Министерство сельского хозяйства США наградило пятилетний грант в размере 10 миллионов долларов Университету штата Северная Каролина и Службе сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, чтобы возглавить общенациональные исследовательские усилия по повышению устойчивости сельского хозяйства, одновременно решая грандиозную глобальную проблему: как прокормить растущее население мира за счет использования покровных культур.
«Благодаря этому гранту мы создадим нашу существующую сеть исследователей для проведения скоординированных экспериментов, изучающих все способы, которыми покровные культуры могут улучшить почву и рентабельность товарных культур, а затем превратим эти новые знания в инструменты или приложения для поддержки принятия решений». для фермеров», — сказал Крис Реберг-Хортон, профессор растениеводства и почвоведения и соруководитель исследовательской группы. «В конечном итоге мы хотим увеличить производство продуктов питания, уменьшить воздействие сельского хозяйства на окружающую среду и помочь фермерам адаптироваться к меняющемуся климату».
Грант от нового проекта Инициативы по исследованиям в области сельского хозяйства и продовольствия Устойчивые сельскохозяйственные системы Программа будет изучать, как покровные культуры, выращиваемые на фермах и исследовательских станциях в 23 штатах, влияют на насекомых, сорняки, использование воды, уровень питательных веществ в почве и, в конечном итоге, на урожайность основных товарных культур, таких как кукуруза, хлопок и соевые бобы. Соруководителем проекта является Стивен Мирски, агроэколог Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США.
Покровные культуры — это растения, выращиваемые для защиты почвы от эрозии, а также для улучшения использования питательных веществ в почве и уменьшения количества вредителей. Покровные культуры, обычно выращиваемые в межсезонье, включают рожь, клевер, озимый горох и редис.
Существующая и обширная исследовательская сеть, называемая Точное устойчивое сельское хозяйство, будет расширяться, чтобы собирать больше типов данных из большего числа мест, с разными типами почв и разнообразным климатом, сказала Реберг-Хортон, которая также является помощником директора Центр систем экологического земледелия.
Междисциплинарная команда, в которую входят эксперты по сельскохозяйственным культурам, специалисты по компьютерному моделированию и социологи из 36 учреждений, будет исследовать самые разные вопросы: от того, как покровные культуры влияют на устойчивость к гербицидам, до того, как пышность покровных культур в разных частях поля влияет на уровень азота в почве.
Команда будет использовать передовые технологии, такие как автономный сбор данных, облачные платформы данных и машинное обучение, чтобы ускорить процесс открытия. Например, Эдгар Лобатон, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники штата Северная Каролина, будет использовать свой опыт в области машинного обучения и обработки сигналов для анализа собранных данных и разработки алгоритмов для прогнозирования засухоустойчивости и устойчивости сельскохозяйственных культур. Другие преподаватели CALS, в том числе Рамон Леон и Алекс Вудли, будут изучать, как покровные культуры усваивают азот в почве и влияют на уровень сорняков. 7F%1Fcals.ncsu.edu
По словам Реберг-Хортона, помимо продвижения научного понимания сложных факторов, связанных с преимуществами покровных культур, команда расширит эти знания в приложениях, которые помогут фермерам в процессах принятия решений. Покровные культуры не являются универсальным решением, добавил он. В зависимости от местного типа почвы, климата и преобладающих вредителей приложение может рекомендовать различные покровные культуры и различные варианты управления.
Команда также разработает курсы повышения квалификации и аудиторного обучения для дальнейшего распространения полученных ими знаний.
Цель гранта — расширить внедрение покровных культур и превратить сельское хозяйство в более адаптируемую и устойчивую систему. В более раннем исследовании команда обнаружила, что покровные культуры неожиданным образом повышают устойчивость. Помимо сокращения стока, который увеличивает количество влаги, удерживаемой полями, и уменьшает количество питательных веществ, попадающих в реки ниже по течению, покровные культуры, особенно корневые комки, позволили фермерам сеять раньше во время необычно влажных весен. , он сказал. И наоборот, за счет сокращения стока покровные культуры во многих случаях могут также повысить засухоустойчивость товарных культур.
Реберг-Хортон также надеется создать обширную исследовательскую сеть, которая просуществует еще долго после пятилетнего гранта и поможет сформировать культуру широкого сотрудничества в сельскохозяйственных исследованиях.
«Сегодня отдельные фермеры принимают управленческие решения, например, выращивать ли покровные культуры, какие виды сажать и когда их уничтожать», — сказала Реберг-Хортон. «Собирая в нашей обширной сети данные о том, какие решения они принимают и как это влияет на урожайность товарных культур, мы можем вместе учиться быстрее».
Крис Реберг-Хортон (справа), Гириш Чоудхари, Ранвир Чандра и Стивен Мирски (слева) осматривают автономного робота для сбора сельскохозяйственных данных. Реберг-Хортон и Мирски являются соруководителями гранта Министерства сельского хозяйства США в размере 10 миллионов долларов на преобразование сельского хозяйства. Фото: Университет штата Северная Каролина