منحت وزارة الزراعة الأمريكية أ منحة قدرها 10 ملايين دولار لمدة خمس سنوات إلى جامعة ولاية كارولينا الشمالية ووزارة الزراعة الأمريكية - دائرة البحوث الزراعية لقيادة جهود بحثية على الصعيد الوطني لتحسين استدامة الزراعة ، مع معالجة التحدي العالمي الكبير لكيفية إطعام سكان العالم المتزايدين ، من خلال استخدام محاصيل الغطاء.
"من خلال هذه المنحة ، سنبني شبكة الباحثين الحالية لدينا لإجراء تجارب منسقة لاستكشاف جميع الطرق التي يمكن بها تغطية المحاصيل لتحسين التربة وربحية المحاصيل النقدية ثم تحويل تلك المعرفة الجديدة إلى أدوات أو تطبيقات لدعم القرار ، قال كريس ريبيرج-هورتون ، الأستاذ في علوم المحاصيل والتربة والقائد المشارك لفريق البحث. "في النهاية ، نريد زيادة إنتاج الغذاء وتقليل الآثار البيئية للزراعة ومساعدة المزارعين على التكيف مع المناخ المتغير."
المنحة من مبادرة بحوث الزراعة والغذاء الجديدة النظم الزراعية المستدامة سيستكشف البرنامج كيف تؤثر محاصيل الغطاء المزروعة في المزارع ومحطات البحث في 23 ولاية على الحشرات والأعشاب الضارة واستخدام المياه ومستويات مغذيات التربة وفي نهاية المطاف على محصول المحاصيل النقدية الرئيسية مثل الذرة والقطن وفول الصويا. يشارك في قيادة المشروع ستيفن ميرسكي ، عالم البيئة الزراعية مع وزارة الزراعة الأمريكية - دائرة البحوث الزراعية.
محاصيل الغطاء هي نباتات تُزرع لحماية التربة من التعرية مع تحسين مستويات استخدام مغذيات التربة وتقليل الآفات. تشمل محاصيل الغطاء التي تزرع عادة في غير موسمها الجاودار والبرسيم والبازلاء الشتوية والفجل.
تسمى شبكة البحث الحالية والمكثفة الدقة الزراعة المستدامةقال Reberg-Horton ، وهو أيضًا مساعد مدير مركز نظم الزراعة البيئية.
سيبحث الفريق متعدد التخصصات الذي يضم خبراء المحاصيل ومصممي الكمبيوتر وعلماء الاجتماع من 36 مؤسسة ، في أسئلة تتراوح من كيفية تأثير محاصيل الغطاء على مقاومة مبيدات الأعشاب إلى كيفية تأثير غزارة محصول الغطاء في أجزاء مختلفة من الحقل على مستويات النيتروجين في التربة.
سيستخدم الفريق أحدث التقنيات ، مثل جمع البيانات المستقلة ومنصات البيانات المستندة إلى السحابة والتعلم الآلي لتسريع عملية الاكتشاف. على سبيل المثال ، سيستخدم إدغار لوباتون ، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات بولاية نورث كارولاينا ، خبرته في التعلم الآلي ومعالجة الإشارات لتحليل البيانات التي تم جمعها وتطوير الخوارزميات للتنبؤ بتحمل الجفاف ومرونة المحاصيل. ستدرس هيئة تدريس CALS الأخرى ، بما في ذلك Ramon Leon و Alex Woodley ، كيف تدمج محاصيل الغطاء النيتروجين في التربة وتؤثر على مستويات الأعشاب الضارة. 7F٪ 1Fcals.ncsu.edu
بالإضافة إلى تعزيز الفهم العلمي للعوامل المعقدة المحيطة بفوائد محاصيل الغطاء ، سيقوم الفريق بتوسيع هذه المعرفة في التطبيقات لمساعدة المزارعين في عمليات صنع القرار الخاصة بهم ، حسب قول Reberg-Horton. وأضاف أن محاصيل الغطاء ليست حلاً واحدًا يناسب الجميع. اعتمادًا على نوع التربة المحلية والمناخ والآفات السائدة ، قد يوصي التطبيق بمحاصيل غطاء مختلفة وخيارات إدارة مختلفة.
سيعمل الفريق أيضًا على تطوير دورات للتواصل الإرشادي والتعليم في الفصول الدراسية لزيادة انتشار المعرفة التي يكتشفونها.
الهدف من المنحة هو زيادة اعتماد محاصيل الغطاء وتحويل الزراعة إلى نظام أكثر قابلية للتكيف واستدامة. في دراسة سابقة ، وجد الفريق أن المحاصيل ذات الغطاء تزيد من المرونة بطريقة غير متوقعة. بالإضافة إلى تقليل الجريان - مما يزيد من كمية الرطوبة التي تحتفظ بها الحقول ويقلل من كمية المغذيات التي تنتهي في الأنهار في اتجاه مجرى النهر - فإن تغطية المحاصيل ، ولا سيما كرات الجذر ، جعلت من الممكن للمزارعين أن يزرعوا في وقت مبكر خلال الينابيع الرطبة بشكل غير عادي ، هو قال. على العكس من ذلك ، من خلال تقليل الجريان السطحي ، يمكن لمحاصيل الغطاء أيضًا أن تزيد من تحمل الجفاف للمحاصيل النقدية في كثير من الحالات.
تأمل Reberg-Horton أيضًا في إنشاء شبكة أبحاث واسعة ستعيش لفترة طويلة بعد المنحة التي مدتها خمس سنوات وتساعد في تشكيل ثقافة التعاون الكبير في البحوث الزراعية.
قالت ريبيرج-هورتون: "يتخذ المزارعون الأفراد اليوم قرارات إدارية مثل ما إذا كان ينبغي عليهم زراعة محاصيل الغطاء ، وما أنواع المحاصيل التي يجب زراعتها ومتى يتم قتلها". "من خلال جمع البيانات عبر شبكتنا الواسعة حول القرارات التي يتخذونها وكيف يؤثر ذلك على عائدات المحاصيل النقدية ، يمكننا التعلم بشكل أسرع معًا."
كريس ريبيرج-هورتون ، إلى اليمين ، جيريش شودري ، ورانفير شاندرا ، وستيفن ميرسكي ، إلى اليسار ، يفحصون روبوتًا مستقلًا لجمع البيانات الزراعية. Reberg-Horton و Mirsky هما قائدان مشاركان لمنحة قدرها 10 ملايين دولار من وزارة الزراعة الأمريكية لتحويل الزراعة. الصورة: جامعة ولاية كارولينا الشمالية