Departament Rolnictwa USA przyznał pięcioletnia dotacja w wysokości 10 mln USD na North Carolina State University i USDA-Agricultural Research Service, aby poprowadzić ogólnokrajowe wysiłki badawcze mające na celu poprawę zrównoważenia rolnictwa, jednocześnie stawiając czoła wielkiemu globalnemu wyzwaniu, jakim jest wyżywienie rosnącej populacji na świecie za pomocą upraw okrywowych.
„Dzięki temu grantowi zbudujemy naszą istniejącą sieć badaczy, aby przeprowadzić skoordynowane eksperymenty badające wszystkie sposoby, w jakie rośliny okrywowe mogą poprawić glebę i rentowność upraw komercyjnych, a następnie przekształcić tę nową wiedzę w narzędzia lub aplikacje wspomagające podejmowanie decyzji, dla rolników” – powiedział Chris Reberg-Horton, profesor Crop and Soil Science i współkierownik zespołu badawczego. „Ostatecznie chcemy zwiększyć produkcję żywności, zmniejszyć wpływ rolnictwa na środowisko i pomóc rolnikom przystosować się do zmieniającego się klimatu”.
Dotacja z nowej Inicjatywy Badawczej Rolnictwa i Żywności Zrównoważone systemy rolnicze Program zbada, w jaki sposób rośliny okrywowe uprawiane w gospodarstwach i stacjach badawczych w 23 stanach wpływają na owady, chwasty, zużycie wody, poziomy składników odżywczych w glebie, a ostatecznie na plony głównych roślin uprawnych, takich jak kukurydza, bawełna i soja. Projekt jest współprowadzony przez Stevena Mirsky'ego, agroekologa z USDA-Agricultural Research Service.
Rośliny okrywowe to rośliny uprawiane w celu ochrony gleby przed erozją, a jednocześnie poprawy wykorzystania składników odżywczych w glebie i ograniczenia szkodników. Rośliny okrywowe powszechnie uprawiane poza sezonem to żyto, koniczyna, groszek ozimy i rzodkiewka.
Istniejąca i rozległa sieć badawcza, tzw Precyzyjne Zrównoważone Rolnictwo, będzie się rozszerzać, aby gromadzić więcej typów danych z większej liczby lokalizacji, z różnymi typami gleby i zróżnicowanym klimatem, powiedział Reberg-Horton, który jest również zastępcą dyrektora Centrum Systemów Rolnictwa Ekologicznego.
Interdyscyplinarny zespół, w skład którego wchodzą eksperci od upraw, modelerzy komputerowi i socjolodzy z 36 instytucji, będzie badał różne pytania, od wpływu roślin okrywowych na odporność na herbicydy po to, jak bujność roślin okrywowych w różnych częściach pola wpływa na poziom azotu w glebie.
Zespół wykorzysta najnowocześniejsze technologie, takie jak autonomiczne zbieranie danych, platformy danych w chmurze i uczenie maszynowe, aby przyspieszyć proces odkrywania. Na przykład Edgar Lobaton, profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej NC State, wykorzysta swoją wiedzę w zakresie uczenia maszynowego i przetwarzania sygnałów do analizy zebranych danych i opracowania algorytmów pozwalających przewidywać tolerancję i odporność upraw na suszę. Inne wydziały CALS, w tym Ramon Leon i Alex Woodley, będą badać, w jaki sposób rośliny okrywowe włączają azot do gleby i wpływają na poziom chwastów.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Reberg-Horton powiedział, że oprócz pogłębiania naukowej wiedzy na temat złożonych czynników związanych z korzyściami płynącymi z upraw okrywowych, zespół rozszerzy tę wiedzę na aplikacje, aby pomóc rolnikom w podejmowaniu decyzji. Dodał, że rośliny okrywowe nie są rozwiązaniem uniwersalnym. W zależności od lokalnego rodzaju gleby, klimatu i głównych szkodników aplikacja może zalecić różne rośliny okrywowe i różne opcje zarządzania.
Zespół opracuje również kursy mające na celu rozszerzenie zasięgu i edukację w klasie w celu dalszego rozpowszechniania odkrywanej wiedzy.
Celem dotacji jest zwiększenie stosowania upraw okrywowych i przekształcenie rolnictwa w bardziej elastyczny i zrównoważony system. We wcześniejszym badaniu zespół odkrył, że rośliny okrywowe zwiększyły odporność w nieoczekiwany sposób. Oprócz ograniczenia spływu – co zwiększa ilość wilgoci zatrzymywanej przez pola i zmniejsza ilość składników odżywczych, które trafiają do rzek w dole rzeki – rośliny okrywowe, zwłaszcza bryły korzeniowe, umożliwiły rolnikom wcześniejsze sadzenie podczas wyjątkowo wilgotnych wiosennych , powiedział. I odwrotnie, ograniczając spływ, rośliny okrywowe mogą w wielu przypadkach zwiększyć tolerancję na suszę upraw komercyjnych.
Reberg-Horton ma również nadzieję na stworzenie rozległej sieci badawczej, która przetrwa długo po pięcioletnim stypendium i pomoże ukształtować kulturę szerokiej współpracy w badaniach rolniczych.
„Dzisiaj indywidualni rolnicy podejmują decyzje dotyczące zarządzania, takie jak: czy uprawiać rośliny okrywowe, jakie rodzaje sadzić i kiedy je zabijać” – powiedział Reberg-Horton. „Zbierając dane w naszej rozległej sieci o podejmowanych przez nich decyzjach i ich wpływie na plony uprawne, możemy wspólnie uczyć się szybciej”.
Chris Reberg-Horton po prawej, Girish Chowdhary, Ranveer Chandra i Steven Mirsky po lewej badają autonomicznego robota zbierającego dane rolnicze. Reberg-Horton i Mirsky są współprzewodniczącymi grantu w wysokości 10 milionów dolarów z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych na przekształcenie rolnictwa. Zdjęcie: Uniwersytet Stanowy Karoliny Północnej