Вода имеет важнейшее значение для производства продовольствия, а на сельское хозяйство приходится около 70 процентов мирового потребления пресной воды. По мере того как страны увеличивают объемы производства сельскохозяйственной продукции (к 2050 году, по оценкам ФАО, нужно будет прокормить примерно 9,7 миллиарда человек), площади орошаемых земель должны будут увеличиться более чем на 50%. Однако изменение климата уже приводит к сокращению запасов воды, доступной для сельскохозяйственных культур в некоторых регионах.
Чтобы помочь фермерам справиться с этой проблемой, Международный картофельный центр (CIP) изучает пути улучшения ирригации. Недавние исследования ученых и студентов из CIP и Национального Аграрного Университета Ла-Молина в Перу подтвердили, что изображения с инфракрасных (термографических) камер могут быть использованы для обнаружения водного стресса в сельскохозяйственных культурах и тем самым использовать воду более эффективно.
Группа исследователей во главе с ученым CIP Дэвидом Рамиресом провела ряд экспериментов недалеко от города Лима (Перу), чтобы определить, как сочетание цветных и инфракрасных изображений может быть использовано для мониторинга водного стресса растений картофеля.
Исследователи фотографировали картофельное поле в течение дня и использовали разработанное CIP программное обеспечение с открытым доступом под названием Thermal Image Processor (TIPCIP), чтобы определить, когда растения стали настолько теплыми, что их необходимо было поливать. Проводя орошение только тогда, когда растения достигли этого порога, исследователи смогли значительно уменьшить количество воды, используемой для орошения.
«Цель состояла в том, чтобы определить минимальное количество воды, необходимое картофелю для получения хорошего урожая», – сказал Рамирес.
«Сочетание мониторинга и капельного орошения может позволить фермерам сократить количество воды, необходимой для выращивания картофеля, по меньшей мере на 1600 кубометров на гектар, что составляет примерно половину объема воды, используемой при традиционном поверхностном орошении», – пояснил он.
Сочетание оптимального управления водными ресурсами и внедрение засухоустойчивых сортов могло бы значительно повысить водостойкость картофеля и позволить его выращивать в регионах, где в настоящее время выращивается мало или вообще нет продовольствия, или в засушливые месяцы, когда сельскохозяйственные угодья залегают под паром.
Рамирес объяснил, что, хотя инфракрасные камеры могут быть установлены на беспилотниках для мониторинга водного стресса на крупных фермах, стоимость такого оборудования непомерно высока для мелких и средних фермеров. Таким образом, он планирует протестировать новую опцию – подключаемое устройство, которое превращает смартфон в инфракрасную камеру и стоит около 200 долларов. Ученые CIP недавно разработали новую, более удобную для пользователя версию TIPCIP для смартфонов и планируют будущую версию, которая будет предоставлять более конкретную информацию о том, когда и сколько нужно воды.
«Благодаря использованию технологии открытого доступа мы можем помочь фермерам производить продукты питания с меньшим количеством воды», – подтвердил Рамирес.
Однако, добавил он, такая технология должна дополняться более глубоким осознанием важности устойчивого управления водными ресурсами.
Это исследование было поддержано Всемирным банком через национальную инновационную аграрную программу (PNIA) и исследовательскую программу CGIAR.
