Suurin osa maailman kahvista tuotetaan trooppisilla alueilla. Muuttuva ilmasto voi kuitenkin sallia kahvin kasvavan kauemmas pohjoiseen - esimerkiksi Floridassa.
Ymmärtääkseen, miten se voi toimia, Floridan yliopiston tutkijat kasvattavat jo kahvilaitoksia UF / IFAS-kasvien tiede- ja koulutusyksikössä, noin 30 minuuttia etelään Uainin pääkampuksesta Gainesvillessä.
Tämä tutkimus voisi jonain päivänä tuottaa aamukupin iloa, joka on peräisin Sunshine-osavaltiosta.
UF Herbert Wertheimin teknillisen korkeakoulun ja UF / IFAS: n yhteistyö, tämä projekti rahoitetaan USDA: n kansallisen elintarvike- ja maatalousinstituutin avustuksella.
Ilmasto
”Kahvi on maailmanlaajuisesti kiinnostava sato, joka on jo edessään suurten haasteiden edessä ilmastonmuutoksen takia. Tällä hetkellä maailma tietää hyvin vähän kahvikasvien juurista, niiden rakenteista ja toiminnasta ilmastonmuutosolosuhteissa. Juuret ovat tämän prosessin avainkohtia ”, Rowland sanoi.
Juuria ei kuitenkaan ole helppo tutkia - eikä vain siksi, että ne ovat maan alla.
"Useimmissa menetelmissä elävien juurien tutkimiseen liittyy viime kädessä juurien tuhoaminen tai kasvien kasvattaminen hyvin keinotekoisessa laboratorioympäristössä", sanoi Chris Wilson, agronomian osaston agroekologian apulaisprofessori ja kahvitutkimusryhmän jäsen. Stefan Gerber, maaperän ja vesitieteen osaston apulaisprofessori, on myös osa tätä ryhmää.
Ymmärtääkseen, kuinka kahvi kasvaa kentällä, tutkijat käyttävät minirhizotroneja, kirkkaita muoviputkia, joiden sisällä on pieniä kameroita. Laitteet sijoitetaan maan alle kasvien viereen niiden juurien kuvien tallentamiseksi.
Minirhizotronit keräävät niin paljon tietoa, että kestää kauan, ennen kuin joku seuloo kaiken läpi, Rowland sanoi.
Hyperspektrikuvantamisjärjestelmä
Siksi UF / IFAS-tutkijat tekevät yhteistyötä Alina Zaren ja Sanjeev Koppalin kanssa teknillisessä korkeakoulussa soveltamaan tekoälyä ja koneoppimistekniikkaa prosessin parantamiseksi ja nopeuttamiseksi.
Zare kehittää tekoälyn lähestymistapoja käsittelemään ja ymmärtämään minirizotronikuvat automaattisesti. Koppal kehittää uusia tietokonenäön perustuvia hyperspektrikuvantamisjärjestelmiä, jotta saadaan enemmän tietoa juurista ja niitä ympäröivästä maaperästä kuin mitä nykyisistä minirhizotronijärjestelmistä saadaan.
Tämä projekti on vain yksi esimerkki siitä, kuinka UF: n tutkijat käyttävät tekoälyä Floridan maataloussektorin edistämiseksi. Osana tutkimusta Zare sanoi, että tutkijat käyttävät HiPerGator 3.0 -tietokoneella testatakseen kehittämiään algoritmeja minirizotronien tietojen analysointiin. HiPerGator 3.0 on osa Nvidian ja UF: n 70 miljoonan dollarin kumppanuutta ja johtaa useampaan näistä tekoälyvetoisista tutkimushankkeista yliopistossa.
"Minirhizotron-tietojoukot ovat erittäin suuria, vaativat paljon kuvankäsittelyä, ja niissä on valtavia mittausvaihteluita, kun otetaan huomioon mukana olevat pienet aukot. Kaikki nämä ongelmat soveltuvat koneoppimiseen ”, Rowland sanoi. "Uskomme, että yhteistyöllä kehitettävät nykyiset algoritmit pystyvät automatisoimaan ja nopeuttamaan merkittäviä osia tiedonkeräämisestä minirizotronitiedoista."
Suojattu sitrushedelmillä
Minirhizotronit keräävät tietoja UF / IFAS-kasvien tiede- ja koulutusyksikössä kasvavista kahvilaitoksista, joihin tutkijat ovat istuttaneet kahvia olemassa olevien sitruspuiden rinnalle.
”Kahvi on hyvin herkkä kylmälle, joten ajattelimme yrittää kasvattaa sitä toisen puun kanssa, joka voisi suojata sen. Lisäksi sitruslehdessä on asennettu jäätymisenestojärjestelmät, jotka voisivat myös suojata kahvia ”, Rowland sanoi.
Vaikka tutkijat kasvattavat kahvia sitrushedelmien rinnalla käytännön syistä juuri nyt, yhdistelmä voisi jonain päivänä olla taloudellisesti edullinen, he sanoivat.
"Kun ajattelimme sitä enemmän, voisimme myös tutkia sitrushedelmien ja kahvin yhdistelmää mahdollisena viljelyjärjestelmänä Floridassa - ehkä tulevaisuuden vaihtoehtona, jota sitrushedelmien viljelijät voivat harkita. Tämä on pois päältä - erilaiset kysymykset ja logistiikka olisi ratkaistava - mutta ehdottomasti tutkimuksen arvoinen ", Wilson sanoi.
Sen lisäksi, että tutkitaan, kuinka heidän kahvilaitoksensa juuret toimivat, tutkijat ovat myös uteliaita siitä, kuinka heidän Floridassa kasvatettu kahvinsa maistuu. He suunnittelevat paahtamista ja panosta koe-erää.
”Tutkimusryhmämme on hankkinut mikroerän tarkkuuskahvin. Olemme innoissamme kokeilemaan erilaisia paahtomenetelmiä tuottamillamme kahvipavuilla ”, Rowland sanoi.
Lisätietoja:
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu