Тракторы с ультрафиолетовым светом выводят пестициды из оборота двумя ночными проходами в неделю

Американская компания TRIC Robotics вывела на калифорнийские клубничные поля автономных роботов, размером с трактор, способных за один проход обрабатывать сразу несколько строк и подвергать растения воздействию ультрафиолетового света UV-C в ночное время. Они проезжают два раза в неделю, регулируют лампы в соответствии с неровностями почвы и контролируются компанией дистанционно. За ними не остаётся обычного распылительного облака: для некоторых грибков и клещей обработка представляет собой кратковременное воздействие ультрафиолетового света.

Принцип не является полностью новым. Мы ранее рассказывали об ICARO X4 — итальянском роботе, главным образом разработанном для виноградников. TRIC Robotics выбрала клубнику, культуру деликатную и подверженную частым обработкам, и существенно расширила раму.

Двенадцать метров ламп над клубникой

Самая крупная модель называется Eden. Это платформа на трёх колёсах, шириной более 40 футов, примерно 12 метров, сконструированная по пропорциям обычных сельскохозяйственных опрыскивателей. Боковые крылья и высота ламп регулируются автоматически, чтобы поддерживать заданную дозу даже когда междурядья далеко не гладкие, как это часто бывает на реальных полях и гораздо реже в рекламных анимациях.

Робот Luna компактнее, он охватывает шесть рядов и, по словам компании, может обслуживать площадь от 50 до 100 акров, то есть примерно от 20 до 40 гектаров. Он может перевозить лампы UV-C, камеры для сбора данных о растениях или всасыватели, которые физически удаляют насекомых. Это разные инструменты: свет воздействует на некоторых патогенов и клещей, а всасыватель занимается насекомыми. В видео всё нередко попадает в уютную категорию «паразиты, уничтоженные лучами», но луч — не пылесос.

Фермеры не обязаны покупать машину. TRIC предлагает обработку как сервис, подготавливает робота на участке и управляет его ночными выездами. Компания утверждает, что цена сопоставима с программами традиционного контроля болезней и вредителей; однако она не публикует достаточно экономических данных для детального сравнения затрат, экономии и результатов отдельных сельскохозяйственных хозяйств.

Первые платформы работали на батареях. В полях часто не хватало зарядных станций, поэтому современные модели питаются дизельным генератором, установленным на борту. Свет — это будущее, генератор — не очень.

Почему роботы включают лампы в темноте

Ультрафиолетовый свет UV-C, применяемый в обработках, имеет длину волны примерно 254 нанометра и повреждает генетический материал грибков, бактерий, вирусов и некоторых членистоногих. Непрерывно направлять свет на растения в любое время было бы неэффективно и потребовало бы более высоких доз.

Различные микроорганизмы обладают механизмами, способными восстанавливать часть повреждений, причинённых ультрафиолетом, когда их повторно подвергают воздействию видимого света. Ночная обработка позволяет выдержать несколько часов темноты и препятствует этой репарации, называемой фотореактивацией. Именно поэтому применяется ночной цикл — это научная причина, более точная, чем общее представление, что патогены «слабее, когда спят».

Исследователи Agricultural Research Service Министерства сельского хозяйства США работают над этой техникой с 2011 года. Испытания на клубнике включали, помимо прочего, грибок серой плесени, мучнистую росу, несколько видов, ответственных за антракноз, и красного паутинного клеща. Ночная обработка позволила снизить необходимые дозы UV-C без выявления негативных эффектов на растения в условиях, изучавшихся в экспериментах.

Переход от лабораторных испытаний к полям дал интересные результаты, независимые от роботов TRIC. В одном исследовании, опубликованном в Plant Health Progress, оборудование UV-C, тянойнное за тракторами, испытывали ночью на участках клубники в Калифорнии и Флориде. Применение около 200 джоулей на квадратный метр позволило снизить оидиум на уровне, сопоставимом с недельными программами фунгицидов, используемых в испытаниях. Во Флориде два обработки в неделю снизили заболеваемость плодами примерно на 83% по сравнению с непроработанными участками.

Это исследование проверяло обработку UV-C с конкретными дозами, сортами и условиями окружающей среды. Оно не подтверждало коммерческие показатели роботов TRIC, но подтверждало, что лампы, размещённые над клубникой, основываются на более прочной научной базе, чем рекламный ролик с эпической музыкой.

Какие пестициды можно снизить

TRIC Robotics представляет технологию как альтернативу без химических веществ для контроля вредителей и болезней. Определение следует держать в пределах действия ламп. UV-C могут снизить или заменить некоторые применения фунгицидов и acaricids, хотя они не устраняют сорняки, болезни, не чувствительные к обработке, или всех насекомых, которые проходят через культуру.

Поэтому система предлагается в рамках интегрированной защиты вместе с другими доступными инструментами. Когда нужно всасывать насекомое — включается другой аксессуар. Когда целью является гриб, чувствительный к UV-C, включаются лампы. Робот несёт обе возможности, не притворяясь, что одна технология способна сделать всё.

Коммерческое развитие идёт параллельно с исследованиями. Национальный фонд научных исследований США (National Science Foundation) выделил TRIC Robotics 965 770 долларов через финансирование SBIR второй фазы, предназначенное именно для применения ультрафиолетового света против патогенов клубники. Проект начался в декабре 2022 года, и предполагаемое завершение агентством указано ориентировочно на конец 2028 года.