Kahawa nyingi duniani hukuzwa katika maeneo ya kitropiki. Walakini, hali ya hewa inayobadilika inaweza kuruhusu kahawa kukua kaskazini zaidi - kwa mfano, huko Florida.
Ili kuelewa jinsi hilo linavyoweza kufanya kazi, wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Florida tayari wanakuza mimea ya kahawa katika Kitengo cha Utafiti na Elimu ya Sayansi ya Mimea ya UF/IFAS, takriban dakika 30 kusini mwa chuo kikuu cha UF huko Gainesville.
Utafiti huu unaweza siku moja kutoa kikombe cha asubuhi cha furaha na asili katika Jimbo la Sunshine.
Ushirikiano kati ya Chuo cha Uhandisi cha UF Herbert Wertheim na UF/IFAS, mradi huu unafadhiliwa na ruzuku kutoka Taasisi ya Kitaifa ya Chakula na Kilimo ya USDA.
Hali ya Hewa
“Kahawa ni zao la kimataifa ambalo tayari linakabiliwa na changamoto kubwa kutokana na mabadiliko ya tabianchi. Kwa sasa, ulimwengu unajua kidogo sana kuhusu mizizi ya mmea wa kahawa, usanifu wao na kazi yao chini ya hali ya mabadiliko ya hali ya hewa. Mizizi ni mambo muhimu katika mchakato huu,” Rowland alisema.
Walakini, mizizi sio rahisi kusoma - na sio tu kwa sababu iko chini ya ardhi.
"Njia nyingi za kuchunguza mizizi hai hatimaye zinahusisha kuharibu mizizi au kukua mimea katika mazingira ya maabara ya bandia," alisema Chris Wilson, profesa msaidizi wa agroecology katika idara ya agronomia, na mwanachama wa timu ya utafiti wa kahawa. Stefan Gerber, profesa mshiriki katika idara ya sayansi ya udongo na maji, pia ni sehemu ya timu hii.
Ili kuelewa jinsi kahawa inakua shambani, watafiti wanatumia minirhizotrons, mirija safi ya plastiki iliyo na kamera ndogo ndani. Vifaa vimewekwa chini ya ardhi pamoja na mimea ili kurekodi picha za mizizi yao.
Minirhizotroni hukusanya taarifa nyingi kiasi kwamba itachukua muda mrefu sana kwa mtu kupepeta yote, Rowland alisema.
Mfumo wa picha wa hyperspectral
Ndiyo maana wanasayansi wa UF/IFAS wanashirikiana na Alina Zare na Sanjeev Koppal katika Chuo cha Uhandisi kutumia akili bandia na teknolojia ya kujifunza mashine ili kuboresha na kuharakisha mchakato huo.
Zare itaunda mbinu za kijasusi bandia ili kuchakata na kuelewa taswira ya minirhizotron kiotomatiki. Koppal itatengeneza mifumo mipya ya upigaji picha inayotegemea maono ya kompyuta ili kunasa taarifa zaidi kuhusu mizizi na udongo unaozizunguka kuliko inavyoweza kupatikana kutoka kwa mifumo ya sasa ya minirhizotron.
Mradi huu ni mfano mmoja tu wa jinsi watafiti wa UF wanavyotumia akili bandia kuendeleza sekta ya kilimo ya Florida. Kama sehemu ya utafiti huo, Zare ilisema watafiti watatumia kompyuta kuu ya HiPerGator 3.0 kujaribu algoriti wanazotengeneza kwa ajili ya kuchambua data kutoka kwa minirhizotroni. HiPerGator 3.0 ni sehemu ya ushirikiano wa dola milioni 70 kati ya Nvidia na UF na itasababisha zaidi ya miradi hii ya utafiti inayoendeshwa na AI katika chuo kikuu kote.
"Seti za data za Minirhizotron ni kubwa sana, zinahitaji uchakataji mwingi wa picha, na zimejaa utofauti mkubwa wa vipimo kutokana na tundu ndogo zinazohusika. Shida hizi zote zinaweza kutumika kwa mbinu za kujifunza kwa mashine," Rowland alisema. "Tunaamini kwamba kanuni za sasa zinazoendelezwa kwa ushirikiano wetu zitaweza kubinafsisha na kuharakisha sehemu kubwa za ukusanyaji wa data kutoka kwa data ya minirhizotron."
Imehifadhiwa na machungwa
Minirhizotroni itakusanya data kutoka kwa mimea ya kahawa inayokua katika Kitengo cha Utafiti na Elimu ya Sayansi ya Mimea cha UF/IFAS, ambapo watafiti wamepanda kahawa pamoja na miti ya machungwa iliyopo.
“Kahawa ni nyeti sana kwa baridi, hivyo mawazo yetu yalikuwa ni kujaribu kuikuza na mti mwingine ambao unaweza kuihifadhi. Kwa kuongezea, shamba la michungwa lina mifumo ya ulinzi ya kufungia iliyowekwa, hivyo inaweza pia kulinda kahawa," Rowland alisema.
Wakati watafiti wanakuza kahawa pamoja na machungwa kwa sababu za vitendo hivi sasa, mchanganyiko huo siku moja unaweza kuwa na faida kiuchumi, walisema.
"Tulipofikiria zaidi kuhusu hilo, tunaweza pia kuchunguza mchanganyiko wa machungwa na kahawa kama mfumo unaowezekana wa upanzi huko Florida - labda chaguo la baadaye ambalo wakulima wa machungwa wanaweza kuzingatia. Hii ni njia ya kutoka - maswali tofauti na vifaa vitalazimika kutatuliwa - lakini inafaa kuchunguzwa," Wilson alisema.
Mbali na kuchunguza jinsi mizizi ya mimea yao ya kahawa inavyofanya kazi, watafiti pia wanatamani kujua jinsi kahawa yao inayokuzwa huko Florida inavyoonja. Wanapanga kuchoma na kutengeneza kundi la majaribio.
"Kikundi chetu cha utafiti kimepata kichoma kahawa cha usahihi wa bechi ndogo. Tunafurahia kujaribu mbinu mbalimbali za kuchoma kahawa tunazozalisha,” Rowland alisema.
Kwa habari zaidi:
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu