Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đã trao giải 10 năm, trợ cấp XNUMX triệu USD đến Đại học Bang North Carolina và Cơ quan Nghiên cứu Nông nghiệp USDA để dẫn đầu nỗ lực nghiên cứu toàn quốc nhằm cải thiện tính bền vững của nông nghiệp, đồng thời giải quyết thách thức lớn toàn cầu về cách cung cấp lương thực cho dân số ngày càng tăng trên thế giới thông qua việc sử dụng cây che phủ.
“Với khoản tài trợ này, chúng tôi sẽ xây dựng mạng lưới các nhà nghiên cứu hiện có của mình để tiến hành các thí nghiệm phối hợp khám phá tất cả các cách mà cây che phủ có thể cải thiện đất và khả năng sinh lợi của cây trồng thương mại, sau đó biến kiến thức mới đó thành các công cụ hoặc ứng dụng hỗ trợ quyết định, cho nông dân,” Chris Reberg-Horton, giáo sư về Khoa học cây trồng và đất, đồng thời là đồng trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. “Cuối cùng, chúng tôi muốn tăng sản lượng lương thực, giảm tác động đến môi trường của nông nghiệp và giúp nông dân thích ứng với biến đổi khí hậu”.
Khoản tài trợ từ Sáng kiến Nghiên cứu Nông nghiệp và Thực phẩm mới Hệ thống nông nghiệp bền vững chương trình sẽ tìm hiểu xem cây che phủ được trồng tại các trang trại và trạm nghiên cứu ở 23 tiểu bang tác động như thế nào đến côn trùng, cỏ dại, việc sử dụng nước, mức độ dinh dưỡng của đất và cuối cùng là năng suất của các loại cây trồng chính như ngô, bông và đậu nành. Dự án được đồng chủ trì bởi Steven Mirsky, một nhà sinh thái nông nghiệp thuộc Cơ quan Nghiên cứu Nông nghiệp USDA.
Cây che phủ là loại cây được trồng để bảo vệ đất khỏi xói mòn đồng thời cải thiện việc sử dụng mức độ dinh dưỡng của đất và giảm sâu bệnh. Các loại cây che phủ thường được trồng trái vụ bao gồm lúa mạch đen, cỏ ba lá, đậu mùa đông và củ cải.
Mạng lưới nghiên cứu hiện có và rộng khắp, được gọi là Nông nghiệp bền vững chính xácReberg-Horton, đồng thời là trợ lý giám đốc của tổ chức, cho biết sẽ mở rộng để thu thập nhiều loại dữ liệu hơn từ nhiều địa điểm hơn, với các loại đất khác nhau và khí hậu đa dạng. Trung tâm hệ thống canh tác môi trường.
Nhóm liên ngành bao gồm các chuyên gia về cây trồng, nhà lập mô hình máy tính và nhà khoa học xã hội từ 36 tổ chức, sẽ nghiên cứu các câu hỏi từ cây che phủ tác động như thế nào đến khả năng kháng thuốc diệt cỏ cho đến độ tươi tốt của cây che phủ ở các khu vực khác nhau trên đồng ruộng tác động như thế nào đến mức nitơ trong đất.
Nhóm sẽ sử dụng công nghệ tiên tiến, chẳng hạn như thu thập dữ liệu tự động, nền tảng dữ liệu dựa trên đám mây và học máy để đẩy nhanh quá trình khám phá của họ. Ví dụ, Edgar Lobaton, phó giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính của Bang NC, sẽ sử dụng chuyên môn của mình về học máy và xử lý tín hiệu để phân tích dữ liệu thu thập được và phát triển các thuật toán để dự đoán khả năng chịu hạn và khả năng phục hồi của cây trồng. Các giảng viên khác của CALS, bao gồm Ramon Leon và Alex Woodley, sẽ nghiên cứu cách cây che phủ kết hợp nitơ vào đất và tác động đến mức độ cỏ dại.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Reberg-Horton cho biết, ngoài việc nâng cao hiểu biết khoa học về các yếu tố phức tạp xung quanh lợi ích của cây che phủ, nhóm sẽ mở rộng kiến thức đó vào các ứng dụng để hỗ trợ nông dân trong quá trình ra quyết định. Ông nói thêm rằng cây che phủ không phải là giải pháp chung cho tất cả. Tùy thuộc vào loại đất, khí hậu và các loài gây hại phổ biến ở địa phương, ứng dụng có thể đề xuất các loại cây che phủ khác nhau và các phương án quản lý khác nhau.
Nhóm cũng sẽ phát triển các khóa học để mở rộng phạm vi tiếp cận và giáo dục trong lớp để tiếp tục phổ biến kiến thức mà họ khám phá được.
Mục tiêu của khoản tài trợ là tăng cường áp dụng cây che phủ và chuyển đổi nông nghiệp thành một hệ thống thích ứng và bền vững hơn. Trong một nghiên cứu trước đó, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng cây che phủ làm tăng khả năng phục hồi một cách bất ngờ. Ngoài việc giảm dòng chảy – làm tăng lượng ẩm được giữ lại trên đồng ruộng và giảm lượng chất dinh dưỡng chảy xuống hạ lưu sông – cây che phủ, đặc biệt là củ, giúp nông dân có thể trồng sớm hơn trong mùa xuân ẩm ướt bất thường , anh ấy nói. Ngược lại, bằng cách giảm dòng chảy, cây che phủ cũng có thể làm tăng khả năng chịu hạn của cây trồng thương mại trong nhiều trường hợp.
Reberg-Horton cũng hy vọng sẽ thiết lập được một mạng lưới nghiên cứu rộng lớn sẽ tồn tại lâu dài sau khoản tài trợ 5 năm và giúp hình thành văn hóa hợp tác lớn trong nghiên cứu nông nghiệp.
Reberg-Horton cho biết: “Ngày nay, các cá nhân nông dân đang đưa ra các quyết định quản lý như có nên trồng cây che phủ hay không, trồng loại cây nào và khi nào nên giết chúng”. “Bằng cách thu thập dữ liệu trên mạng lưới rộng lớn của chúng tôi về những quyết định họ đưa ra và điều đó ảnh hưởng như thế nào đến năng suất cây trồng, chúng ta có thể cùng nhau học hỏi nhanh hơn”.
Chris Reberg-Horton, phải, Girish Chowdhary, Ranveer Chandra và Steven Mirsky, trái, đang kiểm tra một robot thu thập dữ liệu nông nghiệp tự động. Reberg-Horton và Mirsky là đồng chủ trì khoản tài trợ trị giá 10 triệu USD từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ để chuyển đổi ngành nông nghiệp. Ảnh: Đại học bang Bắc Carolina