Pestycydy szkodzą glebie i środowisku, a ich pozostałości w żywności mają negatywny wpływ na nasze zdrowie. Od kilku lat przybywa jednak innowacyjnych rozwiązań, które mogą zmniejszyć ich wykorzystanie w ochronie upraw.
Od 1990 r. zużycie pestycydów na świecie wzrosło o ok. 100 proc. Obecnie na pola „wylewa się” ok. 4 milionów ton środków ochrony roślin (ŚOR). Nie wszystkim zależy na zmianie tego stanu rzeczy. Chemia rolnicza to ogromny biznes. W 2022 r. wartość globalnego rynku pestycydów szacowana była na ponad 45 miliardów dolarów rocznie, w 2032 r. ma przekroczyć 92 miliardy USD przy 7,5 proc. rocznego wzrostu (CAGR).
Najwięcej substancji szkodnikobójczych zużywają Chiny, Stany Zjednoczone oraz Brazylia i Argentyna, czyli kraje (dwa ostatnie), które będą dostarczać coraz więcej żywności na europejskie rynki za sprawą umowy Unii Europejskiej z Mercosur.
Co ciekawe, ze wzrostowego trendu wyłamuje się właśnie Europa. Od 1990 r. zużycie pestycydów na Starym Kontynencie spadło o 5 proc. Wolimy je eksportować. Francja i Niemcy łącznie sprzedają za granicę więcej środków ochrony roślin niż USA, głównie do Azji i Ameryki Łacińskiej. Troska o własne zdrowie i ekosystem realizowana jest więc cudzym kosztem. Od lat wiadomo, że nadużywanie środków ochrony roślin wyjaławia gleby i zmniejsza bioróżnorodności. Przyczynia się też do rozwoju chorób przewlekłych, a często szkodzi całkiem doraźnie. Zatrucia pestycydami każdego roku doświadcza prawie 400 milionów osób na świecie (44 proc. ogółu rolników), a 11 tys. umiera z tego powodu.
To ciemna strona pestycydów. Bezkrytyczne potępianie ich byłoby jednak nieporozumieniem. Bez środków ochrony roślin efektywna produkcja żywności byłaby praktycznie niemożliwa, a jej ceny poszybowałyby w kosmos jeszcze bardziej niż w ostatnich latach. Mimo to pestycydy stanowią problem – nie tylko ekologiczny i zdrowotny, ale również agrarny.
Gleby są coraz uboższe w pierwiastki odżywcze, co ogranicza wzrost upraw. Dlatego na gwałt potrzebujemy mniej szkodliwych alternatyw. Pierwsze z nich zaczynają pojawiać się na horyzoncie.
Sztuczna inteligencja zamiast herbicydów
Wśród pestycydów najczęściej stosowanym typem preparatów są herbicydy, czyli preparaty chwastobójcze. Odpowiadają one za połowę światowego zużycia środków ochrony roślin.
Następne w kolejności są fungicydy (środki grzybobójcze) i bakteriocydy oraz insektycydy. Pozostałe preparaty (różne rodzaje zoocydów i wirocydy) są właściwie pomijalne w tej układance.
Taka struktura zużycia ŚOR jest o tyle korzystna, że najpowszechniej stosowana kategoria preparatów jest właściwie najłatwiejsza do zastąpienia. Za pomocą środków niechemicznych o wiele łatwiej jest walczyć z chwastami niż z mikroorganizmami czy owadami. Z pomocą przychodzą tu wysokie technologie. W ostatnich latach na rynku pojawiło się kilka projektów umożliwiających ochronę upraw za pomocą zaawansowanych metod wolnych od związków z agrochemią.
Laserem w chwasty
Do najbardziej spektakularnych należy LaserWeed. To autonomiczny system stworzony przez Carbon Robotics, amerykański agritech, który do walki z chwastami zaprzągł sztuczną inteligencję i laser.
Robot identyfikuje szkodniki dzięki technologii rozpoznawania obrazu wykorzystującej algorytmy uczenia głębokiego (deep learning) i eliminuje je za pomocą lasera – a więc bez użycia chemikaliów. Dzięki kamerom o wysokiej rozdzielczości i zaawansowanemu oprogramowaniu LaserWeeder jest w stanie odróżnić rośliny inwazyjne od uprawowych i pozbyć się tych pierwszych bez szkody dla upraw.
Maszyna, która wyposażona jest w 30 laserów o mocy 150 W, cechuje się „submilimetrową precyzją”. W efekcie wynalazek Carbon Robotics eliminuje potrzebę stosowania herbicydów i zabiegów mechanicznych, co pozwala na zachowanie struktury gleby i ochronę bioróżnorodności.
Ważne są też korzyści biznesowe. Sprzęt wyróżnia się wyższą wydajnością niż tradycyjne rozwiązania. Maszyna nie tylko nie wymaga obsługi człowieka, ale również jest w stanie pracować w nocy i w niesprzyjających warunkach pogodowych.
Dzięki wysokiej dokładności robot potrafi usuwać chwasty na wczesnym etapie wzrostu – zanim zaczną one konkurować z uprawami o składniki odżywcze i wodę, ograniczając ich wzrost. System cały czas ewoluuje. Niedawno firma zaprezentowała nowy model swojego wynalazku, LaserWeeder G2, który działa dwa razy szybciej niż sprzęt poprzedniej generacji i pozwala zredukować koszty odchwaszczania o 80 proc. Nowy robot jest też mniejszy, lżejszy (o 25 proc. od pierwotnego rozwiązania) i łatwiejszy do zastosowania w gospodarstwach o mniejszej powierzchni.
Elektryczna ochrona upraw
LaserWeeder to nie jedyny agritech, który postawił sobie za cel likwidacje chwastów bez użycia chemii. Innym tego typu startupem jest RootWave. Stworzony przez Brytyjczyków system niszczy systemy korzeniowe inwazyjnych roślin za pomocą impulsów elektrycznych.
Jak ujmuje to firma, RootWave „gotuje chwasty od korzeni po szczyt”. Podobnie jak LaserWeeder, rozwiązanie jest autonomiczne, cechuje się wysoką precyzją, atakuje wyłącznie chwasty i nie wyrządza szkody roślinom uprawowym ani nie narusza struktury gleby. W odróżnieniu od amerykańskiego systemu RootWave powoduje obumarcie rośliny przez uszkodzenie systemu korzennego, z kolei LaserWeeder niszczy cały chwast przez jego podgrzanie.
Mechaniczne plewienie z użyciem AI
Inne podejście prezentuje system stworzony przez FarmWise. Amerykański agritech również tworzy autonomiczne systemy dla rolnictwa z wykorzystaniem analizy obrazu i sztucznej inteligencji, ale w odróżnieniu od CarbonRobotics i RootWave stosuje rozwiązania mechaniczne.
Pielnik zaprojektowany przez FarmWise umożliwia precyzyjne usuwanie chwastów z pól metodą najbardziej zbliżoną do „tradycyjnej”, czyli ręcznej. Firma założona w 2016 r. przez Sebastiena Boyera, absolwenta École Polytechnique i Massachusetts Institute of Technology, zdobyła już kilka branżowych nagród za innowacyjność i wkład w rozwój rolnictwa zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju.
Agritechów tworzących alternatywy dla chemicznych metod ochrony roślin jest więcej. Niestety nie wszystkie są w stanie utrzymać się na rynku. W zeszłym roku upadłość ogłosił brytyjski startup Small Robot Co, któremu zabrakło środków na dalszy rozwój projektu.
Jednak rozwój technologii daje nadzieję, że w dziedzinie ochrony upraw metody niechemiczne będą stopniowo wypierać rozwiązania oparte na stosowaniu szkodliwych herbicydów.
- Czytaj także: Rakotwórcze pianki z grilla. Polscy naukowcy alarmują
–
Zdjęcie tytułowe: youtube/Carbon Robotics
