Το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ απένειμε α πενταετής επιχορήγηση 10 εκατομμυρίων δολαρίων στο North Carolina State University και το USDA-Agricultural Research Service για να ηγηθούν μιας εθνικής ερευνητικής προσπάθειας για τη βελτίωση της βιωσιμότητας της γεωργίας, αντιμετωπίζοντας παράλληλα τη μεγάλη παγκόσμια πρόκληση του τρόπου διατροφής του αυξανόμενου πληθυσμού του κόσμου, μέσω της χρήσης καλλιέργειες κάλυψης.
«Με αυτήν την επιχορήγηση, θα δημιουργήσουμε το υπάρχον δίκτυο ερευνητών μας για να διεξάγουμε συντονισμένα πειράματα διερευνώντας όλους τους τρόπους με τους οποίους οι καλλιέργειες μπορούν να βελτιώσουν το έδαφος και την κερδοφορία των καλλιεργειών σε μετρητά και στη συνέχεια να μετατρέψουμε αυτή τη νέα γνώση σε εργαλεία ή εφαρμογές υποστήριξης αποφάσεων. για τους αγρότες», δήλωσε ο Chris Reberg-Horton, καθηγητής στην Επιστήμη των καλλιεργειών και του εδάφους και συνεπικεφαλής της ερευνητικής ομάδας. «Τελικά, θέλουμε να αυξήσουμε την παραγωγή τροφίμων, να μειώσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της γεωργίας και να βοηθήσουμε τους αγρότες να προσαρμοστούν στο μεταβαλλόμενο κλίμα».
Η επιχορήγηση από την Πρωτοβουλία Έρευνας Γεωργίας και Τροφίμων νέα Βιώσιμα Γεωργικά Συστήματα Το πρόγραμμα θα διερευνήσει πώς οι καλλιέργειες κάλυψης που καλλιεργούνται σε αγροκτήματα και ερευνητικούς σταθμούς σε 23 πολιτείες επηρεάζουν τα έντομα, τα ζιζάνια, τη χρήση νερού, τα επίπεδα θρεπτικών συστατικών του εδάφους και τελικά την απόδοση σημαντικών καλλιεργειών σε μετρητά όπως το καλαμπόκι, το βαμβάκι και η σόγια. Συνεπικεφαλής του έργου είναι ο Steven Mirsky, αγρο-οικολόγος με το USDA-Agricultural Research Service.
Οι καλλιέργειες κάλυψης είναι φυτά που καλλιεργούνται για να προστατεύουν το έδαφος από τη διάβρωση, ενώ παράλληλα βελτιώνουν τα επίπεδα χρήσης των θρεπτικών συστατικών του εδάφους και μειώνουν τα παράσιτα. Οι καλλιέργειες κάλυψης που συνήθως καλλιεργούνται εκτός εποχής περιλαμβάνουν τη σίκαλη, το τριφύλλι, τα χειμωνιάτικα μπιζέλια και τα ραπανάκια.
Το υπάρχον και εκτεταμένο ερευνητικό δίκτυο, που καλείται Αειφόρος γεωργία ακριβείας, θα επεκταθεί προκειμένου να συλλέξει περισσότερους τύπους δεδομένων από περισσότερες τοποθεσίες, με διαφορετικούς τύπους εδάφους και διαφορετικά κλίματα, δήλωσε ο Reberg-Horton, ο οποίος είναι επίσης βοηθός διευθυντή του Κέντρο Περιβαλλοντικών Γεωργικών Συστημάτων.
Η διεπιστημονική ομάδα που περιλαμβάνει ειδικούς στις καλλιέργειες, μοντελιστές υπολογιστών και κοινωνικούς επιστήμονες από 36 ιδρύματα, θα ερευνήσει ερωτήματα που κυμαίνονται από τον τρόπο με τον οποίο οι καλλιέργειες επηρεάζουν την αντοχή στα ζιζανιοκτόνα έως τον τρόπο με τον οποίο η πλούσια καλλιέργεια της κάλυψης σε διάφορα μέρη του αγρού επηρεάζει τα επίπεδα αζώτου του εδάφους.
Η ομάδα θα χρησιμοποιήσει τεχνολογία αιχμής, όπως αυτόνομη συλλογή δεδομένων, πλατφόρμες δεδομένων που βασίζονται σε cloud και μηχανική μάθηση για να επιταχύνει τη διαδικασία ανακάλυψής τους. Για παράδειγμα, ο Edgar Lobaton, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του NC State, θα χρησιμοποιήσει την τεχνογνωσία του στη μηχανική μάθηση και την επεξεργασία σημάτων για να αναλύσει τα δεδομένα που συλλέγονται και να αναπτύξει αλγόριθμους για την πρόβλεψη της ανοχής στην ξηρασία και της ανθεκτικότητας των καλλιεργειών. Άλλες σχολές CALS, συμπεριλαμβανομένων των Ramon Leon και Alex Woodley, θα μελετήσουν πώς οι καλλιέργειες κάλυψης ενσωματώνουν άζωτο στο έδαφος και επηρεάζουν τα επίπεδα των ζιζανίων.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Εκτός από την προώθηση της επιστημονικής κατανόησης των περίπλοκων παραγόντων που περιβάλλουν τα οφέλη των καλλιεργειών κάλυψης, η ομάδα θα επεκτείνει αυτή τη γνώση σε εφαρμογές για να βοηθήσει τους αγρότες στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων, είπε ο Reberg-Horton. Οι καλλιέργειες κάλυψης δεν είναι μια λύση που ταιριάζει σε όλους, πρόσθεσε. Ανάλογα με τον τοπικό τύπο εδάφους, το κλίμα και τα κυρίαρχα παράσιτα, η εφαρμογή μπορεί να προτείνει διαφορετικές καλλιέργειες κάλυψης και διαφορετικές επιλογές διαχείρισης.
Η ομάδα θα αναπτύξει επίσης μαθήματα για την εξάσκηση και εκπαίδευση στην τάξη για να προωθήσει τη διάδοση της γνώσης που ανακαλύπτει.
Στόχος της επιχορήγησης είναι να αυξηθεί η υιοθέτηση καλλιεργειών κάλυψης και να μετατραπεί η γεωργία σε ένα πιο προσαρμόσιμο και βιώσιμο σύστημα. Σε μια προηγούμενη μελέτη, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι καλλιέργειες αύξησαν την ανθεκτικότητα με απροσδόκητο τρόπο. Εκτός από τη μείωση της απορροής – η οποία αυξάνει την ποσότητα υγρασίας που συγκρατείται από τα χωράφια και μειώνει την ποσότητα των θρεπτικών ουσιών που καταλήγουν στα ποτάμια κατάντη – καλύπτει τις καλλιέργειες, ιδιαίτερα τις ρίζες, επέτρεψε στους αγρότες να φυτεύουν νωρίτερα κατά τη διάρκεια ασυνήθιστα υγρών πηγών , αυτός είπε. Αντίθετα, με τη μείωση της απορροής, οι καλλιέργειες κάλυψης μπορούν επίσης να αυξήσουν την ανοχή των καλλιεργειών σε μετρητά στην ξηρασία σε πολλές περιπτώσεις.
Η Reberg-Horton ελπίζει επίσης να δημιουργήσει ένα τεράστιο ερευνητικό δίκτυο που θα συνεχίσει να ζει μετά την πενταετή επιχορήγηση και θα βοηθήσει στη διαμόρφωση μιας κουλτούρας μεγάλων συνεργασιών στη γεωργική έρευνα.
«Σήμερα οι μεμονωμένοι αγρότες παίρνουν αποφάσεις διαχείρισης, όπως αν θα καλλιεργήσουν καλλιέργειες, ποιους τύπους θα φυτέψουν και πότε θα τις σκοτώσουν», είπε ο Reberg-Horton. «Συλλέγοντας δεδομένα στο τεράστιο δίκτυό μας σχετικά με το ποιες αποφάσεις λαμβάνουν και πώς αυτό επηρεάζει τις αποδόσεις των μετρητών, μπορούμε να μάθουμε γρηγορότερα μαζί».
Ο Chris Reberg-Horton, δεξιά, ο Girish Chowdhary, ο Ranveer Chandra και ο Steven Mirsky, αριστερά, εξετάζουν ένα αυτόνομο ρομπότ συλλογής γεωργικών δεδομένων. Ο Ρέμπεργκ-Χόρτον και ο Μίρσκι είναι συν-ηγέτες επιχορήγησης 10 εκατομμυρίων δολαρίων από το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ για τη μεταμόρφωση της γεωργίας. Φωτογραφία: North Carolina State University