Departemen Pertanian AS telah memberikan penghargaan lima tahun, hibah $10 juta ke North Carolina State University dan USDA-Agricultural Research Service untuk memimpin upaya penelitian nasional untuk meningkatkan keberlanjutan pertanian, sambil mengatasi tantangan global besar tentang cara memberi makan populasi dunia yang terus bertambah, melalui penggunaan tanaman penutup.
“Dengan hibah ini, kami akan membangun jaringan peneliti kami yang ada untuk melakukan eksperimen terkoordinasi yang mengeksplorasi semua cara tanaman penutup tanah dapat meningkatkan tanah dan profitabilitas tanaman komersial dan kemudian mengubah pengetahuan baru itu menjadi alat pendukung keputusan, atau aplikasi, untuk petani,” kata Chris Reberg-Horton, seorang profesor di Ilmu Tanaman dan Tanah dan salah satu pemimpin tim peneliti. “Pada akhirnya, kami ingin meningkatkan produksi pangan, mengurangi dampak lingkungan dari pertanian dan membantu petani beradaptasi dengan perubahan iklim.”
Hibah dari Inisiatif Penelitian Pertanian dan Pangan baru Sistem Pertanian Berkelanjutan Program ini akan mengeksplorasi bagaimana tanaman penutup tanah yang ditanam di pertanian dan stasiun penelitian di 23 negara bagian berdampak pada serangga, gulma, penggunaan air, tingkat nutrisi tanah, dan pada akhirnya hasil tanaman komersial utama seperti jagung, kapas, dan kedelai. Proyek ini dipimpin bersama oleh Steven Mirsky, seorang ahli ekologi pertanian dari USDA-Agricultural Research Service.
Tanaman penutup tanah adalah tanaman yang ditanam untuk melindungi tanah dari erosi sekaligus meningkatkan tingkat penggunaan hara tanah dan mengurangi hama. Tanaman penutup yang biasa ditanam di luar musim termasuk gandum hitam, semanggi, kacang polong musim dingin dan lobak.
Jaringan penelitian yang ada dan luas, disebut Pertanian Berkelanjutan Presisi, akan berkembang untuk mengumpulkan lebih banyak jenis data dari lebih banyak lokasi, dengan jenis tanah yang berbeda dan iklim yang beragam, kata Reberg-Horton, yang juga asisten direktur Pusat Sistem Pertanian Lingkungan.
Tim interdisipliner yang mencakup pakar tanaman, pemodel komputer, dan ilmuwan sosial dari 36 institusi, akan meneliti pertanyaan mulai dari bagaimana tanaman penutup tanah memengaruhi ketahanan terhadap herbisida hingga bagaimana suburnya tanaman penutup tanah di berbagai bagian lapangan memengaruhi tingkat nitrogen tanah.
Tim akan menggunakan teknologi mutakhir, seperti pengumpulan data otonom, platform data berbasis cloud, dan pembelajaran mesin untuk mempercepat proses penemuan mereka. Misalnya, Edgar Lobaton, seorang profesor di Departemen Teknik Elektro dan Komputer Negara Bagian NC, akan menggunakan keahliannya dalam pembelajaran mesin dan pemrosesan sinyal untuk menganalisis data yang dikumpulkan dan mengembangkan algoritme untuk memprediksi toleransi kekeringan dan ketahanan tanaman. Pengajar CALS lainnya, termasuk Ramon Leon dan Alex Woodley, akan mempelajari bagaimana tanaman penutup tanah memasukkan nitrogen ke dalam tanah dan memengaruhi tingkat gulma.https://www.youtube.com/embed/m7S_VEhOFjE?feature=oembed&enablejsapi=1&origin=https%3A% 2F%2Fcals.ncsu.edu
Selain memajukan pemahaman ilmiah tentang faktor kompleks seputar manfaat tanaman penutup tanah, tim akan memperluas pengetahuan itu ke dalam aplikasi untuk membantu petani dalam proses pengambilan keputusan mereka, kata Reberg-Horton. Tanaman penutup tanah bukanlah solusi satu ukuran untuk semua, tambahnya. Bergantung pada jenis tanah setempat, iklim, dan hama yang dominan, aplikasi mungkin merekomendasikan tanaman penutup tanah yang berbeda dan opsi pengelolaan yang berbeda.
Tim juga akan mengembangkan kursus untuk perluasan jangkauan dan pendidikan kelas untuk menyebarkan lebih jauh pengetahuan yang mereka temukan.
Tujuan dari hibah ini adalah untuk meningkatkan adopsi tanaman penutup tanah dan mengubah pertanian menjadi sistem yang lebih mudah beradaptasi dan berkelanjutan. Dalam studi sebelumnya, tim menemukan bahwa tanaman penutup meningkatkan ketahanan dengan cara yang tidak terduga. Selain mengurangi limpasan – yang meningkatkan jumlah kelembaban yang ditahan oleh ladang dan mengurangi jumlah nutrisi yang berakhir di sungai di hilir – tanaman penutup tanah, terutama bola akar, memungkinkan petani untuk menanam lebih awal selama mata air yang sangat basah. , dia berkata. Sebaliknya dengan mengurangi limpasan, tanaman penutup tanah juga dapat meningkatkan toleransi kekeringan tanaman komersial dalam banyak kasus.
Reberg-Horton juga berharap untuk membangun jaringan penelitian yang luas yang akan bertahan lama setelah hibah lima tahun dan membantu membentuk budaya kolaborasi besar dalam penelitian pertanian.
“Saat ini petani individu membuat keputusan pengelolaan seperti apakah akan menanam tanaman penutup tanah, jenis apa yang ditanam dan kapan harus membunuhnya,” kata Reberg-Horton. “Dengan mengumpulkan data di seluruh jaringan kami yang luas tentang keputusan apa yang mereka buat dan bagaimana hal itu memengaruhi hasil panen tunai, kami dapat belajar lebih cepat bersama-sama.”
Chris Reberg-Horton, kanan, Girish Chowdhary, Ranveer Chandra, dan Steven Mirsky, kiri, memeriksa robot pengumpul data pertanian otonom. Reberg-Horton dan Mirsky adalah co-pemimpin hibah $10 juta dari Departemen Pertanian AS untuk mengubah pertanian. Foto: Universitas Negeri Carolina Utara