Лазерные прополочные машины — новое слово в сельском хозяйстве. Некоторые фермеры уже используют их для борьбы с сорняками.
Как работают лазерные прополочные машины
Лазерные прополочные машины — это большие машины, которые проезжают по рядам посевов и делают снимки. Программа с глубоким обучением анализирует изображения, чтобы отличить сорняки от культурных растений. Затем лазеры уничтожают сорняки. Программа также позволяет фермерам определять приоритеты в борьбе с определёнными видами сорняков, например, с небольшими растениями, которые находятся близко к культуре и которые трудно увидеть и уничтожить вручную.
Результаты исследования
Машины в основном использовались на Западном побережье, но теперь новое исследование проверило, насколько эффективно они могут работать на Восточном побережье, где почва, культуры, количество осадков и сорняки могут отличаться.
Исследование показало, что лазеры работают так же эффективно, как и обычные гербициды, на опытных участках с восточно-прибрежным горохом, свёклой и шпинатом.
«Мы хотели узнать, будут ли лазерные прополочные машины так же эффективны, как и традиционные методы, здесь, на Восточном побережье, и оказалось, что да», — сказала Линн Сосноски, доцент кафедры интегративных наук о растениях, секции садоводства в Cornell AgriTech в Колледже сельского хозяйства и наук о жизни.
Исследование
В исследовании учёные провели три эксперимента в Нью-Джерси и Нью-Йорке на посевах гороха, шпината и свёклы с четырьмя вариантами лечения:
* контроль, где сорнякам позволяли расти свободно;
* применение обычных гербицидов;
* использование только лазерных прополочных машин;
* сочетание лазеров и гербицидов.
Участки отслеживали на предмет появления всходов, роста и развития культур, появления сорняков, покрытия и плотности сорняков, а также общей биомассы сорняков.
Результаты показали, что лазерная прополка была так же эффективна, как и три обычных гербицида (S-metolachlor, bentazon и phenmedipham), или даже лучше в борьбе с однолетними сорняками. Лазеры хорошо справлялись с такими сорняками, как марь белая и амброзия, но были менее эффективны в борьбе со шпинатом и однолетними травами.
Это связано с тем, что лазеры нацелены на точку роста растения, называемую меристемой, а у некоторых сорняков меристемы скрыты; например, у трав точки роста находятся под землёй. Прополочные машины лучше работали против мелких видов, для уничтожения которых требуется меньше энергии.
По сравнению с контрольными вариантами, где сорнякам позволяли расти свободно, лазерная прополка снизила процент площади участка, покрытой сорняками, до 45%, а плотность сорняков — до 66%, что привело к снижению биомассы сорняков на 97% к концу сезона.
Лазерные прополочные машины предложили и другие преимущества. Гербициды, оценённые в исследовании, задерживали появление всходов и/или тормозили рост культур, но с лазерами торможение роста составляло менее 1%, а биомасса культур увеличивалась до 30%, когда лазерная прополка заменяла использование гербицидов.
Следующие шаги
Следующие шаги будут включать оптимизацию лазерной прополки в различных условиях и видах сорняков, а также оценку коммерческих установок с улучшенными лазерами и более высокой скоростью обработки.