美國農業部授予 五年 10 萬美元的撥款 北卡羅來納州立大學和美國農業部農業研究局領導一項全國性的研究工作,以提高農業的可持續性,同時應對如何通過使用覆蓋作物來養活世界不斷增長的人口這一重大全球挑戰。
“有了這筆贈款,我們將利用現有的研究人員網絡開展協調實驗,探索覆蓋作物改善土壤和經濟作物盈利能力的所有方式,然後將這些新知識轉化為決策支持工具或應用程序,對於農民來說,”作物與土壤科學教授兼研究團隊的聯合負責人克里斯雷伯格 - 霍頓說。 “最終,我們希望增加糧食產量,減少農業對環境的影響,並幫助農民適應不斷變化的氣候。”
農業和食品研究計劃的新資助 可持續農業系統 該計劃將探討在 23 個州的農場和研究站種植的覆蓋作物如何影響昆蟲、雜草、用水、土壤養分水平以及最終影響主要經濟作物(如玉米、棉花和大豆)的產量。 該項目由美國農業部農業研究局的農業生態學家 Steven Mirsky 共同領導。
覆蓋作物是為保護土壤免受侵蝕而種植的植物,同時還可以提高土壤養分利用水平並減少害蟲。 通常在淡季種植的覆蓋作物包括黑麥、三葉草、冬豌豆和蘿蔔。
現有和廣泛的研究網絡,稱為 精準可持續農業, 將擴大以便從更多地點收集更多類型的數據, 具有不同的土壤類型和不同的氣候, Reberg-Horton 說, 他也是該研究所的助理主任 環境農業系統中心.
這個跨學科團隊包括來自 36 個機構的作物專家、計算機建模師和社會科學家,他們將研究從覆蓋作物如何影響除草劑抗性到覆蓋作物在田地不同部分的茂盛程度如何影響土壤氮含量等問題。
該團隊將使用尖端技術,例如自主數據收集、基於雲的數據平台和機器學習來加快他們的發現過程。 例如,北卡羅來納州立大學電氣與計算機工程系副教授埃德加·洛巴頓 (Edgar Lobaton) 將利用他在機器學習和信號處理方面的專業知識來分析收集到的數據,並開發算法來預測作物的耐旱性和恢復力。 其他 CALS 教員,包括 Ramon Leon 和 Alex Woodley,將研究覆蓋作物如何將氮吸收到土壤中並影響雜草水平。https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Reberg-Horton 說,除了推進對圍繞覆蓋作物益處的複雜因素的科學理解外,該團隊還將把這些知識擴展到應用程序中,以幫助農民進行決策。 他補充說,覆蓋作物不是一種放之四海而皆準的解決方案。 根據當地的土壤類型、氣候和主要害蟲,該應用程序可能會推薦不同的覆蓋作物和不同的管理方案。
該團隊還將開發擴展外展和課堂教育課程,以進一步傳播他們發現的知識。
贈款的目標是增加覆蓋作物的採用,並將農業轉變為更具適應性和可持續性的系統。 在早期的一項研究中,該團隊發現覆蓋作物以意想不到的方式增加了彈性。 除了減少徑流——這會增加田地保留的水分並減少最終流入下游河流的養分量——覆蓋作物,尤其是根球,還可以讓農民在異常潮濕的春季提前種植, 他說。 相反,通過減少徑流,覆蓋作物在許多情況下也可以提高經濟作物的耐旱性。
Reberg-Horton 還希望建立一個龐大的研究網絡,該網絡將在五年撥款之後繼續存在,並幫助塑造農業研究領域的大型合作文化。
Reberg-Horton 說:“如今,個體農民正在做出管理決策,例如是否種植覆蓋作物、種植什麼類型以及何時殺死它們。” “通過我們龐大的網絡收集有關他們做出的決定以及這些決定如何影響經濟作物產量的數據,我們可以一起更快地學習。”
Chris Reberg-Horton(右)、Girish Chowdhary、Ranveer Chandra 和 Steven Mirsky(左)正在檢查一個自主農業數據收集機器人。 Reberg-Horton 和 Mirsky 是美國農業部提供的 10 萬美元贈款的共同負責人,用於改造農業。 照片:北卡羅來納州立大學