Det amerikanske landbruksdepartementet har tildelt en fem år, 10 millioner dollar tilskudd til North Carolina State University og USDA-Agricultural Research Service for å lede en landsomfattende forskningsinnsats for å forbedre bærekraften til landbruket, samtidig som man takler den store globale utfordringen om hvordan man kan mate verdens voksende befolkning, gjennom bruk av dekkvekster.
"Med denne bevilgningen vil vi bygge videre på vårt eksisterende nettverk av forskere for å gjennomføre koordinerte eksperimenter som utforsker alle måtene dekkvekster kan forbedre jorda og lønnsomheten til kontantvekster og deretter gjøre den nye kunnskapen om til beslutningsstøtteverktøy, eller apper, for bønder,» sa Chris Reberg-Horton, professor i avlings- og jordvitenskap og medleder for forskningsteamet. "Til syvende og sist ønsker vi å øke matproduksjonen, redusere miljøpåvirkningene fra landbruket og hjelpe bøndene med å tilpasse seg det endrede klimaet."
Tilskuddet fra Landbruks- og matforskningssatsingens nye Bærekraftige landbrukssystemer Programmet vil utforske hvordan dekkvekster dyrket på gårder og forskningsstasjoner i 23 stater påvirker insekter, ugress, vannbruk, næringsstoffnivåer i jorda og til slutt utbyttet av store kontantvekster som mais, bomull og soyabønner. Prosjektet er ledet av Steven Mirsky, en agro-økolog med USDA-Agricultural Research Service.
Dekkvekster er planter som dyrkes for å beskytte jord mot erosjon, samtidig som de forbedrer bruken av næringsstoffer i jorden og reduserer skadedyr. Dekkvekster som vanligvis dyrkes i lavsesongen inkluderer rug, kløver, vintererter og reddiker.
Det eksisterende og omfattende forskningsnettverket, kalt Presisjon Bærekraftig Landbruk, vil utvide for å samle inn flere typer data fra flere steder, med forskjellige jordtyper og forskjellige klimaer, sa Reberg-Horton, som også er assisterende direktør for Senter for miljømessige jordbrukssystemer.
Det tverrfaglige teamet som inkluderer avlingseksperter, datamodellere og samfunnsvitere fra 36 institusjoner, vil forske på spørsmål som spenner fra hvordan dekkvekster påvirker ugressmiddelresistens til hvordan frodigheten til dekkveksten i ulike deler av åkeren påvirker jordas nitrogennivåer.
Teamet vil bruke banebrytende teknologi, som autonom datainnsamling, skybaserte dataplattformer og maskinlæring for å fremskynde oppdagelsesprosessen. For eksempel vil Edgar Lobaton, en førsteamanuensis ved NC State's Department of Electrical and Computer Engineering, bruke sin ekspertise innen maskinlæring og signalbehandling til å analysere dataene som samles inn og utvikle algoritmer for å forutsi tørketoleransen og motstandskraften til avlinger. Andre CALS fakulteter, inkludert Ramon Leon og Alex Woodley, vil studere hvordan dekkvekster inkorporerer nitrogen i jorda og påvirker ugressnivået.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
I tillegg til å fremme vitenskapelig forståelse av de komplekse faktorene rundt fordelene med dekkvekster, vil teamet utvide denne kunnskapen til apper for å hjelpe bønder i deres beslutningsprosesser, sa Reberg-Horton. Dekkvekster er ikke en løsning som passer alle, la han til. Avhengig av lokal jordtype, klima og dominerende skadedyr, kan appen anbefale forskjellige dekkvekster og forskjellige forvaltningsalternativer.
Teamet vil også utvikle kurs for utvidelsesoppsøkende og klasseromsundervisning for å fremme spredningen av kunnskapen de oppdager.
Målet med tilskuddet er å øke adopsjonen av dekkvekster og transformere landbruket til et mer tilpasningsdyktig og bærekraftig system. I en tidligere studie fant teamet at dekkvekster økte motstandskraften på en uventet måte. I tillegg til å redusere avrenning – noe som øker mengden fuktighet som holdes på åkrene og reduserer mengden næringsstoffer som havner i elver nedstrøms – gjorde dekkvekster, spesielt rotklumpene, det mulig for bøndene å plante tidligere under uvanlig våte vårer. , han sa. Motsatt ved å redusere avrenningen, kan dekkvekster i mange tilfeller også øke tørketoleransen til kontantvekster.
Reberg-Horton håper også å etablere et stort forskningsnettverk som vil leve videre lenge etter den femårige bevilgningen og bidra til å forme en kultur med store samarbeid innen landbruksforskning.
"I dag tar individuelle bønder ledelsesbeslutninger som om de skal dyrke dekkvekster, hvilke typer de skal plante og når de skal drepes," sa Reberg-Horton. "Ved å samle inn data på tvers av vårt enorme nettverk om hvilke beslutninger de tar og hvordan det påvirker kontantavlingene, kan vi lære raskere sammen."
Chris Reberg-Horton, til høyre, Girish Chowdhary, Ranveer Chandra og Steven Mirsky, til venstre, undersøker en autonom landbruksdatainnsamlingsrobot. Reberg-Horton og Mirsky er medledere for et stipend på 10 millioner dollar fra det amerikanske landbruksdepartementet for å transformere landbruket. Foto: North Carolina State University