Většina světové kávy se pěstuje v tropických oblastech. Měnící se klima by však mohlo umožnit kávě růst dále na sever - například na Floridě.
Abychom pochopili, jak by to mohlo fungovat, vědci z University of Florida již pěstují kávové rostliny v UF / IFAS Plant Science Research and Education Unit, asi 30 minut jižně od hlavního kampusu UF v Gainesville.
Tento výzkum by jednoho dne mohl přinést ranní pohár radosti s původem ve slunečním stavu.
Ve spolupráci mezi UF Herbert Wertheim College of Engineering a UF / IFAS je tento projekt financován z grantu USDA National Institute of Food and Agriculture.
podnebí
"Káva je plodinou globálního zájmu, která již nyní čelí velkým výzvám v důsledku změny klimatu." V současné době svět ví velmi málo o kořenech kávovníků, jejich architektuře a jejich funkci v podmínkách změny klimatu. Kořeny jsou klíčové body v tomto procesu, “řekl Rowland.
Kořeny však není snadné studovat - a to nejen proto, že jsou v podzemí.
"Většina metod ke studiu živých kořenů nakonec zahrnuje zničení kořenů nebo pěstování rostlin ve velmi umělém laboratorním prostředí," řekl Chris Wilson, odborný asistent agroekologie v agronomickém oddělení a člen výzkumného týmu kávy. Součástí tohoto týmu je také Stefan Gerber, docent v oboru vědy o půdě a vodě.
Aby vědci pochopili, jak káva roste v terénu, používají minirhizotrony, čiré plastové tuby s malými fotoaparáty uvnitř. Zařízení jsou umístěna v podzemí vedle rostlin, aby zaznamenávala obrazy jejich kořenů.
Minirhizotrony shromažďují tolik informací, že by to trvalo velmi dlouho, než by to všechno někdo prošel, řekl Rowland.
Hyperspektrální zobrazovací systém
To je důvod, proč vědci UF / IFAS spolupracují s Alinou Zare a Sanjeevem Koppalem na College of Engineering za účelem použití technologie umělé inteligence a strojového učení ke zlepšení a urychlení tohoto procesu.
Zare vyvine přístupy umělé inteligence k automatickému zpracování a porozumění minirhizotronovým snímkům. Koppal vyvine nové hyperspektrální zobrazovací systémy založené na počítačovém vidění, které zachytí více informací o kořenech a půdě, které je obklopují, než lze získat ze současných systémů minirhizotronů.
Tento projekt je pouze jedním příkladem toho, jak vědci UF využívají umělou inteligenci k rozvoji floridského zemědělského sektoru. V rámci studie Zare uvedl, že vědci použijí superpočítač HiPerGator 3.0 k testování algoritmů, které vyvíjejí pro analýzu dat z minirhizotronů. HiPerGator 3.0 je součástí partnerství mezi Nvidia a UF za 70 milionů dolarů a povede k dalším z těchto výzkumných projektů založených na umělé inteligenci po celé univerzitě.
"Minirhizotronové datové sady jsou extrémně velké, vyžadují spoustu zpracování obrazu a jsou plné obrovské variability měření vzhledem k malým otvorům, kterých se to týká." Všechny tyto problémy lze přizpůsobit přístupům strojového učení, “řekl Rowland. "Věříme, že současné algoritmy vyvíjené naší spoluprací budou schopny automatizovat a urychlit podstatné části sběru dat z dat minirhizotronu."
Chráněno citrusy
Minirhizotrony budou sbírat data z kávovníků rostoucích na UF / IFAS Plant Science Research and Education Unit, kde vědci zasadili kávu vedle stávajících citrusových stromů.
"Káva je velmi citlivá na chlad, takže nás napadlo pokusit se ji pěstovat na jiném stromě, který by ji mohl chránit." Kromě toho má citrusový háj nainstalovány systémy ochrany proti zamrznutí, které by mohly chránit také kávu, “uvedl Rowland.
Zatímco vědci právě z praktických důvodů pěstují kávu vedle citrusů, kombinace by jednoho dne mohla být ekonomicky výhodná, uvedli.
"Když jsme o tom více přemýšleli, mohli bychom také prozkoumat kombinaci citrusů a kávy jako možný systém pěstování na Floridě - možná budoucí možnost, kterou by pěstitelé citrusů mohli zvážit." Toto je cesta pryč - musely by být vypracovány různé otázky a logistika - ale rozhodně to stojí za prozkoumání, “řekl Wilson.
Kromě zkoumání toho, jak fungují kořeny jejich kávových rostlin, jsou vědci také zvědaví, jak chutná jejich káva pěstovaná na Floridě. Plánují pražení a vaření zkušební dávky.
"Naše výzkumná skupina získala mikrošarže na přesný pražič kávy." Jsme nadšení, že můžeme vyzkoušet různé způsoby pražení na kávových zrnech, která vyrábíme, “řekl Rowland.
Pro více informací:
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu