Ізраїльські вчені застосували ШІ для точнішого зрошення та раннього виявлення стресу рослин

Ізраїльські науковці продемонстрували, що інструменти штучного інтелекту можуть суттєво підвищити ефективність управління зрошенням і допомогти раніше виявляти стрес у рослин. Про це йдеться в новому дослідженні Єврейського університету в Єрусалимі, де машинне навчання використали для точного прогнозування добового водоспоживання культур.

Дослідження зосереджене на транспірації — випаровуванні води через листя, яке є ключовим показником фактичного споживання води рослиною. На відміну від традиційних підходів, що спираються на погодні дані або вологість ґрунту, ізраїльські вчені аналізували безпосередню фізіологічну поведінку рослин. Для цього вони використали сім років безперервних високоточних вимірювань томатів, пшениці та ячменю, вирощених у напівкомерційних теплицях.

Команда під керівництвом професора Менахема Мошеліона застосувала високоточну лізиметричну систему, яка фіксувала мінімальні зміни маси рослин у режимі реального часу. На основі цих даних були навчені моделі машинного навчання, зокрема Random Forest і XGBoost, які змогли надійно прогнозувати добову транспірацію за умов різного клімату та для кількох культур. У незалежних тестах модель XGBoost досягла коефіцієнта детермінації R² = 0,82.

Важливою інновацією стало те, що модель прогнозує, як має поводитися здорова, добре зрошена рослина. Основними чинниками, що впливають на споживання води, виявилися біомаса рослини та добова температура. Відхилення фактичної поведінки від прогнозу можуть слугувати раннім сигналом стресу, спричиненого посухою, засоленням, хворобами або пошкодженням кореневої системи — ще до появи видимих симптомів.

Хоча нинішній підхід поки що більше придатний для наукових і контрольованих умов, дослідники вважають його важливим кроком до «рослиноорієнтованих» систем прийняття рішень. У перспективі поєднання таких моделей із доступнішими польовими сенсорами може закласти основу для нових інструментів точного землеробства, що забезпечать економію води та більш своєчасне реагування на стресові фактори у посівах.

Позначки:Ізраїль, зрошення, ШІ