavimu naudojant prognozuojamąsias AI priemones, kuriomis pasiekiamas didesnis derlius naudojant panašius išteklius – tai yra galutinis ateities žemės ūkio tikslas.

Išmanusis ūkininkavimas

Ūkininkai kiekvieną savaitę turi kovoti su daugybe nežinomųjų – nuo orų, laukinių gyvūnų iki kainų svyravimų. Išmanusis ūkininkavimas naudoja technologijas, kurios padeda ūkininkams pašalinti kai kuriuos nežinomybės aspektus iš savaitinio darbo krūvio, sutelkiant dėmesį į tikslumą. Ataskaitoje aiškinama, kaip dirvožemio apkrova, veiklos efektyvumas ir ankstyvas rizikos aptikimas bei jos išvengimas yra šio naujo požiūrio į ūkio valdymą dalis.

Ataskaitoje taip pat pateikiama informacija, kad dirbtinis intelektas ir papildytoji realybė (AR), skirti pasėlių valdymui, konsultacijoms apie pasėlius, kenkėjus, augalų ligas ir maistines medžiagas, yra vieni iš pagrindinių išmaniojo ūkininkavimo metodų, kurie jau daro poveikį praktikoje. Agerpoint, kuriantis pasėlių ir medžių 3D modelius, vienu metu į augalą nukreipia tūkstančius lazerio spindulių, kad sukurtų skaitmeninį augalo dvynį, todėl ūkininkai gauna žinių iš jutiklių, o ne iš gyvo augalo.

Robotika – dar vienas išmaniosios žemdirbystės pokytis. Galimybė suprogramuoti robotą automatiškai sėti ir naikinti piktžoles daugelyje hektarų laukų – kai kurie įrankiai gali sunaikinti 300 000 piktžolių per valandą – sutaupo ūkininkams daug laiko, mažina stresą ir fizinį krūvį.

Pasitelkus technologijas žemėje ir kosmose, kad ūkininkai ir sėklininkystės įmonės galėtų geriau matyti situaciją, labai padidėja efektyvumas ir kokybė.

Nuo ūkio iki stalo

Laikotarpis nuo tada, kai derlius iškeliauja iš ūkininko lauko ir pasiekia jūsų krepšelį prekybos centre, yra labai rizikingas. Šiuo metu 14 proc. pasaulyje pagaminamo maisto prarandama nuo derliaus nuėmimo iki mažmeninės prekybos. Tai gali reikšti didelius finansinius nuostolius, kainų svyravimus ir nusivylimą ūkininkais.

Galimybė stebėti kiekvieną atsargų judėjimo sandėliuose sekundę, įgalinta daiktų interneto (IoT), yra veiksmingas būdas sumažinti šią riziką. Toks skaidrumas ypač aktualus mūsų hipersusietame pasaulyje, kuriame ketvirtadalis viso žmonėms pagaminamo maisto parduodama tarptautiniu mastu. Daiktų internetas taip pat reiškia, kad techninės priežiūros galima imtis prieš atsirandant klaidai, todėl nacionalinės ir pasaulinės tiekimo grandinės gali būti tvarkingos.

Ataskaitoje pažymima, kad išmaniosios pakuotės padeda užkirsti kelią per maistą plintančioms ligoms ir stebėti maisto kokybę bei jo aplinką naudojant cheminius ar biojutiklius. Jie fiksuoja šimtų milijonų produktų, kuriuos kasdien į rinką tiekia ūkininkai visame pasaulyje, temperatūrą, patogenus, šviežumą ir pan. Tokios apsaugos priemonės reiškia, kad ūkininkai gali gauti greitą grąžą ir konkurencingas kainas, o klientai gauna aukštos kokybės maisto produktus.

Duomenų svarba

Duomenys yra pagrindinis dirbtinio intelekto veiksmingumo elementas. Žinant, kaip dirvožemio kokybė, temperatūra ir kritulių kiekis per daugelį metų paveikė ūkį, dirbtiniu intelektu pagrįstos priemonės iš karto suteikia galimybę kurti tikslias prognozes ir, pavyzdžiui, klimato kaitai atsparias sėklas ūkininkams.

Ataskaitoje teigiama, kad ūkininkai taip pat gali naudoti duomenis savo unikaliam identitetui kurti. Skaitmeninės viešosios infrastruktūros (DPI) gerinimas gali būti ypač svarbus kuriant agrotechnines paslaugas besiformuojančios ekonomikos šalyse. Ji leidžia suprasti, „kas aš esu“ (tapatybė), „kur aš esu“ (georeferencinė ūkio vieta) ir „ką aš auginu“ (auginami pasėliai ir dirbamas plotas). Kartu šie trys dalykai reiškia, kad ūkininkas gali save pristatyti kaip atskirą įmonę, taip kurdamas savo reputaciją, gerindamas ūkio veiklą ir didindamas pelningumą.

Duomenų, pavyzdžiui, informacijos apie oro sąlygų poveikį tam tikrose vietovėse, naudojimas klimato kaitos požiūriu pažangiam žemės ūkiui taip pat padeda ūkininkams prisitaikyti prie ilgalaikių scenarijų ir kartu paremti šiandieninius pasėlius. Panašaus lygio užtikrintumas pastebimas mažinant ūkininkų pažeidžiamumą dėl tiekimo ar kainų šuolių. Ataskaitoje nurodomi trys pagrindiniai duomenų rinkiniai, kurie gali padėti: duomenys apie pasėlių plotą, sėjos laiką ir galimą gauti derlių bei jo kiekį.

Dirbtinį intelektą įtraukiančių ūkių kūrimas

Pasak Guptos, nuo 1970-ųjų pradėjus diegti naujas technologijas padidėjo nelygybė, ypač skaitmeninė atskirtis, kai bent trečdalis pasaulio gyventojų vis dar nėra prisijungę prie interneto. Apie dirbtinį intelektą „turėtume kalbėti ne tik mes, dirbtinio intelekto verslininkai. Apie jį turėtų kalbėti visa visuomenė, net didžiosios korporacijos“, – sako Gupta.

Ataskaitoje pažymima, kad šiuo metu tik ketvirtadalis ūkininkų JAV, kuri yra viena didžiausių žemės ūkio produktų eksportuotojų pasaulyje, naudojasi prie interneto prijungtu įrenginiu, kad galėtų naudotis su ūkininkavimu susijusiais duomenimis. Be to, 30 proc. ūkininkų kaip vieną iš trijų svarbiausių priežasčių, dėl kurių jie nesinaudoja agrotechnika, nurodė neaiškią investicijų grąžą (RoI).

Tai rodo, kad reikia gerinti švietimo apie agrotechnikos vertę lygį, ypač besiformuojančios ekonomikos šalyse. 62 % Europos ūkininkų, taikančių technologijas, yra ryškus kontrastas 9 % Azijos ūkininkų, ypač kai Azijos gyventojų, tris kartus didesnis nei bet kuriame kitame pasaulio žemyne (4,7 mlrd. žmonių).

Ataskaitoje taip pat teigiama, kad diskriminacija dėl lyties yra labai didelė. Moterys sudaro 43 proc. žemės ūkio darbuotojų visame pasaulyje, tačiau jos turi mažai įtakos priimant sprendimus. Dalis problemos kyla dėl to, kad moterys turi ribotą prieigą prie išmaniųjų telefonų, nes dauguma agrotechnikos paslaugų teikiamos mobiliaisiais telefonais. Šiuo metu moterys 7 % rečiau nei vyrai turi mobilųjį telefoną, o tai reiškia, kad, lyginant su vyrais, 130 mln. mažiau moterų turi telefonus – tai yra dvigubai daugiau nei visi Jungtinės Karalystės gyventojai.

Forumo ataskaitoje pabrėžiama, kad ūkininkės moterys neturi likti „nuošalyje sektoriaus pertvarkos kelyje“. Šis raginimas veikti atitinka JT darnaus vystymosi tikslus (DVT), įskaitant lyčių lygybę visame pasaulyje iki 2030 m.

Agritech – žemės ūkio ateitis

Vienas seniausių pasaulyje ūkininkavimo būdų – žemdirbystė – patyrė daugybę pokyčių. Tačiau šiandienos skaitmeninės paradigmos pokyčiai, apimantys ūkininkų laukus ir virtuves visame pasaulyje, yra vieni didžiausių per 12,000 metų istoriją.

Kaip pažymima naujoje forumo ataskaitoje, tai neįvyks savaime: žemės ūkio suinteresuotiesiems subjektams reikia paramos, ypač stiprėjant klimato krizės padariniams. Politikai, privatusis sektorius, skaitmeniniai ekspertai, gamintojai, akademinė bendruomenė ir daugelis kitų turi suvienyti jėgas, kad agrotechnika taptų antruoju žemės ūkio pasauliu. Technologijos gali padaryti žemės ūkio veiklą saugesnę, greitesnę ir turtingesnę, o vartotojams – įskaitant 900 milijonų žmonių, kuriems nuolat trūksta maisto – suteikti patikimiau tiekiamą, pigesnį ir kokybiškesnį maistą.

Gupta pakeitė savo asmeninį pasakojimą apie apsirūpinimą maistu – nuo vaikystėje normuojamo pieno iki dirbtinio intelekto naudojimo siekiant iki 2030 m. pagerinti milijonus ūkininkų bendruomenių ir milijardus gyvenimų.

Dabar atėjo laikas žemės ūkio organizacijoms – privačioms ir viešosioms, mažoms ir didelėms – susivienyti, priimti agrotechniką ir stiprinti apsirūpinimo maistu saugumą einant panašaus užmojo keliu.

Pagal portalo weforum.org informaciją parengė Saulius Zagorskis (LŽŪKT), agroakademija.lt informacija