Det amerikanske landbrugsministerium har tildelt en femårigt, 10 millioner dollars tilskud til North Carolina State University og USDA-Agricultural Research Service for at lede en landsdækkende forskningsindsats for at forbedre bæredygtigheden af landbruget, samtidig med at man tackler den store globale udfordring om, hvordan man kan brødføde verdens voksende befolkning ved brug af dækafgrøder.
"Med denne bevilling vil vi bygge videre på vores eksisterende netværk af forskere til at udføre koordinerede eksperimenter, der undersøger alle måder, hvorpå dækafgrøder kan forbedre jordbunden og rentabiliteten af kontantafgrøder og derefter omdanne den nye viden til beslutningsstøttende værktøjer eller apps, for landmænd,” sagde Chris Reberg-Horton, professor i afgrøde- og jordvidenskab og medleder af forskerholdet. "I sidste ende vil vi øge fødevareproduktionen, reducere landbrugets miljøpåvirkninger og hjælpe landmændene med at tilpasse sig det skiftende klima."
Bevillingen fra Landbrugs- og Fødevareforskningsindsatsens nye Bæredygtige landbrugssystemer programmet vil undersøge, hvordan dækafgrøder dyrket på gårde og forskningsstationer i 23 stater påvirker insekter, ukrudt, vandforbrug, jordens næringsstofniveauer og i sidste ende udbyttet af store kontantafgrøder som majs, bomuld og sojabønner. Projektet ledes i fællesskab af Steven Mirsky, en agro-økolog med USDA-Agricultural Research Service.
Dækafgrøder er planter, der dyrkes for at beskytte jorden mod erosion og samtidig forbedre jordens næringsstofforbrug og reducere skadedyr. Dækafgrøder, der almindeligvis dyrkes i lavsæsonen, omfatter rug, kløver, vinterærter og radiser.
Det eksisterende og omfattende forskningsnetværk, kaldet Præcisions bæredygtigt landbrug, vil udvide for at indsamle flere typer data fra flere steder, med forskellige jordtyper og forskellige klimaer, sagde Reberg-Horton, som også er assisterende direktør for Center for miljøvenlige landbrugssystemer.
Det tværfaglige team, der omfatter afgrødeeksperter, computermodellere og samfundsforskere fra 36 institutioner, vil forske i spørgsmål, der spænder fra, hvordan dækafgrøder påvirker herbicidresistens til, hvordan frodigheden af dækafgrøden i forskellige dele af marken påvirker jordens nitrogenniveauer.
Holdet vil bruge avanceret teknologi, såsom autonom dataindsamling, cloud-baserede dataplatforme og maskinlæring for at fremskynde deres opdagelsesproces. For eksempel vil Edgar Lobaton, en lektor i NC State's Department of Electrical and Computer Engineering, bruge sin ekspertise inden for maskinlæring og signalbehandling til at analysere de indsamlede data og udvikle algoritmer til at forudsige afgrøders tørketolerance og modstandsdygtighed. Andre CALS fakulteter, herunder Ramon Leon og Alex Woodley, vil studere, hvordan dækafgrøder inkorporerer nitrogen i jorden og påvirker ukrudtsniveauerne.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Ud over at fremme videnskabelig forståelse af de komplekse faktorer omkring fordelene ved dækafgrøder, vil holdet udvide denne viden til apps for at hjælpe landmænd i deres beslutningsprocesser, sagde Reberg-Horton. Dækafgrøder er ikke en løsning, der passer til alle, tilføjede han. Afhængigt af den lokale jordtype, klima og fremherskende skadedyr, kan appen anbefale forskellige dækafgrøder og forskellige forvaltningsmuligheder.
Teamet vil også udvikle kurser til opsøgende udvidelse og klasseundervisning for at fremme spredningen af den viden, de opdager.
Målet med bevillingen er at øge adoptionen af dækafgrøder og omdanne landbruget til et mere tilpasningsdygtigt og bæredygtigt system. I en tidligere undersøgelse fandt holdet, at dækafgrøder øgede modstandskraften på en uventet måde. Ud over at reducere afstrømningen - hvilket øger mængden af fugt tilbageholdt af markerne og mindsker mængden af næringsstoffer, der ender i floder nedstrøms - gjorde dækafgrøder, især rodklumperne, det muligt for landmændene at plante tidligere i usædvanligt våde forår , han sagde. Omvendt kan dækafgrøder ved at reducere afstrømningen i mange tilfælde også øge tørketolerancen for kontantafgrøder.
Reberg-Horton håber også at etablere et stort forskningsnetværk, der vil leve videre længe efter den femårige bevilling og være med til at forme en kultur med store samarbejder inden for landbrugsforskning.
"I dag træffer individuelle landmænd ledelsesbeslutninger, såsom om de skal dyrke dækafgrøder, hvilke typer de skal plante, og hvornår de skal dræbes," sagde Reberg-Horton. "Ved at indsamle data på tværs af vores store netværk om, hvilke beslutninger de træffer, og hvordan det påvirker kontantafgrødeudbyttet, kan vi lære hurtigere sammen."
Chris Reberg-Horton, til højre, Girish Chowdhary, Ranveer Chandra og Steven Mirsky, til venstre, undersøger en autonom landbrugsdataindsamlingsrobot. Reberg-Horton og Mirsky er medledere af en bevilling på $10 mio. fra det amerikanske landbrugsministerium til at transformere landbruget. Foto: North Carolina State University