Väčšina svetovej kávy sa pestuje v tropických oblastiach. Meniaca sa klíma by však mohla umožniť rast kávy ďalej na sever – napríklad na Floride.
Aby sme pochopili, ako by to mohlo fungovať, vedci z Floridskej univerzity už pestujú kávovníky na oddelení výskumu a vzdelávania rastlín UF/IFAS, asi 30 minút južne od hlavného kampusu UF v Gainesville.
Tento výskum by jedného dňa mohol priniesť rannú šálku radosti s pôvodom v Slnečnom štáte.
Tento projekt v spolupráci medzi UF Herbert Wertheim College of Engineering a UF/IFAS je financovaný z grantu USDA National Institute of Food and Agriculture.
Podnebie
„Káva je plodinou celosvetového záujmu, ktorá už teraz čelí veľkým výzvam v dôsledku klimatických zmien. V súčasnosti svet vie veľmi málo o koreňoch kávovníka, ich architektúre a ich funkcii v podmienkach klimatických zmien. Korene sú kľúčovými bodmi v tomto procese,“ povedal Rowland.
Korene však nie je ľahké študovať - a to nielen preto, že sú pod zemou.
„Väčšina metód na štúdium živých koreňov v konečnom dôsledku zahŕňa zničenie koreňov alebo pestovanie rastlín vo veľmi umelom laboratórnom prostredí,“ povedal Chris Wilson, odborný asistent agroekológie na oddelení agronómie a člen výskumného tímu kávy. Súčasťou tohto tímu je aj docent Stefan Gerber z katedry vedy o pôde a vode.
Aby vedci pochopili, ako káva rastie na poli, používajú minirhizotróny, priehľadné plastové rúrky s malými kamerami vo vnútri. Zariadenia sú umiestnené pod zemou vedľa rastlín na zaznamenávanie obrázkov ich koreňov.
Minirhizotróny zhromažďujú toľko informácií, že by trvalo veľmi dlho, kým by ich niekto preosial, povedal Rowland.
Hyperspektrálny zobrazovací systém
To je dôvod, prečo vedci z UF/IFAS spolupracujú s Alinou Zare a Sanjeevom Koppalom na College of Engineering na aplikovaní technológie umelej inteligencie a strojového učenia na zlepšenie a zrýchlenie tohto procesu.
Zare vyvinie prístupy umelej inteligencie na automatické spracovanie a pochopenie snímok minirhizotronu. Koppal vyvinie nové hyperspektrálne zobrazovacie systémy založené na počítačovom videní, aby zachytili viac informácií o koreňoch a pôde, ktorá ich obklopuje, ako je možné získať zo súčasných minirhizotronových systémov.
Tento projekt je len jedným z príkladov toho, ako výskumníci UF využívajú umelú inteligenciu na pokrok v poľnohospodárskom sektore na Floride. V rámci štúdie Zare povedal, že výskumníci použijú superpočítač HiPerGator 3.0 na testovanie algoritmov, ktoré vyvíjajú na analýzu údajov z minirhizotrónov. HiPerGator 3.0 je súčasťou partnerstva Nvidia a UF v hodnote 70 miliónov dolárov a povedie k ďalším výskumným projektom založeným na AI na celej univerzite.
"Dátové súbory minirhizotronu sú extrémne veľké, vyžadujú veľa spracovania obrazu a sú plné obrovskej variability meraní vzhľadom na malé otvory. Všetky tieto problémy sú prístupné prístupom strojového učenia,“ povedal Rowland. "Veríme, že súčasné algoritmy vyvíjané našou spoluprácou budú schopné automatizovať a urýchliť podstatnú časť zberu údajov z minirhizotronových údajov."
Chránené citrusmi
Minirhizotrons bude zbierať údaje z kávových rastlín rastúcich na oddelení pre výskum a vzdelávanie rastlín UF/IFAS, kde výskumníci zasadili kávu popri existujúcich citrusových stromoch.
„Káva je veľmi citlivá na chlad, preto sme mysleli na to, že ju vyskúšame pestovať s iným stromom, ktorý by ju mohol chrániť. Okrem toho má citrusový háj nainštalovaný systém ochrany pred mrazom, ktorý by mohol chrániť aj kávu,“ povedal Rowland.
Zatiaľ čo vedci práve teraz pestujú kávu spolu s citrusmi z praktických dôvodov, kombinácia by jedného dňa mohla byť ekonomicky výhodná, povedali.
„Keď sme o tom viac premýšľali, mohli by sme tiež preskúmať kombináciu citrusov a kávy ako možný systém pestovania na Floride – možno budúcu možnosť, ktorú by pestovatelia citrusov mohli zvážiť. Toto je cesta mimo – museli by sa vyriešiť rôzne otázky a logistika – ale rozhodne stojí za preskúmanie,“ povedal Wilson.
Okrem skúmania toho, ako fungujú korene ich kávových rastlín, sú vedci zvedaví aj na to, ako chutí ich káva z Floridy. Plánujú praženie a varenie skúšobnej várky.
„Naša výskumná skupina získala presnú pražiareň kávy na mikrodávky. Sme nadšení, že môžeme vyskúšať rôzne metódy praženia na kávových zrnách, ktoré vyrábame,“ povedal Rowland.
Pre viac informácií:
UF/IFAS
www.ifas.ufl.edu