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

Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат
Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат

Новое исследование ученых из Университета...

Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки
Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки

Апеннинский бурый медведь, или марсиканск...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении

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
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
Исследование лихенологов СПбГУ поможет вернуть каменным мавзолеям Башкирии средневековый вид