KI und Genetik ebnen den Weg für einen nachhaltigen Maisanbau und bieten einen Weg zur Reduzierung des Düngemitteleinsatzes und zur Verbesserung der Umweltauswirkungen.
Neue Forschungsergebnisse der New York University zeigen, wie künstliche Intelligenz (KI) und Genetik dazu beitragen können, Mais mit weniger Dünger anzubauen. Die Studie kombiniert maschinelles Lernen mit Molekularbiologie, um die Stickstoffeffizienz von Mais zu verbessern. Dies ist entscheidend für die Reduzierung der Umweltauswirkungen der Landwirtschaft.
Die Forscher nutzten maschinelles Lernen, um Gen-Gruppen, sogenannte Regulons, zu identifizieren, die regulieren, wie Pflanzen Stickstoff aufnehmen und nutzen. Diese Regulons werden durch Transkriptionsfaktoren aktiviert oder deaktiviert, die als genetische Schalter fungieren. Durch die Analyse von Genen, die Mais und *Arabidopsis thaliana* gemeinsam haben, identifizierten sie genetische Muster, die vorhersagen, welche Hybridsämlinge Stickstoff am effizientesten nutzen würden.
Dies ermöglicht die Auswahl von Maissorten, die weniger Stickstoffdünger benötigen. Weniger Dünger reduziert die Produktionskosten und minimiert Umweltschäden wie Wasserverschmutzung und Treibhausgasemissionen. Die Ergebnisse ermöglichen die Vorhersage der Stickstoffeffizienz in Maiskeimlingen, wodurch Landwirte Zeit und Ressourcen sparen.
Dieser Ansatz ergänzt andere Innovationen wie die N-Fix-Technologie der University of Nottingham, die Bakterien nutzt, um atmosphärischen Stickstoff in Pflanzenzellen zu fixieren. Sowohl die KI-gesteuerte genetische Selektion als auch die mikrobielle Symbiose zielen darauf ab, den ökologischen Fußabdruck der intensiven Landwirtschaft zu reduzieren. Letztendlich stellen diese Fortschritte eine Verlagerung hin zu intelligenteren, biologisch orientierten landwirtschaftlichen Praktiken dar.
Die Reduzierung des Stickstoffdüngereinsatzes ist entscheidend für die nachhaltige Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung. KI und genetische Erkenntnisse bieten einen vielversprechenden Weg zu einem umweltfreundlicheren und effizienteren Agrarsystem. Dies gewährleistet die Ernährungssicherheit, ohne den Planeten zu schädigen.