Вредители и болезни уничтожают от 20 до 40% урожая сельскохозяйственных культур во всем мире. Фермеры в развивающихся странах часто не уверены, что именно вредит на их полях. Снижение урожайности и потеря дохода часто способствуют голоду.
Помощь мелким фермерам в обнаружении и борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур может повысить урожаи и доходы, но, учитывая разнообразие и интенсивность угроз вредителей и болезней, это серьезная задача.
Чтобы помочь преодолеть эту проблему, ученые используют цифровые технологии, недавно в диагностическое приложение PlantVillage Nuru добавили болезни картофеля и батата.
Nuru (что означает “свет” на суахили) — это бесплатное приложение для смартфонов, которое обеспечивает диагностику болезней растений или вредителей в реальном времени в полевых условиях, даже в районах за пределами мобильных сетей. Оно было разработано учеными Университета штата Пенсильвания и нескольких центров CGIAR и является частью PlantVillage – платформы поддержки фермеров, которая сочетает в себе искусственный интеллект и спутниковые технологии.
Nuru было запущено в Африке в 2018 году с возможностью диагностики двух заболеваний маниоки (CMD и CBSD). Впоследствии оно было расширено в сотрудничестве с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО).
Ученые из Международного картофельного центра (CIP) и штата Пенсильвания сотрудничали в разработке искусственного интеллекта (ИИ) для Нуру для диагностики вирусных инфекций батата и фитофтороза картофеля. Диагностика вирусов батата была добавлена в версию приложения, доступную в Google Play, с марта 2022 года, тогда как диагностика фитофтороза была добавлена в конце 2021 года.
Картофель и батат становятся все более важными продовольственными культурами в странах Африки, где они выращиваются мелкими фермерами, которые обычно страдают от потери урожая из-за болезней.
“Предоставляя фермерам доступ к быстрой диагностике наиболее серьезных заболеваний, поражающих некоторые из наиболее важных сельскохозяйственных культур Африки, эта инновация способствует продовольственной безопасности и обеспечению средств к существованию”, — говорит Ян Крейзе, руководитель отдела растениеводства и системных наук CIP.
Около 30 типов вирусов могут поражать растения батата. Они распространяются белокрылками, тлей и с посадочным материалом. Фитофтороз, быстро распространяющаяся болезнь, переносимая ветром, может уничтожить 60% урожая картофеля или более за несколько дождливых недель, если его не лечить.
Инструменты для повышения урожайности
ИИ, который обеспечивает диагностические возможности Nuru, был разработан с помощью десятков тысяч фотографий больных и здоровых растений и улучшен путем повторных полевых оценок.
У батата вирусные инфекции часто протекают бессимптомно, а заметные симптомы отличаются от одного сорта к другому. Чтобы позволить Нуру диагностировать вирусные инфекции у растений с небольшим количеством симптомов или без них, исследователи использовали диагностические тесты для выявления бессимптомных инфицированных растений в надежде научить ИИ Нуру обнаруживать симптомы, которые даже эксперты могут не заметить.
Когда Nuru диагностирует заболевание, он подключает фермеров к информации и руководству по борьбе с ним на веб-сайте PlantVillage.
Поскольку смартфоны все еще относительно редки в сельских районах, лидеру каждой группы фермеров из 20-100 человек предоставляется возможность использовать приложение. В 2021 году CIP распространил 240 смартфонов среди производителей семян и руководителей фермерских групп в Кении и Танзании.
“Nuru очень помог фермерам”, — говорит Крейзер. “Они узнают больше о фитофторозе, как его предотвратить и как бороться с болезнью, и они улучшают производство картофеля”.
