على مدى أجيال، اعتمد مزارعو فول الصويا على التنبؤات الجوية ونماذج الأمراض والاستكشاف الميداني لتحديد ما إذا كانوا سيستخدمون مبيدات الفطريات ومتى. تعمل شركة InnerPlant على تطوير مصدر مختلف للمعلومات: الإشارات المتولدة من داخل المحصول نفسه.
يستخدم نظام CropVoice التابع لشركة التكنولوجيا الزراعية- ومقرها كاليفورنيا شبكة من قطع الأراضي الخافرة المزروعة بنباتات InnerSoy، وهي نباتات فول الصويا المهندسة وراثيًا والتي تنتج إشارات بصرية يمكن اكتشافها عندما تستجيب أجهزتها المناعية لمسببات الأمراض الفطرية. يقوم InnerPlant بتحليل تلك الإشارات إلى جانب عينات الأنسجة والملاحظات الميدانية ومعلومات الطقس ونماذج الأمراض قبل إرسال التنبيهات إلى المزارعين.
وتقول الشركة إن هذا النهج يمكن أن يحدد العدوى النشطة في غضون 48 ساعة، وربما قبل أسابيع من ظهور الأعراض. تهدف هذه المهلة إلى معالجة أحد أصعب قرارات حماية المحاصيل-التي يواجهها المزارعون: استخدام مبيد الفطريات في وقت مبكر بما يكفي لحماية المحصول دون الرش عندما لا يكون هناك مرض أو من غير المحتمل أن يسبب ضررًا اقتصاديًا.
الكشف عن المرض من داخل النبات
تعتمد تقنية InnerPlant الأساسية على أجهزة الاستشعار الحيوية التي تم استخدامها في الأبحاث المختبرية لعقود من الزمن. وكان التحدي التقني الرئيسي الذي واجهته الشركة هو نقل أجهزة الاستشعار هذه إلى المجالات التجارية، حيث يمكن لأشعة الشمس والطقس وغيرها من الظروف الخلفية أن تتداخل مع الإشارات الخافتة المنبعثة من النباتات.
إعلان
قامت شركة InnerPlant بتطوير خوارزميات لعزل إشاراتها البيولوجية عن ضوء الخلفية، إلى جانب نماذج الذكاء الاصطناعي- التي تصنف آلاف الصور التي ينشئها نظام المراقبة. الهدف هو تحويل النشاط غير المرئي داخل المصنع إلى معلومات يمكن أن تدعم قرارات الإدارة على مستوى الحقل-.
عندما يصاب نبات InnerSoy بمسببات الأمراض الفطرية، فإنه ينشط استجابته المناعية الطبيعية. ينشط الجين المُدرج بواسطة InnerPlant جنبًا إلى جنب مع الجينات المناعية ذات الصلة وينتج بروتين إشارة يمكن لنظام الكشف الخاص بالشركة التعرف عليه.
نظرًا لأن الإشارة مرتبطة بالاستجابة المناعية، تقول InnerPlant إنها يمكن أن تشير إلى أمراض معينة، بما في ذلك بقعة أوراق الضفدع والعفن الأبيض والالتهابات المرتبطة بـ Cercospora-. على عكس الكشف التقليدي، الذي يعتمد عمومًا على الآفات المرئية أو الأعراض الأخرى، تم تصميم نظام CropVoice لتأكيد الإصابة قبل ملاحظة تلف المحاصيل من الحقل.
وعلقت أرونوف على تكنولوجيا شركتها قائلة: "يمكن للمزارعين الآن الوصول إلى البيانات من داخل المصانع".الأسمدة يوميا. وقالت إن هذه المعلومات توفر العنصر البيولوجي المفقود في{1}أنظمة إدارة الأمراض التي اعتمدت تقليديًا على وجود مسببات الأمراض، وبيئة مواتية، ومحصول عرضة للإصابة.
تحذير لمدة أربعة-أسابيع في حالة العفن الأبيض
وقالت InnerPlant إن أحد تنبيهاتها لعام 2025 أظهر الفرق المحتمل بين الكشف البيولوجي والكشف التقليدي.
في 25 يوليو، أصدرت الشركة تنبيهًا بشأن العفن الأبيض بناءً على إشارات من مصانع InnerSoy. في ذلك الوقت، لم يتمكن المهندسون الزراعيون ذوو الخبرة الذين فحصوا المؤامرة الخافرة من العثور على أعراض واضحة. وأصبحت أعراض العفن الأبيض ملحوظة في نفس المنطقة بعد حوالي أربعة أسابيع، وفقا للشركة.
في حالة تجارية منفصلة وصفتها InnerPlant، سجل المزارع الذي قام بالرش بعد تلقي تنبيه CropVoice فرقًا قدره 25-بوشل-لكل- فدان بين المنطقة المعالجة وشريط الاختبار غير المعالج. تمثل النتيجة حالة واحدة تم الإبلاغ عنها من قبل الشركة بدلاً من تقييم متكرر ومضبوط، ولكنها توضح الحجة الاقتصادية وراء تأكيد المرض مبكرًا.
توقيت مبيدات الفطريات مهم بشكل خاص لأن العديد من المنتجات توفر أكبر فائدة عند تطبيقها قبل ظهور المرض بصريًا. إن التقديم في وقت متأخر جدًا يمكن أن يترك المحصول دون حماية، في حين أن التطبيقات الوقائية الروتينية يمكن أن تزيد التكاليف دون توفير عائد عندما لا تتطور العدوى.
وخسر منتجو فول الصويا في الولايات المتحدة ما يقدر بنحو 250.9 مليون بوشل، أو 5.4% من الإنتاج المحتمل، بسبب الأمراض في عام 2024، وفقًا لشبكة حماية المحاصيل. ويؤدي حجم هذه الخسائر إلى خلق الطلب على الأدوات القادرة على التمييز بين الحالات التي تفضل المرض فحسب والأدلة على حدوث العدوى بالفعل.
يتوسع CropVoice عشرة أضعاف
أطلقت InnerPlant برنامج CropVoice تجاريًا على مساحة 50 ألف فدان مشترك في عام 2025. وقالت الشركة إن التغطية توسعت عشرة أضعاف إلى أكثر من 500 ألف فدان في عام 2026، وتركزت في شرق نبراسكا وغرب أيوا.
لا يتطلب النظام الأساسي قطعة استشعار منفصلة لكل حقل مسجل. تعمل InnerPlant مع تجار التجزئة الزراعيين والمهندسين الزراعيين المحليين لوضع مواقع حراسة عبر شبكة إقليمية متداخلة. يأخذ اختيار الموقع في الاعتبار التضاريس والطقس المحلي وضغط الأمراض التاريخي وعلم وراثة المحاصيل وممارسات الإنتاج مثل تباعد الصفوف.
تهدف قطع الأراضي إلى أن تشبه الحقول التجارية المحيطة بشكل وثيق بما يكفي لإنتاج معلومات عن الأمراض ذات الصلة محليًا. يتم أيضًا تقييم البيانات الواردة من المواقع الفردية جنبًا إلى جنب مع الإشارات الواردة من المواقع الأخرى في الشبكة قبل إصدار التنبيه.
يمكن تسليم تنبيهات CropVoice وتقارير الاستكشاف عبر الرسائل النصية أو البريد الإلكتروني أو من خلال مركز عمليات John Deere. تخطط شركة InnerPlant لإضافة لوحة تحكم-حسب الطلب في عام 2027.
الذرة والحشرات وإدارة النيتروجين
تمتد طموحات InnerPlant إلى ما هو أبعد من الأمراض الفطرية في فول الصويا. وتخطط الشركة لإدخال الذرة في شبكة CropVoice في عام 2027، بينما يجري أيضًا تطوير مستشعر ضغط حشرات فول الصويا-.
التطبيق المحتمل الآخر هو إدارة النيتروجين. وقالت InnerPlant إنها تستكشف مستشعر الذرة الذي يمكن أن يشير إلى حالة النيتروجين في المحصول، مما قد يوفر للمزارعين معلومات بيولوجية لاستكمال اختبارات التربة ونماذج المحاصيل والاستشعار عن بعد وبيانات الطقس.
يمكن أن يكون لمثل هذا النظام آثار أوسع على استخدام الأسمدة. يعد النيتروجين من بين أكبر التكاليف المتغيرة في إنتاج الذرة، لكن الكمية المتاحة للمحصول تتغير مع ظروف التربة وهطول الأمطار ودرجة الحرارة والنشاط البيولوجي. يمكن للمؤشر الذي يتم إنشاؤه بواسطة النبات- أن يساعد المزارعين في النهاية على تحديد أين ومتى تكون هناك حاجة إلى نيتروجين إضافي بدلاً من الاعتماد فقط على التقديرات المشتقة من الظروف الخارجية.
تصف شركة InnerPlant منصتها الأوسع بأنها نظام تشغيل محتمل للبيانات الزراعية على مستوى المصنع. في حين أن معظم أدوات الزراعة- الدقيقة تقيس الطقس أو التربة أو مظهر المظلة أو العوامل الخارجية الأخرى، فإن الشركة تسعى إلى إنشاء طبقة بيانات جديدة تعتمد على الاستجابات الفسيولوجية للمحاصيل.
إن قدرة هذه الإشارات على تحسين ربحية المزرعة بشكل مستمر سيعتمد على دقة الشبكة وتغطيتها الجغرافية وتكلفتها، بالإضافة إلى التحقق المستقل عبر مواسم النمو المتعددة. ومع ذلك، يشير التوسع السريع لـ CropVoice إلى أن تجار التجزئة والمزارعين الزراعيين على استعداد لاختبار ما إذا كانت النباتات نفسها يمكنها تقديم تحذير مبكر وأكثر دقة للتهديدات الناشئة في هذا المجال.
