Das US-Landwirtschaftsministerium hat a Fünf-Jahres-Stipendium in Höhe von 10 Millionen US-Dollar an die North Carolina State University und den USDA-Agricultural Research Service, um landesweite Forschungsanstrengungen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit der Landwirtschaft zu leiten und gleichzeitig die große globale Herausforderung anzugehen, wie die wachsende Weltbevölkerung durch den Einsatz von Deckfrüchten ernährt werden kann.
„Mit diesem Zuschuss werden wir auf unserem bestehenden Netzwerk von Forschern aufbauen, um koordinierte Experimente durchzuführen, die alle Möglichkeiten untersuchen, wie Zwischenfrüchte den Boden und die Rentabilität von Marktfrüchten verbessern können, und dieses neue Wissen dann in Entscheidungshilfen oder Apps umwandeln. für Landwirte“, sagte Chris Reberg-Horton, Professor für Pflanzen- und Bodenkunde und Co-Leiter des Forschungsteams. „Letztendlich wollen wir die Lebensmittelproduktion steigern, die Umweltauswirkungen der Landwirtschaft verringern und den Landwirten helfen, sich an den Klimawandel anzupassen.“
Das Stipendium von der Agriculture and Food Research Initiative ist neu Nachhaltige Agrarsysteme Das Programm wird untersuchen, wie Deckfrüchte, die auf Farmen und Forschungsstationen in 23 Bundesstaaten angebaut werden, Insekten, Unkräuter, Wasserverbrauch, Bodennährstoffgehalt und letztendlich den Ertrag wichtiger Nutzpflanzen wie Mais, Baumwolle und Sojabohnen beeinflussen. Das Projekt wird von Steven Mirsky, einem Agrarökologen des USDA-Agricultural Research Service, gemeinsam geleitet.
Deckfrüchte sind Pflanzen, die angebaut werden, um den Boden vor Erosion zu schützen und gleichzeitig die Nutzung der Bodennährstoffe zu verbessern und Schädlinge zu reduzieren. Deckfrüchte, die üblicherweise in der Nebensaison angebaut werden, sind Roggen, Klee, Wintererbsen und Radieschen.
Das bestehende und umfangreiche Forschungsnetzwerk, genannt Präzise nachhaltige Landwirtschaft, wird expandieren, um mehr Arten von Daten von mehr Orten mit unterschiedlichen Bodentypen und unterschiedlichen Klimazonen zu sammeln, sagte Reberg-Horton, der auch stellvertretender Direktor des ist Zentrum für ökologische Landwirtschaftssysteme.
Das interdisziplinäre Team, dem Pflanzenexperten, Computermodellierer und Sozialwissenschaftler aus 36 Institutionen angehören, wird Fragen untersuchen, die von der Auswirkung von Deckfrüchten auf die Herbizidresistenz bis hin zur Auswirkung der Üppigkeit der Deckfrüchte in verschiedenen Teilen des Feldes auf den Stickstoffgehalt des Bodens reichen.
Das Team wird modernste Technologien wie autonome Datenerfassung, Cloud-basierte Datenplattformen und maschinelles Lernen einsetzen, um seinen Entdeckungsprozess zu beschleunigen. Zum Beispiel wird Edgar Lobaton, ein außerordentlicher Professor am Department of Electrical and Computer Engineering des US-Bundesstaates NC, seine Expertise in maschinellem Lernen und Signalverarbeitung nutzen, um die gesammelten Daten zu analysieren und Algorithmen zu entwickeln, um die Dürretoleranz und Widerstandsfähigkeit von Pflanzen vorherzusagen. Andere CALS-Fakultäten, darunter Ramon Leon und Alex Woodley, werden untersuchen, wie Deckfrüchte Stickstoff in den Boden einbauen und die Unkrautkonzentration beeinflussen.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Reberg-Horton sagte, dass das Team nicht nur das wissenschaftliche Verständnis der komplexen Faktoren im Zusammenhang mit den Vorteilen von Zwischenfrüchten vorantreiben, sondern auch dieses Wissen in Apps erweitern wird, um Landwirte bei ihren Entscheidungsprozessen zu unterstützen. Deckfrüchte seien keine Einheitslösung, fügte er hinzu. Abhängig von der lokalen Bodenart, dem Klima und den vorherrschenden Schädlingen empfiehlt die App möglicherweise unterschiedliche Zwischenfrüchte und unterschiedliche Managementoptionen.
Das Team wird auch Kurse für die Kontaktaufnahme und den Unterricht im Klassenzimmer entwickeln, um die Verbreitung des entdeckten Wissens zu fördern.
Das Ziel des Zuschusses ist es, die Einführung von Deckfrüchten zu steigern und die Landwirtschaft in ein anpassungsfähigeres und nachhaltigeres System umzuwandeln. In einer früheren Studie fand das Team heraus, dass Deckfrüchte die Widerstandsfähigkeit auf unerwartete Weise erhöhten. Neben der Verringerung des Abflusses – wodurch die von den Feldern zurückgehaltene Feuchtigkeit erhöht und die Menge an Nährstoffen verringert wird, die in die flussabwärts gelegenen Flüsse gelangen – ermöglichten Deckfrüchte, insbesondere die Wurzelballen, den Landwirten, in ungewöhnlich nassen Frühlingen früher zu pflanzen , er sagte. Umgekehrt können Zwischenfrüchte durch die Verringerung des Abflusses in vielen Fällen auch die Trockenheitstoleranz von Marktfrüchten erhöhen.
Reberg-Horton hofft außerdem, ein riesiges Forschungsnetzwerk aufbauen zu können, das weit über die fünfjährige Förderung hinaus Bestand haben und dazu beitragen wird, eine Kultur großer Kooperationen in der Agrarforschung zu formen.
„Heute treffen einzelne Landwirte Managemententscheidungen, z. B. ob Zwischenfrüchte angebaut werden sollen, welche Arten angebaut und wann sie getötet werden sollen“, sagte Reberg-Horton. „Indem wir in unserem riesigen Netzwerk Daten darüber sammeln, welche Entscheidungen sie treffen und wie sich das auf die Ernteerträge auswirkt, können wir gemeinsam schneller lernen.“
Chris Reberg-Horton (rechts), Girish Chowdhary, Ranveer Chandra und Steven Mirsky (links) untersuchen einen autonomen landwirtschaftlichen Datenerfassungsroboter. Reberg-Horton und Mirsky sind Co-Leiter eines 10-Millionen-Dollar-Zuschusses des US-Landwirtschaftsministeriums zur Umgestaltung der Landwirtschaft. Foto: North Carolina State University