Умные фермы будущего: Повышение экологичности биоэнергетических культур

Новый комплекс проектов ученых из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) и Объединенного института биоэнергетики (JBEI), финансируемых Министерством энергетики США (DOE), направлен на повышение устойчивости и прибыльности сельского хозяйства. Исследователи используют искусственный интеллект, сенсоры и экологическую биологию для количественной оценки и снижения углеродоемкости выращивания культур, включая сырье для биотоплива (кукуруза, соя, сорго), и одновременного повышения урожайности.

Проекты, часть программы SMARTFARM Управления перспективных исследовательских проектов в области энергетики (ARPA-E) Министерства энергетики США, стремятся сделать цепочку поставок биотоплива углеродно-негативной. Это означает секвестрацию большего объема углерода, чем выделяется, что усилит преимущества биотоплива для экономики и окружающей среды. Повышение продуктивности также должно снизить затраты и увеличить доход фермеров.

В первом проекте консорциум под руководством Blake Simmons (Berkeley Lab) и компании Arva Intelligence оснастит пять коммерческих ферм в Калифорнии и Арканзасе современными сенсорами для мониторинга расхода удобрений, воды, энергии и урожайности. Башни мониторинга сети AmeriFlux будут измерять выбросы CO₂, N₂O и CH₄ с субсекундным разрешением. Ученые рассматривают анаэробное сбраживание остатков урожая в биогаз как перспективный путь для фермеров, позволяющий производить пищу, топливо и волокно с одного поля, максимизируя эффективность использования углерода. Анализ данных позволит построить математические модели и усовершенствовать алгоритмы точного земледелия для достижения углеродной нейтральности ферм.