Genetik dan AI: Penggunaan teknologi berhasil dalam penanaman strawberi di Singapura

SINGAPURA: Buah strawberi berjus, dipetik dari pokok dan terus masuk ke dalam mulut - bukanlah sesuatu yang dijangkakan di negara cuaca panas terik seperti Singapura.

Strawberi yang tumbuh di ladang tertutup Singrow di Taman Sains berasal dari variasi Jepun, tetapi telah dibiakkan untuk tumbuh pada suhu yang lebih tinggi. 

Buah itu adalah hasil penyelidikan bertahun-tahun oleh CEO dan pengasas bersama Singrow Bao Shengjie dan kumpulannya yang mengkaji bagaimana gen asas mempengaruhi pertumbuhan tanaman. 

Dr Bao, saintis berkaca mata yang mempunyai PhD dalam biologi molekul dari Universiti Nasional Singapura (NUS), yakin mereka telah menghasilkan strawberi tahan iklim pertama di dunia. 

Walaupun buah itu biasanya tumbuh pada suhu sejuk 5 hingga 15 darjah Celsius, strawberi Singrow boleh membiak pada sekitar 20 hingga 28 darjah Celsius, kata Dr Bao.

"Kami berjaya membuat pembiakan silang dan menghasilkan strawberi tropika pertama di dunia, yang dapat menyesuaikan diri dengan keadaan iklim yang lebih panas. 

"Jadi di ladang ini, boleh dikatakan kami sedang menanam strawberi pada suhu bilik," katanya.

Walaupun suasana di sebuah ladang tertutup boleh diubah suai, suhu yang lebih tinggi bererti bil elektrik yang lebih rendah. Strawberi tersebut juga dapat berdaya tahan terhadap pemanasan akibat perubahan iklim.

Buah strawberi ini juga tumbuh lebih cepat – bermula dari tapak semaian ke proses petikan dalam sekitar dua bulan, atau lebih kurang 30 peratus lebih cepat daripada penanaman biasa, kata Dr Bao.

Ini disebabkan oleh gabungan teknologi pertanian genomik - yang mempercepatkan pembiakan silang tumbuhan - dan teknik pertanian pintar, bagi memantau status tanaman dengan lebih baik dan mengoptimumkan pertumbuhannya.

"DEGUPAN JANTUNG DAN TEKANAN DARAH" TUMBUHAN

Dr Bao menjelaskan bahawa Singrow boleh dengan cepat menghasilkan buah variasi baharu kerana mereka tahu secara mendalam fungsi gen tertentu dan bagaimana ia mempengaruhi pertumbuhan, pembungaan dan hasil tanaman.

Singrow juga telah menggunakan teknologi gennya untuk memudahkan pendebungaan - yang sememangnya mustahak untuk menghasilkan strawberi yang berbentuk besar dan cantik. Buah agregat seperti strawberi perlu didebunga beberapa kali, dan pendebungaan yang tidak sekata boleh menghasilkan buah yang lebih kecil atau berbentuk aneh.

Kata Dr Bao: "Kita tahu untuk sesetengah tanaman, ia dapat mendebunga sendiri. Oleh itu, kita menggunakan ciri-ciri yang sama untuk menghasilkan variasi strawberi kita tersendiri (supaya ia mempunyai) kecekapan pendebungaan yang lebih tinggi.

"Jadi, ini bermakna kita hanya perlu memberi sedikit getaran dan bantuan angin, dan tanaman itu boleh mendebunga sendiri."

Tanaman yang dihasilkan melalui pembiakan silang molekul ini akan kemudian dipantau menggunakan teknologi yang dapat mengesan sebarang perbezaan pada tanaman serta persekitaran tapak pertumbuhan. 

Salah satu alat yang digambarkan oleh Dr Bao adalah "e-nose" – di mana ia berupaya mengesan sebatian organik yang mudah meruap yang dikeluarkan oleh tanaman strawberi, sama seperti manusia menghidu bau di udara.

Walaupun teknologi sedemikian telah digunakan dalam bidang lain, Dr Bao berpendapat aplikasinya dalam bidang pertanian adalah unik. Melalui penggunaan analisis data dan pembelajaran mesin, jumlah data besar yang dikumpulkan akan diterjemahkan dalam bentuk carta yang akan memberikan gambaran tentang kesegaran tanaman. 

"Kami merekod 'degupan jantung' dan 'tekanan darah' tanaman supaya kami dapat memantau tingkah laku tanaman dengan lebih baik dan membentuk cara yang lebih teliti untuk pertumbuhan tanaman kami."

Ketua pegawai teknologi Singrow Young Chang juga menunjukkan kepada CNA peralatan PlantEye, sebuah mesin di Pusat AgriTech NUS yang mengimbas tanaman bagi mengambil ukuran saiz daun, warna, kepanjangan tangkai dan biojisim mereka.

Ini adalah sebahagian daripada gabungan perkhidmatan bagi perusahaan pertanian bandar (urban farming) yang disediakan oleh pusat itu, satu inisiatif oleh NUS Enterprise. Singrow adalah salah satu syarikat muda yang disokong oleh NUS Enterprise.

Chang berkata seorang pekebun yang berpengalaman mungkin dapat mengesan kelainan dalam pertumbuhan tanaman dalam masa kira-kira seminggu - contohnya dengan memerhatikan bahawa daun baharu adalah lebih kecil daripada biasa. 

Tetapi gabungan teknologi yang digunakan Singrow bermakna mereka dapat mengumpul "maklumat masa nyata" mengenai pertumbuhan tanaman. Chang kemudian akan "melatih" program AI untuk mentafsirkan data yang dikumpul.

"Tujuannya adalah untuk mengenal pasti sebarang kelainan, jadi ia akan memberi kami amaran (dan) secara automatik memaklumkan kami." 

Para pekebun kemudiannya boleh mengubah suai beratus-ratus tetapan di ladang itu - dari campuran nutrien, kelembapan dan suhu, sehinggalah ke tahap karbon dioksida, tempoh masa tanaman terdedah kepada cahaya dan kepanjangan gelombang cahaya - antara lain.

STRAWBERI JADI TAPAK UJIAN

Buah strawberi adalah sesuatu yang dekat di hati Dr Bao kerana ia adalah buah kegemarannya. Beliau menyedari apabila berpindah ke Singapura, buah itu tidak boleh didapati di sini. Sejak itu, beliau mula menggunakan penyelidikannya untuk menanam buah tersebut. 

"Apabila saya tunjukkan hasil petikan pertama buah strawberi dari makmal kami kepada keluarga saya, anak lelaki saya yang berusia 10 bulan menghabiskan kesemua strawberi itu. Jadi, saya sedar yang saya sedang melakukan sesuatu yang bermakna kepada masyarakat,” katanya kepada CNA.

Tetapi strawberi (yang dihasilkan) hanyalah sebagai tapak ujian untuk teknologi itu,  walaupun ladang berskala kecil Singrow kini membekalkan (strawberi) ke beberapa hotel di sini dan menjual produknya secara dalam talian. Untuk meningkatkan pengeluaran, syarikat muda teknologi pertanian ini sedang menyediakan tanaman dan teknologinya kepada ladang-ladang yang lebih besar di rantau ini.

Pada 11 April lalu, Singrow menandatangani perjanjian dengan dua buah ladang – TreeGrow di Malaysia dan PREINO di Thailand – sebagai sebahagian daripada rancangan melebarkan sayapnya ke peringkat global. Syarikat itu juga tengah meluaskan operasinya ke China.

Singrow akan membekalkan ladang-ladang terbuka dengan jenis-jenis tanamannya, bermula dengan strawberi. Ia juga akan bekerjasama dengan ladang-ladang untuk meningkatkan teknik pertanian mereka bagi tanaman sedia ada. Ia bermatlamat untuk mengurangkan penggunaan baja sebanyak 30 peratus dan penggunaan racun perosak sebanyak 70 peratus.

Ladang Singrow di Taman Sains, yang dibuka secara rasmi pada 11 April, akan berfungsi sebagai pusat penyelidikan dan pembangunan syarikat itu. 

Selain strawberi, ia juga menghasilkan 30 jenis tanaman lain, termasuk beras, minyak sawit, kunyit, tomato ceri dan beberapa jenis sayuran berdaun.

"Sebab kami memilih semua tanaman berbeza ini adalah, pertama sekali, kerana kami menemui beberapa masalah pasaran disebabkan oleh pengeluaran terhad kami. Keduanya, teknologi kami boleh disesuaikan dengan mudah untuk menyelesaikan masalah ini bagi semua tanaman tersebut."

Sebagai contoh, 95 peratus tanaman safron (sejenis rempah termahal di dunia yang juga dikenali sebagai zafaran atau kuma-kuma) dihasilkan di sebuah negara iaitu Iran dengan menggunakan kaedah konvensional. Oleh itu bekalan dan kualitinya tidak stabil, kata Dr Bao.

"Dalam situasi kami ini, kami dapat menanam safron dalam persekitaran yang terkawal," katanya. Ini menjadikan penuaian dapat dilakukan dalam masa empat bulan – atau kira-kira separuh masa yang biasanya diperlukan.

Satu lagi contoh adalah beras bijirin pendek ditanam di utara Jepun dan China yang memerlukan banyak air untuk diusahakan dan mempunyai musim pertumbuhan yang pendek. Singrow sedang menumpukan usaha pada padi-padi jenis tahan kemarau serta kaedah pertanian pintar yang lebih berkesan untuk menyelesaikan "titik kesakitan" dalam industri pertanian padi itu. 

Dr Bao berkata bagi sebuah projek yang sedang berjalan dengan kerjasama para petani di China, data awal menunjukkan bahawa petani dapat mengurangkan penggunaan baja dan racun perosak sebanyak 30 peratus sambil mengekalkan hasil mereka.

Jadi, berapa lama orang ramai perlu tunggu untuk mendapatkan strawberi Singrow? Dr Bao berkata syarikatnya sedang meningkatkan pengeluaran melalui satu model francais. 

“Kami berharap dapat memperoleh jumlah (permintaan) yang cukup besar untuk dibekalkan ke pasar raya dan menjadikan strawberi kami lebih berpatutan untuk setiap rakyat Singapura.”

Apabila ladang di Malaysia dan Thailand mencapai pengeluaran penuh, jumlahnya akan melebihi 100 kali lebih tinggi daripada pengeluaran semasa Singrow yang kini sebanyak 500kg sebulan.

Sekotak strawberi kini berharga kira-kira S$20 hingga S$26 (RM60 hingga RM80) tetapi Singrow berhasrat dalam masa terdekat untuk menurunkan harganya kepada S$12 hingga S$15.

Baca artikel ini dalam Bahasa Inggeris. 

Baca juga artikel Bahasa Melayu ini mengenai penumpang kapal dari Pulau Pinang ke Singapura diserang angin ahmar. 

Ikuti CNA di Facebook dan Twitter untuk lebih banyak artikel.