美国农业部授予 五年期 10 万美元补助金 北卡罗来纳州立大学和美国农业部农业研究服务处领导一项全国性的研究工作,以提高农业的可持续性,同时应对如何通过使用覆盖作物养活世界不断增长的人口的重大全球挑战。
“通过这笔拨款,我们将利用现有的研究人员网络进行协调实验,探索覆盖作物改善土壤和经济作物盈利能力的所有方式,然后将新知识转化为决策支持工具或应用程序,作物与土壤科学教授、研究团队联合负责人克里斯·雷伯格-霍顿 (Chris Reberg-Horton) 说。 “最终,我们希望增加粮食产量,减少农业对环境的影响,并帮助农民适应不断变化的气候。”
农业和食品研究计划的新资助 可持续农业系统 该计划将探讨 23 个州的农场和研究站种植的覆盖作物如何影响昆虫、杂草、用水、土壤养分水平以及最终影响玉米、棉花和大豆等主要经济作物的产量。该项目由美国农业部农业研究局的农业生态学家史蒂文·米尔斯基(Steven Mirsky)共同领导。
覆盖作物是为了保护土壤免受侵蚀而种植的植物,同时还可以提高土壤养分的利用水平并减少害虫。通常在淡季种植的覆盖作物包括黑麦、三叶草、冬豌豆和萝卜。
现有的广泛的研究网络,称为 精准可持续农业雷伯格-霍顿(Reberg-Horton)表示,该项目将进行扩展,以便从更多地点收集更多类型的数据,这些地点具有不同的土壤类型和不同的气候。 环境农业系统中心.
这个跨学科团队包括来自 36 个机构的作物专家、计算机建模师和社会科学家,他们将研究覆盖作物如何影响除草剂抗性以及田地不同部位覆盖作物的茂盛程度如何影响土壤氮水平等问题。
该团队将使用自主数据收集、基于云的数据平台和机器学习等尖端技术来加快他们的发现过程。例如,北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程系副教授埃德加·洛巴顿(Edgar Lobaton)将利用他在机器学习和信号处理方面的专业知识来分析收集到的数据并开发算法来预测作物的耐旱性和恢复力。其他 CALS 教师,包括 Ramon Leon 和 Alex Woodley,将研究覆盖作物如何将氮融入土壤并影响杂草水平。https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
雷伯格-霍顿说,除了增进对覆盖作物益处的复杂因素的科学理解外,该团队还将把这些知识扩展到应用程序中,以帮助农民做出决策。他补充说,覆盖作物并不是一种万能的解决方案。根据当地的土壤类型、气候和主要害虫,该应用程序可能会推荐不同的覆盖作物和不同的管理方案。
该团队还将开发推广和课堂教育课程,以进一步传播他们发现的知识。
这笔赠款的目标是增加覆盖作物的采用,并将农业转变为更具适应性和可持续性的系统。在早期的一项研究中,研究小组发现覆盖作物以意想不到的方式提高了恢复能力。除了减少径流(增加田地保留的水分量并减少最终流入下游河流的养分量)之外,覆盖作物,特别是根球,还使农民能够在异常潮湿的春季提早种植, 他说。相反,通过减少径流,覆盖作物在许多情况下还可以提高经济作物的耐旱性。
雷伯格-霍顿还希望建立一个庞大的研究网络,该网络将在五年资助结束后长期存在,并帮助塑造农业研究领域的大型合作文化。
“如今,个体农民正在做出管理决策,例如是否种植覆盖作物、种植什么类型以及何时杀死它们,”雷伯格-霍顿说。 “通过我们庞大的网络收集有关他们做出的决策以及决策如何影响经济作物产量的数据,我们可以更快地共同学习。”
Chris Reberg-Horton(右)、Girish Chowdhary、Ranveer Chandra 和 Steven Mirsky(左)正在检查自主农业数据收集机器人。雷伯格-霍顿和米尔斯基是美国农业部拨款 10 万美元的共同领导者,该拨款旨在改造农业。照片:北卡罗来纳州立大学