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微卫星遥测资料可用于大规模侦测 改善农业永续介入措施成效

根据微卫星遥测资料,在最低产量耕地以施肥器取代人工,几乎可让产量倍增。Nutritech Solutions India

美国一项新研究证实,可扩充(scalable)且低成本的微卫星(microsatellite)遥测资料,可用于规模化侦测并让农业永续介入(sustainable intervention)措施的影响力倍增,能大规模跨地区应用于比对与提升作物产量、缩小耕地间的产量差距(yield gap)。

据Farms.com报导,国际玉米与小麦改良中心(CIMMYT)资深研究员Balwinder Singh指出,全球的食物生产60~70%来自小规模农户,且其耕地层次的作物产量差距最大。密西根大学(University of Michigan)教授Meha Jain表示,许多研究人员正投入找出缩小产量差距、提升低产量地区收获的方法。

密西根大学、CIMMYT、史丹佛大学(Stanford University)、康乃尔大学(Cornell University)合组的研究团队在印度Eastern Indo-Gangetic Plains的小型农户进行研究,以验证低成本的微卫星影像可量化与改善作物产量增长。这项研究在2019年10月7日发表于10月号的Nature Sustainability期刊。

提升作物产量与餵饱日益增加的人口是未来数十年在气候变迁的环境下将面临的一些最大的挑战,因此找出低成本增加食物产量的方式至为关键。史丹佛大学教授David Lobell表示,为能受惠最大的农户提供解决方案有助于提升其接受度与回报,他希望透过这项研究吸引更多关注与投资于为农户寻找最能满足其需求的科技。

能侦测与掌握农业永续介入措施的影响力,便可大规模施行于能增加或产生最大效益与受惠最大的耕地位置。微卫星是小型、低成本、重量通常不超过100公斤在低轨道运行的卫星,运用微卫星遥测资料大规模、精准的施行农业介入措施,将有助于提升其效益,能以低成本与永续方式提升食物产量。

研究团队在127个农场运用裂区设计(split-plot design)进行跨数年的实验,一半的麦田采用传统人工方式施用氮肥,另一半则采用新型的低成本施肥机。此外并运用微卫星与Landsat卫星的遥测资料,来比对耕地与地区产量。研究人员采用通常被视为衡量作物产量的黄金标准,亦即在作物收成后就地称重,以评估使用施肥机这项介入措施对产量的影响。

研究团队发现无需任何额外的输入,使用施肥机在所有耕地、农场、年份都至少能让产量成长达4.5%,相当于缩小现有产量差距约3分之1。而若根据微卫星遥测资料以最低产量的耕地为施行目标,将能以相同的介入成本与精力让产量几乎倍增。此外从产量成长获得的平均利润高于施肥器的成本,因此所有参与研究的农户都愿意再次进行相关投资。

这项研究显示5%的耕地采用施肥器时,若为随机采用则产量增长为4.5%,若是针对产量最低耕地采用则产量增长可达8.3%;10%的耕地采用施肥器时,若为随机采用则产量增长为4.5%,若是针对产量最低耕地采用则产量增长可达7.8%;20%的耕地采用施肥器时,若为随机采用则产量增长为4.5%,若是针对产量最低耕地采用则产量增长可达7.2%。


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