人工智慧協助預測馬鈴薯產量

摘要

同品種馬鈴薯田中仍會出現個體差異，研究人員結合種薯上微生物遺傳資訊及定植後生長情形，藉由演算法建立AI預測模型，有助於預測馬鈴薯產量並提供相關微生物與植物間的交互作用資訊，期望未來能有更多延伸應用。

　　栽種同一品種的馬鈴薯田中，儘管遺傳背景相同，但個體間生長狀況如大小、產量、環境耐受性等特性仍然差異很大，這個問題一直困擾著農民及種苗供應商，研究人員推測可能由種薯表面細菌及真菌造成馬鈴薯植株間的個體差異，為了解微生物對馬鈴薯的影響，由荷蘭烏特勒支大學(Utrecht University)及台夫特理工大學(Delft University of Technology)組成的研究團隊開發了一種人工智慧工具可用於預測種薯未來生長的健康程度。

　　研究人員使用6個品種、數千個種薯進行試驗，首先收集種薯上微生物群的遺傳資訊，隨後定植於240個試驗田區中並利用無人機追蹤馬鈴薯生長情況，結合兩群資料後藉由演算法開發AI預測模型，此模型有助於識別何種微生物相能使馬鈴薯生長最佳。結果顯示，模型可由種薯微生物相預測未來生長情況，品種間預測能力略有差異，生長最佳的品種模型之決定係數為0.69。此外，以鏈黴菌(Streptomyces)、不動桿菌(Acinetobacter)及纖維弧菌(Cellvibrio)對模型貢獻度最高，其中鏈黴菌可促進植株生長，相關文獻發表於Nature Microbiology。

　　此研究首次結合人工智慧與微生物學，為農業發展開啟了新篇章，藉由了解微生物組成與作物生長間的關係，期望未來能延伸應用將有益微生物包附於馬鈴薯種子、種薯上，甚至對作物進行基因改造，使其更吸引有益微生物以提高產量、提升作物韌性並減少化學農藥使用。【延伸閱讀】-開發更具韌性的馬鈴薯品種，強化糧食生產效率

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