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Enregistrement W4390533508 · doi:10.1038/s41598-024-51155-y

Spatial patterns of historical crop yields reveal soil health attributes in US Midwest fields

2024· article· en· W4390533508 sur OpenAlexaff
Ames Fowler, Bruno Basso, Fidel Maureira, N. Millar, Ruben Ulbrich, William F. Brinton

Notice bibliographique

RevueScientific Reports · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueSoil Carbon and Nitrogen Dynamics
Établissements canadiensKellogg's (Canada)
Organismes subventionnairesGreat Lakes Bioenergy Research CenterNatural Resources Conservation ServiceCollege of Engineering, Michigan State UniversityMichigan State University FoundationNational Institute of Food and AgricultureAgBioResearch, Michigan State UniversityMichigan State University
Mots-clésCropGeographyForestry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Attaining high crop yields and increasing carbon storage in agricultural soils, while avoiding negative environmental impacts on water quality, soil erosion, and biodiversity, requires accurate and precise management of crop inputs and management practices. The long-term analysis of spatial and temporal patterns of crop yields provides insights on how yields vary in a field, with parts of field constantly producing either high yields or low yields and other parts that fluctuate from one year to the next. The concept of yield stability has shown to be informative on how plants translate the effects of environmental conditions (e.g., soil, climate, topography) across the field and over the years in the final yield, and as a valuable layer in developing prescription maps of variable fertilizer rate inputs. Using known relationships between soil health and crop yields, we hypothesize that areas with measured constantly low yield will return low carbon to the soil affecting its heath. On this premises, yield stability zones (YSZ) provide an effective and practical integrative measure of the small-scale variability of soil health on a field relative basis. We tested this hypothesis by measuring various metrics of soil health from commercial farmers' fields in the north central Midwest of the USA in samples replicated across YSZ, using a soil test suite commonly used by producers and stakeholders active in agricultural carbon credits markets. We found that the use of YSZ allowed us to successfully partition field-relative soil organic carbon (SOC) and soil health metrics into statistically distinct regions. Low and stable (LS) yield zones were statistically lower in normalized SOC when compared to high and stable (HS) and unstable (US) yield zones. The drivers of the yield differences within a field are a series of factors ranging from climate, topography and soil. LS zones occur in areas of compacted soil layers or shallow soils (edge of the field) on steeper slopes. The US zones occurring with high water flow accumulation, were more dependent on topography and rainfall. The differences in the components of the overall soil health score (SHS) between these YSZ increased with sample depth suggesting a deeper topsoil in the US and HS zones, driven by the accumulation of water, nutrients, and carbon downslope. Comparison of the field management provided initial evidence that zero tillage reduces the magnitude of the variance in SOC and soil health metrics between the YSZ.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,111
Score d'incertitude au seuil0,222

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,024
Tête enseignante GPT0,241
Écart entre enseignants0,217 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations21
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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