تحقیقات نشان داده است که استفاده از فناوری نانو و هوش مصنوعی در کشاورزی می تواند یک راه حل عملی برای چالش های تهدید کننده امنیت غذایی جهانی ارائه دهد.

در جدید ترین مقاله محققان دانشگاه بیرمنگام ، بررسی می کنند که چگونه “کشاورزی دقیق” به کشاورزان اجازه می دهد تا در زمان واقعی به تغییرات رشد محصولات با استفاده از فناوری پاسخ دهند.

“کشاورزی دقیق” به روش های کشاورزی اشاره دارد که تنوع در محصولات را اندازه گیری می کند و به آنها پاسخ می دهد ، امکان مدیریت زمین با هدف بهینه سازی کارایی و کاهش ضایعات را فراهم می کند.در این حالت می توان از هوش مصنوعی و فناوری نانو برای کمک به عملکرد بهتر محصولات و خاک استفاده کرد.

تغییرات آب و هوایی ، افزایش جمعیت ، تقاضای رقابتی در زمین برای تولید سوخت های زیستی و کاهش کیفیت خاک ، همگی تغذیه شهروندان جهانی را دشوارتر کرده است.

چالش هایی برای امنیت غذایی جهانی

سازمان ملل تخمین می زند که 840 میلیون نفر تا سال 2030 تحت تاثیر گرسنگی قرار بگیرند. در پاسخ ، محققان نقشه راهی را برای تلفیق کشاورزی هوشمند با هوش مصنوعی و یادگیری ماشین تهیه کرده اند که می تواند به کاهش این تعداد کمک کند.

تقریباً نه درصد از جمعیت کره زمین در حال حاضر گرسنه هستند.

ایزولت لینچ ، یکی از نویسندگان این مقاله ، می گوید: “یافتن راه حل های پایدار کشاورزی برای این مشکل ما را ملزم می کند که روش های جدید جسورانه ای را در پیش بگیریم و دانش را از زمینه های مختلف مانند علم مواد و انفورماتیک ادغام کنیم.”

او ادامه می دهد: “کشاورزی دقیق ، با استفاده از فناوری نانو و هوش مصنوعی ، فرصت های مهیجی را برای تولید پایدار مواد غذایی فراهم می کند.

ما می توانیم مدل های موجود برای چرخه مواد مغذی و بهره وری محصولات را با رویکردهای نانو انفورماتیک پیوند دهیم تا به محصولات و خاک کمک کنیم تا عملکرد بهتری داشته باشند.عملکردی ایمن ، پایدار و با مسئولیت پذیری بیشتر. 

انگیزه اصلی نوآوری در فناوری کشاورزی ، نیاز فعلی به منظور تامین غذای جمعیت در حال افزایش جهان با کاهش سطح زمین در دسترس برای استفاده از کشاورزی ، ضمن حفظ سلامت خاک و محافظت از کیفیت محیط است.

در حال حاضر آب نیز نقشی اساسی در چالش های کشاورزی دارد.با گسترش میلیونها نفر در معرض خطر گرسنگی حاد ، بیماری همه گیر COVID-19 زمینه را برای بازنگری کل سیستم در غذا و تغذیه فراهم کرده است.با این وجود ما در دستیابی به هدف تأمین آب و بهداشت برای همه طبق برنامه سازمان بهداشت جهانی تا سال 2030 هستیم ، همانطور که در هدف ششم توسعه پایدار سازمان ملل آمده است ،بسیاری از منابع آب دنیا نیاز به اصلاح اساسی دارند.

عدم کارایی و انتشار نیتروژن در بخش کشاورزی

تشدید کشاورزی منجر به افزایش سطح جهانی نیتروژن در سطح جهانی شده است.این مقدار نیتروژن مورد استفاده در فرآیند کشاورزی در واقع توسط گیاه جذب می شود.عدم کارایی تهدیدی جدی برای کیفیت محیط زیست است زیرا مقادیر زیادی مواد مغذی آب و هوا از بین می رود و باعث گرم شدن کره زمین می شود. تقریباً 11 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای جهانی از کشاورزی تولید می شود.

انتشار اکسید نیتروژن “گاز خنده” در نتیجه لقاح بیش از حد زمین است. این گاز 300 برابر بیشتر از دی اکسید کربن در ایجاد گرم شدن کره زمین موثر است.و این یک نگرانی مهم است.

70 درصد از انتشار اکسید نیتروژن به هوا توسط بخش کشاورزی منتشر می شود.کودهای نانو پتانسیل برای هدف قرار دادن باروری محصول ، افزایش کارایی استفاده از نیتروژن و کاهش انتشار اکسید نیتروژن را فراهم می کند ، که می تواند به حمایت از کاهش گازهای گلخانه ای در جهان کمک کند.

محققان دریافتند که فناوری نانو می تواند کشاورزی را از چهار طریق اصلی تقویت کند:بهبود نرخ تولید و عملکرد محصول. تقویت سلامت خاک و انعطاف پذیری گیاهان؛

پنگ ژانگ ، پژوهشگر و عضو سازمان بهداشت جهانی ، نتیجه گیری می کند: “ادغام هوش مصنوعی و فناوری نانو در کشاورزی نقش حیاتی در تولید کود هایی سالم تر و استفاده مناسب و دقیق از سموم و کمک به تضمین کشاورزی ایمن و پایدار خواهد داشت.”