Schädlinge und Krankheiten zerstören weltweit 20 bis 40 % der Ernten. Landwirte in Entwicklungsländern sind oft nicht sicher, was genau ihren Feldern schadet. Reduzierte Ernteerträge und Einkommensverluste tragen oft zu Hungersnöten bei.
Die Unterstützung von Kleinbauern bei der Erkennung und Bekämpfung von Pflanzenschädlingen und Krankheiten kann Erträge und Einkommen steigern, aber angesichts der Vielfalt und Intensität der Bedrohungen durch Schädlinge und Krankheiten ist dies ein großes Unterfangen.
Um dieses Problem zu lösen, verwenden Wissenschaftler digitale Technologien und haben kürzlich Kartoffel- und Süßkartoffelkrankheiten zur Diagnoseanwendung PlantVillage Nuru hinzugefügt.
Nuru (bedeutet „Licht“ auf Suaheli) ist eine kostenlose Smartphone-App, die eine Echtzeit-Diagnose von Pflanzenkrankheiten oder Schädlingen auf dem Feld ermöglicht, sogar in Gebieten ohne Mobilfunknetze. Es wurde von Wissenschaftlern der Universität entwickelt Bundesstaat Pennsylvania und mehreren CGIAR-Zentren und ist Teil von Pflanzendorf – eine Unterstützungsplattform für Landwirte, die künstliche Intelligenz und Satellitentechnologie kombiniert.
Nuru wurde 2018 in Afrika mit der Fähigkeit eingeführt, zwei Maniokkrankheiten (CMD und CBSD) zu diagnostizieren. Anschließend wurde es in Zusammenarbeit mit der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO).
Wissenschaftler aus Internationales Kartoffelzentrum (CIP) und der Staat Pennsylvania haben zusammengearbeitet, um künstliche Intelligenz (KI) für Nuru zu entwickeln, um Yamsvirusinfektionen und Krautfäule bei Kartoffeln zu diagnostizieren. Sweet Potato Virus Diagnostic wurde der Google Play-Version der App seit März 2022 hinzugefügt, während Late Blight Diagnostic Ende 2021 hinzugefügt wurde.
Kartoffeln und Süßkartoffeln werden in Afrika zu immer wichtigeren Nahrungspflanzen, wo sie von Kleinbauern angebaut werden, die normalerweise Ernteausfälle aufgrund von Krankheiten erleiden.
„Indem Landwirten Zugang zu einer schnellen Diagnose der schwersten Krankheiten verschafft wird, die einige der wichtigsten Kulturpflanzen Afrikas betreffen, trägt diese Innovation zur Ernährungssicherheit und zum Lebensunterhalt bei“, sagt Jan Kreize, Leiter der CIP-Abteilung für Pflanzenbau und Systemwissenschaften.
Etwa 30 Arten von Viren können Süßkartoffelpflanzen infizieren. Sie werden durch Weiße Fliegen, Blattläuse und mit Pflanzenmaterial verbreitet. Krautfäule, eine sich schnell ausbreitende, vom Wind übertragene Krankheit, kann unbehandelt in wenigen Regenwochen 60 % oder mehr einer Kartoffelernte zerstören.
Ertragswerkzeuge
Die KI, die die diagnostischen Fähigkeiten von Nuru antreibt, wurde unter Verwendung von Zehntausenden von Fotos von erkrankten und gesunden Pflanzen entwickelt und durch wiederholte Feldbeurteilungen verbessert.
Bei Süßkartoffeln sind Virusinfektionen oft asymptomatisch, und die auffälligen Symptome unterscheiden sich von Sorte zu Sorte. Damit Nuru Virusinfektionen bei Pflanzen mit wenigen oder keinen Symptomen diagnostizieren kann, verwendeten die Forscher diagnostische Tests, um asymptomatische infizierte Pflanzen zu identifizieren, in der Hoffnung, Nurus KI beizubringen, Symptome zu erkennen, die selbst Experten möglicherweise nicht bemerken.
Wenn Nuru eine Krankheit diagnostiziert, verbindet es Landwirte mit Informationen und Managementanleitungen auf der PlantVillage-Website.
Da Smartphones auf dem Land noch relativ selten sind, erhält der Leiter jeder Gruppe von 20-100 Landwirten die Möglichkeit, die Anwendung zu nutzen. Im Jahr 2021 verteilte CIP 240 Smartphones an Saatgutproduzenten und Leiter von Farmgruppen in Kenia und Tansania.
„Nuru hat den Bauern sehr geholfen“, sagt Kreiser. „Sie lernen mehr über Kraut- und Krautfäule, wie man sie verhindert und wie man mit der Krankheit umgeht, und sie verbessern die Kartoffelproduktion.“