Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2026 article

FarmSTEPS, a model for spatial-temporal exploration of diversified and sustainable crop sequence plans for crop farms

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
3Institutions déclarées
2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn, nl. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Crop diversification could enhance economic and environmental sustainability of crop farming, but achieving this requires careful planning that accounts for crop interrelationships in a rotation or spatial layout. Several models have been devised to design diversified crop rotations or crop spatial layouts, but they often fail to capture farm settings, production constraints, and sustainability objectives specific to a farm at both temporal and spatial scales. To fill this gap, we developed a novel rule-based whole-farm planning model, FarmSTEPS, for systematically exploring diversified and sustainable farm crop sequence plans in a spatial-temporally explicit manner. FarmSTEPS comprises multiple farm characterization modules, an algorithm for generating farm crop sequence plans, and a multi-attribute decision-aid tool. Users first characterize farm configurations and plot properties, and parameterize candidate crops according to the actual situation of farms. Subsequently the algorithm generates and evaluates all feasible crop sequence plans for each plot from the first planning period until the end of the planning window, subject to user-defined sequence- and farm-level constraints. Eventually, the model suggests a set of superior farm plans using the multi-attribute decision-aid tool. We illustrate the model with a Chinese wheat-maize farm to explore future three-year cropping plans targeting five sustainability objectives: maximizing gross margin and minimizing four environmental impacts (groundwater depletion, pesticide input, aquatic eutrophication, GHG emission). The model generated 213,679 feasible plans, with 128 being Pareto-optimal in terms of the five objectives. Overall, relative to the wheat-maize baseline, these optimal plans increased gross margin by 3-50% while mitigating environmental impacts by 10-56%, largely through the inclusion of tuber and oil crops, though trade-offs existed between economic and environmental benefits. The case study demonstrates that FarmSTEPS is an effective tool for designing diversified and sustainable crop sequence plans tailored to farm-specific conditions while informing stakeholders on potential benefits and trade-offs among sustainability objectives.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
FarmSTEPS, a model for spatial-temporal exploration of diversified and sustainable crop sequence plans for crop farms
Date Crossref
17/03/2026
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • China Agricultural University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Wageningen University & Research pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Graduate School Experimental Plant Sciences pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Wageningen University and Research Farming Systems Ecology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • College of Resources and Environmental Science State Key Laboratory of Nutrient Use and Management pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

China Agricultural University, Wageningen University & Research et Graduate School Experimental Plant Sciences, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Climate change impacts on agricultureSustainable Agricultural Systems AnalysisSoil and Land Suitability Analysis

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.