Кукуруза или соя? Как севооборот помогает адаптироваться к изменениям климата

Исследование ученых из Университета Миннесоты дает новое представление о том, как чередование посевов кукурузы и сои может помочь повысить совокупную урожайность в условиях меняющегося климата.

Исследование опубликовано в рецензируемом научном журнале Global Change Biology.

Повышение температуры и экстремальные погодные условия угрожают глобальной продовольственной безопасности, поэтому крайне важно понять, как такие устойчивые методы, как севооборот, могут помочь повысить урожайность и устойчивость сельского хозяйства.

Исследование показало, что преимущества севооборота между кукурузой и соей по сравнению с непрерывным выращиванием кукурузы из года в год чрезвычайно чувствительны к климату. Например, кукуруза выигрывает от чередования с соей в более холодных регионах, а соя — от чередования с кукурузой в более теплых регионах. Кроме того, потепление в не вегетационный период снижает преимущества кукурузы, а потепление в вегетационный период способствует увеличению преимуществ сои.

В будущем кукуруза и соя могут получить разные изменения в преимуществах севооборота, что может помочь американским фермерам принимать более обоснованные решения в условиях потепления климата, — говорит Цзюньсюн Чжоу, кандидат наук на факультете биопродуктов и биосистемной инженерии (BBE) Университета Миннесоты и первый автор статьи.

Несмотря на климатические проблемы, исследование показывает, что увеличение севооборота может повысить общую урожайность и подчеркнуть его потенциал в качестве стратегии адаптации к климату.

В то время как большинство предыдущих исследований были сосредоточены на текущих климатических условиях, новое исследование учитывает изменение климата в будущем и его влияние на севооборот. Для решения этой задачи исследователи использовали спутниковые данные в сочетании с так называемой «каузальной моделью леса» — научным методом, который помогает понять причинно-следственные связи в данных. Они оценили преимущества севооборота при различных климатических условиях на Среднем Западе США.

Миллионы спутниковых наблюдений и передовые модели машинного обучения позволили нам количественно оценить влияние климата на преимущества севооборота на уровне подполей на Среднем Западе, — говорит Чженонг Цзинь, доцент кафедры BBE и старший автор статьи.

Для анализа огромного количества данных исследователи использовали передовой инструмент машинного обучения, который учит компьютеры учиться на примерах и улучшать выполнение задач, не будучи явно запрограммированными. Это помогло команде понять, как севооборот влияет на урожайность кукурузы и сои на Среднем Западе США.

Это исследование демонстрирует большой потенциал интерпретируемого машинного обучения для оценки крупномасштабного влияния методов управления сельским хозяйством, — сказал Дэвид Мулла, профессор и заведующий кафедрой Ларсона по почвенным и водным ресурсам в Колледже продовольствия, сельского хозяйства и природных ресурсов Университета штата Массачусетс, а также старший научный сотрудник Института ИИ по взаимодействию климата и земли, смягчению последствий, адаптации, компромиссам и экономике (ИИ-CLIMATE).

В будущем исследователи надеются расширить свой анализ, включив в него долгосрочные системы севооборота и их взаимодействие с климатическими условиями всех сезонов. Будущие исследования будут направлены на изучение круговорота питательных веществ и динамики численности вредителей на уровне полей при различных климатических сценариях, а также на изучение таких достижений, как устойчивые к вредителям культуры.

Ранее ученые сообщили о выведении сорта пшеницы, устойчивого к соли.

Иллюстрация: Несмотря на климатические проблемы, исследование показывает, что увеличение севооборота может повысить общую урожайность, и подчеркивает его потенциал в качестве стратегии адаптации к климату. ИсточникUniversity of Minnesota Twin Cities.

15.01.2025


Подписаться в Telegram



Биосфера

Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта
Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта

Якутские ученые, изучающие птиц, насчитали око...

Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь
Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь

Новое исследование показало, как устроена...

Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ

Профессор Елена Корочкина из Санкт-Петерб...

SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья
SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья

Природная способность меха белого медведя прот...

Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%
Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%

Биологи вывели математическое уравнение, котор...

Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться
Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться

Нейробиологи установили, что высокая солн...

Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом
Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом

Когда наступают холода, даже крепкие деревья и...

WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура
WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура

Правительство Великобритании усилило меры биол...

Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза
Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза

Исследователи использовали данные о навоз...

NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге
NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге

Щупальца осьминогов двигаются с невероятн...

PRSB: Выяснилось, для чего птицам такой обширный песенник
PRSB: Выяснилось, для чего птицам такой обширный песенник

Птицы издают звуки, чтобы общаться, будь то&nb...

National Science Review: Выяснилось, что первые вши у птиц появились в мезозое
National Science Review: Выяснилось, что первые вши у птиц появились в мезозое

Эволюция эктопаразитизма у насекомых прои...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
«Десятилетие науки и технологий»: волгоградские ученые получили премии и гранты
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор