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農業部農業試驗所
執行112年度「加強大豆與玉米作物生長模式交流」計畫
基本資料
系統識別號: |
C11202325 |
相關專案: |
無 |
計畫名稱: |
臺美農業科技合作計畫-加強大豆與玉米作物生長模式交流# |
報告名稱: |
執行112年度「加強大豆與玉米作物生長模式交流」計畫 |
電子全文檔: |
C11202325_1.pdf
|
附件檔: |
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報告日期: |
113/01/29 |
報告書頁數: |
18 |
計畫主辦機關資訊
計畫主辦機關: |
農業部農業試驗所
|
出國期間: |
112/11/02 至 112/11/16 |
姓名 |
服務機關 |
服務單位 |
職稱 |
官職等 |
陳柱中 |
農業部農業試驗所 |
農業化學組 |
副研究員 |
薦任 |
報告內容摘要
氣候變遷對於農業部門的維續形成挑戰,升溫情境伴隨降雨型態改變與極端災害增加,對耕作環境、作物反應、產量、作物營養價值都造成相當程度的衝擊,在氣候變遷調適的研究中,風險分析與調適對策的研擬和執行皆佔有相當的角色,而作物生長模式是農業部門變遷風險分析主要工具之一。本次的研習拜訪美國農業部貝茨維爾研究中心調適栽培系統研究室 (adaptive cropping system laboratory),進行作物生長模式應用研習,該研究室是美國進行作物生長模式開發歷史悠久的研究室之一,從1980年代應用棉花模式開發最早的田間管理系統,並發展大豆生長模式 (GLYCIM),啟發許多類似模式發展與應用如CROPGRO、TOMGRO等系列模式等,以土壤模式SWMS-2D為基礎,自行發展土壤水分與養份傳輸的土壤模式2DSOIL,強化土壤表面現象的模擬。近年發展玉米模式MAIZSIM、馬鈴薯模式SPUDSIM。本次研習取得最新版的玉米與大豆模式原始碼,並研習透過CLASSIM程式實驗整合作物模式與土壤模式,分析輪作系統間養分與水分平衡,並探討土壤有機碳的動態。
水稻模式目前由David Flesher博士負責,Fleisher過去曾比較兩個主要的水稻模式CERES-Rice和ORYZA對於加州地區稉稻的模擬,並指出ORYZA模式是以秈稻為基礎進行發展,若應用於稉稻的模擬,則需進行更進一步的模式參數調整,Flieisher博士團隊以FvCB光合作用機制取代原本ORYZA模式內的同化作用模擬,提升模式在不同環境濕度下的光合作用模擬。近期水稻模式發展的重點在於夜溫對於產量的影響,溫度對於米質的反應。在模式的田間決策上,應朝透過雲端計算的方向發展,並增加計算服務的即時性與便利性;簡化模式輸入檔,包括土壤、氣象與作物參數輸入簡化,田間管理套組化、輸出資料圖示,與其他田間決策系統結合,提供生產者田間管理作為的成本與收益分析。作物模式可應用或結合的技術包括遙測技術、作物表型體學、AI運算。在遙測技術的整合,目前尚未建立一致的調參方法學,需持續投入研究。透過表型體分析技術取得葉面積指數動態、葉型、生物量,建立高通量非破壞性分析資訊,提供模式參數建立或驗證使用,而螢光光譜取得植物生理參數也是表型體學的發展方向之一,生成式AI與作物模式進行學習,以機制模式作為主架構,機器學習處理細部運算的混合模型、AI演算法進行決策分析,對於科學研究與應用將會有新的影響。
拜訪美國農業部農業研究署位於北卡羅萊納州的植物研究單位 (Plant Research Unit),透過Ripley Tisdale博士參訪該研究單位在氣候變遷的相關研究設施,包括開頂式生長箱、空氣去除系統、連續式擾動反應箱、與溫度梯度溫室,應用於升溫、二氧化碳濃度提高、臭氧濃度提高等情境模擬,以探討環境變遷對於作物生理反應與產量,以及植物地下部反應、根分泌物對於土壤微生物族群以及土壤化學性質的影響,透過不同精密度與分析通量的研究設施整合,加速作物對於環境變遷反應與品種篩選的研究。
建議我國應持續投入於作物模式的本土化應用,包含本土化參數建立與驗證,以強化對於氣候變遷風險分析與大尺度田間決策作為。在農業資料庫應用,後續應強化資料庫到資料分析端的推動,透過結合演算法與資料庫的,加速田間資訊的應用;並建議持續強化國際合作研究,強化夥伴關係與技術交流外,可找尋共同興趣的議題進行合作,支持雙方合作模式在於基礎科學的發展與應用。
其他資料
前往地區: |
美國; |
參訪機關: |
美國農業部農業研究署的植物研究單位,貝茨維爾研究中心,馬里蘭大學, |
出國類別: |
研究 |
關鍵詞: |
作物生長模式,氣候變遷 |
備註: |
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