JAKARTA - 研究表明,在农业中使用纳米技术和人工智能 (AI) 可以解决威胁全球粮食安全的挑战。
这项研究由英国伯明翰大学的研究人员进行,调查了精密农业如何让农民能够实时反应,利用技术改变作物生长。
精密耕作是指衡量和应对作物变异性的农业方法,使土地管理具有优化效率和减少浪费的目的。
在这种情况下,人工智能和纳米技术可以用来帮助植物和土壤更好地工作。
气候变化、人口增加、对生物燃料生产的土地需求竞争以及土壤质量的下降,使得人类生产粮食的挑战日益繁重。
联合国估计,到2030年,将有8.4亿人受到饥荒的影响。作为回应,研究人员制定了一个路线图,将智能农业与人工智能和机器学习相结合,可以帮助减少这个数字。
研究合著者伊苏尔特·林奇(Iseult Lynch)6月30日援引《欧洲新闻报》的话说:"要找到可持续的农业解决方案,需要我们采取大胆的新方法,整合材料科学和信息学等各个领域的知识。
"精密农业利用纳米技术和人工智能,为可持续粮食生产提供了令人兴奋的机会。我们可以将现有的植物营养和生产力周期模型与纳米信息学方法联系起来,以帮助植物和土壤更安全、可持续和负责任地表现更好,"他说。
农业技术创新的主要动力是当前需要,即在减少可供农业使用的土地面积的同时,养活越来越多的全球人口,同时保护土壤健康和保护环境质量。
水在当今的农业挑战中也发挥着关键作用。在使数百万人面临严重饥饿风险之后,COVID-19大流行为重新思考粮食和营养背后的整个系统创造了非常重要的一年。
然而,研究人员正在偏离轨道,无法实现联合国可持续发展目标6所阐出的到2030年确保人人有水和卫生的目标,许多水源变得不可靠、污染更严重或两者兼有。
农业集约化导致全球氮使用效率极差。这指的是在实际被植物吸收的农业过程中使用了多少氮。
效率低下对环境质量构成严重威胁,因为大量的养分被水和空气所消耗,使地球变暖,全球近11%的温室气体排放来自农业。
由于土壤施肥过多而排放的二氮氧化物"笑气"特别令人关注,因为土壤施肥过多,在导致全球变暖方面比二氧化碳强300倍。空气中70%的一氧化氮排放是由农业部门排放的。
纳米肥料具有瞄准植物肥力、提高氮使用效率和减少一氧化氮排放的潜力,这有助于支持英国《气候变化法案》2050年目标的温室气体净零排放。
研究人员发现,纳米技术可以主要通过四种方式改善农业:提高生产水平和产量:改善土壤健康和作物抗性;提高化肥等资源效率,减少污染:并开发智能传感器工厂,可以提醒农民注意环境压力。
"将人工智能和纳米技术融入精密农业,将对研究用于肥料和农药输送的纳米材料的设计参数,以确保对土壤健康的影响最小,从而有助于确保安全和可持续的农业发挥重要作用,"另一位研究员张鹏总结道
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