La plupart du café du monde est cultivé dans les régions tropicales. Cependant, un climat changeant pourrait permettre au café de pousser plus au nord - par exemple, en Floride.
Pour comprendre comment cela pourrait fonctionner, des scientifiques de l'Université de Floride cultivent déjà des plants de café à l'Unité de recherche et d'enseignement en sciences végétales de l'UF / IFAS, à environ 30 minutes au sud du campus principal de l'UF à Gainesville.
Cette recherche pourrait un jour produire une tasse de joie matinale avec des origines dans le Sunshine State.
Fruit d'une collaboration entre l'UF Herbert Wertheim College of Engineering et l'UF / IFAS, ce projet est financé par une subvention de l'USDA National Institute of Food and Agriculture.
Climat
«Le café est une culture d'intérêt mondial qui fait déjà face à des défis majeurs dus au changement climatique. À l'heure actuelle, le monde en sait très peu sur les racines des plants de café, leurs architectures et leur fonction dans les conditions du changement climatique. Les racines sont des points clés de ce processus », a déclaré Rowland.
Cependant, les racines ne sont pas faciles à étudier - et pas seulement parce qu'elles sont souterraines.
«La plupart des méthodes pour étudier les racines vivantes impliquent en fin de compte de détruire les racines ou de faire pousser des plantes dans un environnement de laboratoire très artificiel», a déclaré Chris Wilson, professeur adjoint d'agroécologie au département d'agronomie et membre de l'équipe de recherche sur le café. Stefan Gerber, professeur associé au département des sciences du sol et de l'eau, fait également partie de cette équipe.
Pour comprendre comment le café pousse sur le terrain, les chercheurs utilisent des minirhizotrons, des tubes en plastique transparent avec de minuscules caméras à l'intérieur. Les appareils sont placés sous terre à côté des plantes pour enregistrer des images de leurs racines.
Les minirhizotrons collectent tellement d'informations qu'il faudrait beaucoup de temps à quelqu'un pour tout passer au crible, a déclaré Rowland.
Système d'imagerie hyperspectrale
C'est pourquoi les scientifiques de l'UF / IFAS collaborent avec Alina Zare et Sanjeev Koppal au College of Engineering pour appliquer l'intelligence artificielle et la technologie d'apprentissage automatique afin d'améliorer et d'accélérer ce processus.
Zare développera des approches d'intelligence artificielle pour traiter et comprendre automatiquement l'imagerie du minirhizotron. Koppal développera de nouveaux systèmes d'imagerie hyperspectrale basés sur la vision par ordinateur pour capturer plus d'informations sur les racines et le sol qui les entourent que celles qui peuvent être obtenues à partir des systèmes minirhizotrons actuels.
Ce projet n'est qu'un exemple de la façon dont les chercheurs d'UF utilisent l'intelligence artificielle pour faire progresser le secteur agricole de la Floride. Dans le cadre de l'étude, Zare a déclaré que les chercheurs utiliseraient le supercalculateur HiPerGator 3.0 pour tester les algorithmes qu'ils développent pour analyser les données des minirhizotrons. Le HiPerGator 3.0 fait partie du partenariat de 70 millions de dollars entre Nvidia et UF et mènera à davantage de ces projets de recherche axés sur l'IA à travers l'université.
«Les jeux de données Minirhizotron sont extrêmement volumineux, nécessitent beaucoup de traitement d'image et sont chargés d'une énorme variabilité de mesure étant donné les petites ouvertures impliquées. Tous ces problèmes se prêtent aux approches d'apprentissage automatique », a déclaré Rowland. «Nous pensons que les algorithmes actuels en cours de développement grâce à notre collaboration seront en mesure d'automatiser et d'accélérer des parties substantielles de la collecte de données à partir de données de minirhizotrons.»
Abrité par les agrumes
Les Minirhizotrons collecteront des données sur les plants de café poussant à l'Unité de recherche et d'enseignement en sciences végétales de l'UF / IFAS, où les chercheurs ont planté du café à côté des agrumes existants.
«Le café est très sensible au froid, nous avons donc pensé à essayer de le cultiver avec un autre arbre qui pourrait l'abriter. En outre, la plantation d'agrumes a des systèmes de protection contre le gel installés, ce qui pourrait également protéger le café », a déclaré Rowland.
Alors que les chercheurs cultivent actuellement du café aux côtés d'agrumes pour des raisons pratiques, la combinaison pourrait un jour être économiquement avantageuse, ont-ils déclaré.
«En y réfléchissant davantage, nous pourrions également explorer la combinaison d'agrumes et de café comme système de culture possible en Floride - peut-être une option future que les producteurs d'agrumes pourraient envisager. Il s'agit d'un moyen de sortir - différentes questions et la logistique devraient être élaborées - mais cela vaut vraiment la peine d'être exploré », a déclaré Wilson.
En plus d'étudier les performances des racines de leurs plants de café, les chercheurs sont également curieux de savoir quel est le goût de leur café cultivé en Floride. Ils prévoient de torréfier et de préparer un lot d'essai.
«Notre groupe de recherche a acquis un torréfacteur de précision en micro-lots. Nous sommes ravis d'essayer différentes méthodes de torréfaction sur les grains de café que nous produisons », a déclaré Rowland.
Pour plus d’information :
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu