智能灌溉系统土壤养分失衡土壤肥力恶化防治作物病虫害的模型

    在农业生产上，病虫害、土壤养分失衡、土壤状态恶化等情况会威胁作物产量及农民后续收益，因此需要透过轮作(或称轮耕)进行改善。早期农民就已有使用田间轮作维持作物健康的习惯，但随着世界人口不断增加，现在的农业更需要解决粮食供应和病虫害的双重问题，化肥、农药能帮助农民获得高收益，但却不具永续性。而轮作是一种永续农业的方式，故本次德国Max Planck Institute for Evolutionary Biology就开发整合生物演化论的计算模型，希望可藉由这项研究，配合其他更符合永续的农作方式（例如减少农药用量和实行生物防治）提高农业效率。     在收获季节，病原可能会入侵田间并损害农作物，进而降低预期产量。为了更了解轮作如何预防病虫害，研究人员建立了一个基本模型，包含了不同季节的土壤品质、产量与农家现金收益，并考量在生态时间尺度上的演化动力学，用来探讨最适合控制病原的农作物轮作策略。研究结果显示，长期轮作的结果取决于收获季节维持土壤品质和减缓病原进化的能力，且经过模拟，推行合理化的轮作虽无法完全防止农作物被感染，但可以有效延缓更高毒性病原的进化速度。
 
    这样的模型研究结果虽然简化了决策过程，但也提供新的方式综合评估作物田间特征、流行病学和病原进化等状况，并与经济收益连结，未来也可能将这样的模型用在于其他特定作物的轮作模式探讨，或是评估新型病虫害控制技术的成效等。