По прогнозам ООН, население мира к 2050 году возрастет до 10 млрд человек. Чтобы их прокормить, необходимо, чтобы выросло производство еды на 70%, что довольно сложно, поскольку площадь плодородных земель не увеличивается. Поэтому фермеры увеличивают урожай с помощью «химии», из-за чего сельхозпродукция часто содержит антибиотики, гормоны, пестициды, фунгициды, гербициды и много других вредных химических веществ. Украинские ученые уверены, что повышать плодородие можно без вреда окружающей среде и здоровью людей. Свои решения они предложили на очередной встрече Tech Today Hub.
Президент NDI Foundation Ольга Крупская во вступительном слове рассказала, что Tech Today Hub – это платформа для объединения бизнеса с наукой. Она работает уже два года, и ее за это время посетили более 1500 представителей бизнеса. Также на платформе состоялся конкурс научных статей Tech Today Awards, на который прислали около 50 публикаций. В этом году Tech Today Hub планирует также запустить ряд стратегических проектов, которые будут способствовать развитию технологической экономики в Украине.
Нынешняя встреча Tech Today Hub была уже второй на тему инновационных технологий в агропромышленном комплексе (АПК). Предыдущая прошла в апреле прошлого года, и на ней также представляли проекты для увеличения эффективности сельского хозяйства.
Телеком – это помощь для АПК
Директор по маркетингу бизнес-рынка Vodafone Украина Елена Иконникова рассказала, как аграрии становятся более эффективными с помощью современных технологий. Одним из ключевых элементов являются телеком-решения, которые позволяют экономить время и повышают скорость реагирования на различные события.
Иконникова привела в своей презентации несколько примеров, главным элементом которых является решение так называемого интернета вещей. Это небольшие датчики, которые можно установить почти в любом месте и которые работают полностью автономно. Собранные данные эти сенсоры пересылают по сотовой сети на центральный сервер. Так аграрии могут видеть, где в их хозяйстве проблема, что надо сделать, чтобы ее преодолеть, и тому подобное.
Экспресс-диагностика растений
Старший научный сотрудник Института кибернетики НАН Украины Игорь Галелюха представил систему «Флоратест» для почти мгновенного определения состояния растения. Для пользователя она выглядит как гаджет, который по размеру чуть больше обычного зеркального фотоаппарата.
Основой системы «Флоратест» является эффект флуоресценции хлорофилла. Хлорофилл – это вещество, которое делает растения зелеными. Если его осветить определенным образом, он начинает светиться в ответ. Когда растение находится в стрессе, например, недостаточно полито, у него передозировка тяжелыми металлами, удобрениями и прочее, хлорофилл изменяет свое свечение. «Флоратест» улавливает это и показывает изменения.
Вся эта сложная механика скрыта от пользователя. Фермеру нужно только преподнести этот девайс к растению, и за 10 секунд он будет знать, что растение находится в стрессе.
Беспроводные сети для мониторинга растений
Гаджет «Флоратест» хорошо подходит, если нужно следить за состоянием нескольких растений. А что делать, если нужно знать состояние целого поля растений во много гектаров? Галелюха с коллегами использовали тот же принцип, на котором работает «Флоратест», и изготовили миниатюрные беспроводные датчики. Их можно прикрепить к растениям и дистанционно получать от них информацию. Дальность работы подобного сенсора – до 400 метров, а если угодья очень большие, тогда информацию может собирать от датчиков специализированный дрон. Он пролетает над полями, считывает информацию, а потом выгружает ее на ПК фермера.
Бактерии украинского производства для пользы растений
Без микроорганизмов жизнь на нашей планете была бы невозможной. Они живут всюду: в человеческом теле, например, ученые насчитали несколько миллиардов бактерий. А в одном грамме почвы живет 1000000000 микроорганизмов, которые относятся к 4000 видов. Среди них есть полезные, повышающие плодородие, а есть те, что подавляют. Количество последних для более высокой урожайности стоит уменьшать.
Иван Курдиш из Института микробиологии и вирусологии им. Заболотного рассказал о препарате «Азогран», который поможет аграриям снизить количество вредных микроорганизмов в почве и получать больший урожай. Продукт создан на основе двух бактерий – Azotobacter vinilandi и Bacillus subtilis. Первая способна накапливать азот, который является одним из важнейших элементов для растений. Вторая генерирует много веществ, включая аминокислоты, полисахариды и даже антибиотики.
«Азогран» уже доказал свою эффективность. Он улучшает урожайность в среднем на 18-37%. Например, если добавить его в почву, тогда розы лучше растут на 26-47%, ячмень – на 16-18%, озимая пшеница дает на 20% больше урожая, помидоры – на 37%.
Микроэлементы на нанотехнологиях
Растениям для хорошего роста необходимо получать кроме привычных удобрений другие минералы – всего около 20 микроэлементов. Но украинские аграрии используют препараты, подкармливают посевы только 7 микроэлементами.
Олег Стасик из Института физиологии растений и генетики НАН Украины представил препараты, которые обеспечат растения 21 микроэлементом. Они изготавливаются в хелатованной форме, то есть микроэлементы соединены с органическими молекулами. Так растения могут их лучше усвоить и дать на 5-15% больше урожая.
Получить такие препараты привычными химическими методами сложно. При этом во время изготовления используются синтетические кислоты, из-за чего конечный продукт получается токсичным для растений. Устранить эти недостатки наши ученые смогли с помощью нанотехнологий. Они перевели микроэлементы в наноформу, в которой те активнее сочетаются с органическими кислотами. Последние производят и сами растения, поэтому являются безопасными.
Вирусы, которые сохранят свежесть продуктов
Кроме урожайности у фермеров есть другая проблема – как надолго сохранить свежесть овощей и фруктов. Одной из причин, почему они теряют свой внешний вид и качество, являются бактерии. Алла Харина из Университета им. Шевченко предлагает бороться с этими бактериями биотехнологией на основе бактериофагов.
Это вирусы, которые уничтожают определенный штамм бактерий. При этом, в отличие от химических веществ, они не действуют на другие виды бактерий. Бактериофаги работают настолько избирательно, что подобные препараты нужно изготавливать буквально на месте. Если украинский фермер купит такой препарат иностранного производства, он просто зря потратит деньги. Ведь в его растениях живут штаммы бактерий, на которые иностранные бактериофаги не тренированы.
