Tänk om vi kunde designa ett landskap som skulle ge en mängd olika näringsrika livsmedel, livsmiljö av hög kvalitet, och ekosystemtjänster, samtidigt som det levererar en sund vinst till markägaren? Enligt forskare vid University of Illinois, det är inte bara möjligt, det borde antas mer allmänt, nu.

"Vi måste vara på väg att ta reda på saker innan vi når vändpunkter om klimatförändringar eller livsmedelssäkerhet, eller så kan vi bli lämnade långt efter. I framtida miljöer, människor kan få betalt för ekosystemtjänster eller koldioxidkrediter, eller så kan maten bli mer värdefull. Om så är fallet, dessa system blir mycket mer attraktiva för markägare, " säger Sarah Taylor Lovell, en agroekolog vid institutionen för växtvetenskap vid U of I.

Lovell tror att multifunktionell träig polykultur är vägen framåt. Hon och flera medförfattare introducerar konceptet och diskuterar deras experimentella design i en nyligen publicerad artikel publicerad i Agroforestry Systems.

Väsentligen, tanken är att införliva bär- och nötbärande buskar och träd i ett grändodlingssystem med hö eller andra radgrödor. Kombinationen är tänkt att efterlikna habitategenskaperna, kollagring, och näringsinnehållande kapacitet hos ett naturligt system. "Vi ville fånga den aspekten, men vi ville också att det skulle vara kommersiellt gångbart, " säger Lovell. "Träden och buskarna måste passa i perfekta linjära rader 30 fot från varandra, så att du kan montera utrustning. Det var ett mycket mer praktiskt agronomiskt övervägande."

Lovell och hennes kollegor är tre år in i vad de hoppas ska bli ett långsiktigt experiment på U of I campus. Deras försök består av sju kombinationer av arter i kommersiell skala, från enkla kombinationer av två trädarter till mycket olika kombinationer inklusive flera arter av träd, buskar, och fodergrödor. "Vi har lagt till alltmer olika system så att vi kan få en känsla av hur mycket mångfald är för att försöka hantera allt på ett genomförbart sätt, " hon säger.

Forskarna kommer att mäta grödans produktivitet, ledningsstrategier, och ekonomisk potential när experimentet etableras. "Vi håller reda på alla arbetstimmar som går in i var och en av dessa olika kombinationer, så vi kommer att fånga upp den inblandade arbetskraften och ta reda på om det är ekonomiskt lönsamt, " säger Lovell.

Bönder som är vana vid traditionella radgrödor kan bli skrämda av den långa väntan som är förknippad med nötgrödor. Lovell säger att kastanjer och hasselnötter inte ger värdefulla skördar förrän 7 till 12 år efter plantering. Men, hon säger, de andra arterna kan ge vinster medan bönderna väntar. Hö eller grönsaksgrödor kan skördas från gränderna år ett. Och buskar kan börja bära högvärdiga fruktgrödor, som vinbär eller aroniabär, inom ett par år.

Lovell påpekar att marknaden för vissa nötter växer. Till exempel, Nutellaälskare minns kanske rubriker om en internationell hasselnötsbrist för ett par år sedan. "Det skulle ta ett tag att mätta den marknaden, " säger hon. Men hon påpekar också att vissa nötter kan användas mer generiskt för sina stärkelsehaltiga eller oljiga produkter.

Ett annat hinder för adoption kan vara kostnaden för specialiserad utrustning som behövs för att skörda trädnötter, bär, och radgrödor. "Det finns en avvägning när det gäller hur komplext att få och fortfarande kunna hantera det på ett rimligt sätt, " säger Lovell. Men hon föreslår potentialen hos jordbrukskooperativ med delad utrustning som ett sätt att täcka kostnaderna.

Det kommer att dröja flera år innan Lovell har resultat att dela med sig av, men andra försök har visat att multifunktionell träig polykultur kan vara både ekonomiskt lönsam och miljömässigt fördelaktig. Lovells artikel beskriver resultaten av långvariga experimentella platser i Frankrike och Missouri, men hon säger att dessa två platser är de enda storskaliga exemplen i den tempererade regionen. "Det visar verkligen hur lite forskning det finns om detta hittills, " säger hon. "Vi måste investera i den här forskningen nu eftersom det kommer att ta så lång tid att komma fram till lösningarna."

Forskargruppen arbetar med regionala bönder för att replikera små och storskaliga versioner av deras experimentella upplägg på gården. Lovell vet att det kan ta lite övertygande, men påpekar att många bönder är villiga att avsätta delar av sin mark i naturreservatsprogrammet. "Om vi ​​kan ge samma fördelar när det gäller vattenkvalitet, livsmiljö, biologisk mångfald, och näringskretslopp som CRP men har sedan också denna skördbara produkt, varför skulle du inte tänka på det?"

Artikeln, "Tempererad agroskogsforskning:övervägande av multifunktionella vedartade polykulturer och utformningen av långsiktiga fältförsök, " publiceras i Agroforestry Systems.