Jabatan Pertanian AS telah menganugerahkan a geran lima tahun, $10 juta ke North Carolina State University dan USDA-Agricultural Research Service untuk mengetuai usaha penyelidikan di seluruh negara untuk meningkatkan kemampanan pertanian, sambil menangani cabaran global yang besar tentang cara memberi makan kepada populasi dunia yang semakin meningkat, melalui penggunaan tanaman penutup.
“Dengan pemberian ini, kami akan membina rangkaian penyelidik sedia ada kami untuk menjalankan eksperimen yang diselaraskan meneroka semua cara tanaman penutup boleh meningkatkan tanah dan keuntungan tanaman kontan dan kemudian menukar pengetahuan baharu itu kepada alat atau aplikasi sokongan keputusan, untuk petani,” kata Chris Reberg-Horton, seorang profesor dalam Sains Tanaman dan Tanah dan ketua bersama pasukan penyelidikan. "Akhirnya, kami mahu meningkatkan pengeluaran makanan, mengurangkan kesan alam sekitar pertanian dan membantu petani menyesuaikan diri dengan perubahan iklim."
Geran daripada Inisiatif Penyelidikan Pertanian dan Makanan baru Sistem Pertanian Mampan program akan meneroka bagaimana tanaman penutup yang ditanam di ladang dan stesen penyelidikan di 23 negeri memberi kesan kepada serangga, rumpai, penggunaan air, tahap nutrien tanah dan akhirnya hasil tanaman kontan utama seperti jagung, kapas dan kacang soya. Projek ini diketuai bersama oleh Steven Mirsky, ahli agro-ekologi dengan Perkhidmatan Penyelidikan Pertanian USDA.
Tanaman penutup ialah tumbuhan yang ditanam untuk melindungi tanah daripada hakisan di samping meningkatkan penggunaan tahap nutrien tanah dan mengurangkan perosak. Tanaman penutup yang biasa ditanam di luar musim termasuk rai, semanggi, kacang musim sejuk dan lobak.
Rangkaian penyelidikan yang sedia ada dan meluas, dipanggil Pertanian Mampan Ketepatan, akan berkembang untuk mengumpul lebih banyak jenis data dari lebih banyak lokasi, dengan jenis tanah yang berbeza dan iklim yang pelbagai, kata Reberg-Horton, yang juga penolong pengarah Pusat Sistem Pertanian Alam Sekitar.
Pasukan antara disiplin yang termasuk pakar tanaman, pemodel komputer dan saintis sosial dari 36 institusi, akan menyelidik soalan dari cara tanaman penutup memberi kesan kepada rintangan racun herba kepada bagaimana kerimbunan tanaman penutup di bahagian berlainan ladang memberi kesan kepada paras nitrogen tanah.
Pasukan itu akan menggunakan teknologi canggih, seperti pengumpulan data autonomi, platform data berasaskan awan dan pembelajaran mesin untuk mempercepatkan proses penemuan mereka. Contohnya, Edgar Lobaton, seorang profesor bersekutu di Jabatan Kejuruteraan Elektrik dan Komputer Negeri NC, akan menggunakan kepakarannya dalam pembelajaran mesin dan pemprosesan isyarat untuk menganalisis data yang dikumpul dan membangunkan algoritma untuk meramalkan toleransi kemarau dan daya tahan tanaman. Fakulti CALS lain, termasuk Ramon Leon dan Alex Woodley, akan mengkaji cara tanaman penutup menggabungkan nitrogen ke dalam tanah dan memberi kesan kepada tahap rumpai.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Di samping memajukan pemahaman saintifik tentang faktor kompleks yang mengelilingi faedah tanaman penutup, pasukan itu akan memperluaskan pengetahuan itu ke dalam aplikasi untuk membantu petani dalam proses membuat keputusan mereka, kata Reberg-Horton. Tanaman penutup bukan penyelesaian satu saiz untuk semua, tambahnya. Bergantung pada jenis tanah tempatan, iklim dan perosak utama, apl mungkin mengesyorkan tanaman penutup yang berbeza dan pilihan pengurusan yang berbeza.
Pasukan ini juga akan membangunkan kursus untuk jangkauan lanjutan dan pendidikan bilik darjah untuk menyebarkan lagi pengetahuan yang mereka temui.
Matlamat pemberian adalah untuk meningkatkan penggunaan tanaman penutup dan mengubah pertanian menjadi sistem yang lebih mudah disesuaikan dan mampan. Dalam kajian terdahulu, pasukan mendapati bahawa tanaman penutup meningkatkan daya tahan dengan cara yang tidak dijangka. Selain mengurangkan larian – yang meningkatkan jumlah kelembapan yang dikekalkan oleh ladang dan mengurangkan jumlah nutrien yang berakhir di sungai di hilir – tanaman penutup, terutamanya bebola akar, membolehkan petani menanam lebih awal semasa mata air basah yang luar biasa. , katanya. Sebaliknya dengan mengurangkan larian, tanaman penutup juga boleh meningkatkan toleransi kemarau tanaman kontan dalam banyak kes.
Reberg-Horton juga berharap untuk mewujudkan rangkaian penyelidikan yang luas yang akan bertahan lama selepas geran lima tahun dan membantu membentuk budaya kerjasama besar dalam penyelidikan pertanian.
"Hari ini petani individu membuat keputusan pengurusan seperti sama ada untuk menanam tanaman penutup, jenis untuk ditanam dan bila untuk membunuhnya," kata Reberg-Horton. "Dengan mengumpul data merentas rangkaian kami yang luas tentang keputusan yang mereka buat dan cara ia memberi kesan kepada hasil tanaman tunai, kami boleh belajar lebih cepat bersama-sama."
Chris Reberg-Horton, kanan, Girish Chowdhary, Ranveer Chandra, dan Steven Mirsky, kiri, memeriksa robot pengumpulan data pertanian autonomi. Reberg-Horton dan Mirsky adalah ketua bersama geran $10 juta daripada Jabatan Pertanian AS untuk mengubah pertanian. Foto: North Carolina State University