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趨勢快訊
機器學習成為預測作物用水需求的新工具
2026/01/26
摘要
以色列耶路撒冷希伯來大學的研究團隊運用機器學習模型,能精準預測番茄、小麥與大麥的每日蒸散量,此方法可作為灌溉管理與植物早期壓力偵測的新工具,突顯以植物生理為核心的預測模型在精準農業上的應用潛力。

文章資訊
機器學習成為預測作物用水需求的新工具

作物用水需求與蒸散量量測挑戰

  灌溉管理中,「水分剛好足夠」與「過量供水」之間的差異,往往左右了作物產量與生產效率。傳統作物用水量多仰賴間接估算,然而氣候變遷造成乾旱及熱浪等極端事件頻度提高,即時掌握作物實際用水需求變得更加困難。蒸散量是衡量植物水分利用情形的重要指標,由於田間量測不易,難以直接應用於灌溉決策與植物壓力偵測。

機器學習模型與蒸散量預測方法 

  以色列耶路撒冷希伯來大學(Hebrew University of Jerusalem)的研究團隊藉由高解析蒸滲儀,連續收集七年番茄、小麥與大麥的日蒸散量資料,以 Random Forest 與 XGBoost 等機器學習模型進行訓練,建立蒸散量預測模型。模型將模擬健康植物一天預期消耗水分,當實測蒸散量偏離預測值時,顯示植物可能承受如乾旱、鹽害或病蟲害等壓力。尤其在極端氣候下,當植物行為偏離預期時,將有助於及時採取管理措施。

預測模型表現與適用環境

  研究結果顯示,蒸散量預測模型預測之日蒸散量與實際量測值高度一致,且在獨立溫室環境下亦保持穩定的表現,顯示此模型可以適用於不同氣候與生產環境。

研究限制與後續發展方向

  研究人員表示,此方法為精準灌溉管理與植物壓力監測提供了新的方向,而目前模型仍高度依賴高解析蒸滲儀所蒐集的資料,距離田間應用仍有一段距離,未來仍需進一步整合植物相關生理因子,以提升模型之可行性與實用性。本研究已發表於Plant, Cell & Environment期刊。

【延伸閱讀】- 新機器學習模型提供作物產量預測解決方案


FAQ

研究以番茄、小麥與大麥作為蒸散量預測的作物對象。

研究使用 Random Forest 與 XGBoost 等機器學習模型進行訓練。

當實測蒸散量偏離預測值時,顯示植物可能承受如乾旱、鹽害或病蟲害等壓力。 Select 80 more words to run Humanizer.

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