Het Amerikaanse ministerie van landbouw heeft een vijfjarige subsidie van $ 10 miljoen aan North Carolina State University en USDA-Agricultural Research Service om een landelijke onderzoeksinspanning te leiden om de duurzaamheid van de landbouw te verbeteren en tegelijkertijd de grote wereldwijde uitdaging aan te gaan om de groeiende wereldbevolking te voeden door het gebruik van bodembedekkers.
"Met deze subsidie bouwen we voort op ons bestaande netwerk van onderzoekers om gecoördineerde experimenten uit te voeren die alle manieren onderzoeken waarop bodembedekkers de bodem en winstgevendheid van marktgewassen kunnen verbeteren en die nieuwe kennis vervolgens om te zetten in beslissingsondersteunende tools of apps. voor boeren”, zegt Chris Reberg-Horton, een professor in Crop and Soil Science en co-leider van het onderzoeksteam. “Uiteindelijk willen we de voedselproductie verhogen, de milieu-impact van de landbouw verminderen en boeren helpen zich aan te passen aan het veranderende klimaat.”
De subsidie van het nieuwe landbouw- en voedselonderzoeksinitiatief Duurzame landbouwsystemen programma zal onderzoeken hoe bodembedekkers die worden geteeld op boerderijen en onderzoeksstations in 23 staten van invloed zijn op insecten, onkruid, watergebruik, bodemvoedingsstoffen en uiteindelijk op de opbrengst van belangrijke marktgewassen zoals maïs, katoen en sojabonen. Het project wordt mede geleid door Steven Mirsky, een agro-ecoloog bij USDA-Agricultural Research Service.
Bodembedekkers zijn planten die worden gekweekt om de bodem te beschermen tegen erosie, terwijl ze ook het gebruik van voedingsstoffen in de bodem verbeteren en plagen verminderen. Bodembedekkende gewassen die gewoonlijk in het laagseizoen worden geteeld, zijn rogge, klaver, wintererwten en radijs.
Het bestaande en uitgebreide onderzoeksnetwerk, genaamd Precisie duurzame landbouw, zal uitbreiden om meer soorten gegevens te verzamelen van meer locaties, met verschillende bodemtypes en verschillende klimaten, zei Reberg-Horton, die ook adjunct-directeur is van de Centrum voor milieuvriendelijke landbouwsystemen.
Het interdisciplinaire team dat bestaat uit gewasexperts, computermodelleurs en sociale wetenschappers van 36 instellingen, zal vragen onderzoeken die variëren van hoe bodembedekkers de resistentie tegen herbiciden beïnvloeden tot hoe de weelderigheid van de bodembedekker in verschillende delen van het veld de stikstofniveaus in de bodem beïnvloedt.
Het team zal geavanceerde technologie gebruiken, zoals autonome gegevensverzameling, cloudgebaseerde gegevensplatforms en machine learning om hun ontdekkingsproces te versnellen. Edgar Lobaton, universitair hoofddocent bij de afdeling Electrical and Computer Engineering van NC State, zal bijvoorbeeld zijn expertise op het gebied van machine learning en signaalverwerking gebruiken om de verzamelde gegevens te analyseren en algoritmen te ontwikkelen om de droogtetolerantie en veerkracht van gewassen te voorspellen. Andere CALS-faculteiten, waaronder Ramon Leon en Alex Woodley, zullen bestuderen hoe bodembedekkers stikstof in de bodem opnemen en de onkruidniveaus beïnvloeden.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Naast het bevorderen van wetenschappelijk inzicht in de complexe factoren rond de voordelen van bodembedekkers, zal het team die kennis uitbreiden naar apps om boeren te helpen bij hun besluitvormingsprocessen, zei Reberg-Horton. Bodembedekkers zijn geen one-size-fits-all oplossing, voegde hij eraan toe. Afhankelijk van het lokale bodemtype, het klimaat en de overheersende plagen, kan de app verschillende bodembedekkers en verschillende beheeropties aanbevelen.
Het team zal ook cursussen ontwikkelen voor voorlichting en klassikaal onderwijs om de verspreiding van de kennis die ze ontdekken te bevorderen.
Het doel van de subsidie is om de acceptatie van bodembedekkers te vergroten en de landbouw om te vormen tot een flexibeler en duurzamer systeem. In een eerdere studie ontdekte het team dat bodembedekkers de veerkracht op een onverwachte manier verhoogden. Naast het verminderen van de afspoeling - waardoor de hoeveelheid vocht die door de velden wordt vastgehouden en de hoeveelheid voedingsstoffen die stroomafwaarts in de rivieren terechtkomt, wordt verminderd - maakte dekgewassen, met name de wortelkluiten, het voor boeren mogelijk om eerder te planten tijdens ongewoon natte lentes , hij zei. Omgekeerd kunnen bodembedekkers, door de afvloeiing te verminderen, in veel gevallen ook de droogtetolerantie van marktgewassen verhogen.
Reberg-Horton hoopt ook een enorm onderzoeksnetwerk op te zetten dat lang na de vijfjarige beurs zal leven en zal helpen een cultuur van grote samenwerkingen in landbouwonderzoek vorm te geven.
"Tegenwoordig nemen individuele boeren managementbeslissingen, zoals of ze bodembedekkers moeten verbouwen, welke soorten ze moeten planten en wanneer ze moeten worden gedood", zei Reberg-Horton. "Door in ons uitgebreide netwerk gegevens te verzamelen over welke beslissingen ze nemen en hoe dat van invloed is op de opbrengst van contante gewassen, kunnen we samen sneller leren."
Chris Reberg-Horton, rechts, Girish Chowdhary, Ranveer Chandra en Steven Mirsky, links, onderzoeken een autonome robot voor het verzamelen van landbouwgegevens. Reberg-Horton en Mirsky zijn mede-leiders van een subsidie van $ 10 miljoen van het Amerikaanse ministerie van landbouw om de landbouw te transformeren. Foto: North Carolina State University