Garlic (Allium sativum) feature-specific nutrient dosage based on using machine learning models
Notice bibliographique
Résumé
Brazil presents large yield gaps in garlic crops partly due to nutrient mismanagement at local scale. Machine learning (ML) provides powerful tools to handle numerous combinations of yield-impacting factors that help reducing the number of assumptions about nutrient management. The aim of the current study is to customize fertilizer recommendations to reach high garlic marketable yield at local scale in a pilot study. Thus, collected 15 nitrogen (N), 24 phosphorus (P), and 27 potassium (K) field experiments conducted during the 2015 to 2017 period in Santa Catarina state, Brazil. In addition, 61 growers' observational data were collected in the same region in 2018 and 2019. The data set was split into 979 experimental and observational data for model calibration and into 45 experimental data (2016) to test ML models and compare the results to state recommendations. Random Forest (RF) was the most accurate ML to predict marketable yield after cropping system (cultivar, preceding crops), climatic indices, soil test and fertilization were included features as predictor (R2 = 0.886). Random Forest remained the most accurate ML model (R2 = 0.882) after excluding cultivar and climatic features from the prediction-making process. The model suggested the application of 200 kg N ha-1 to reach maximum marketable yield in a test site in comparison to the 300 kg N ha-1 set as state recommendation. P and K fertilization also seemed to be excessive, and it highlights the great potential to reduce production costs and environmental footprint without agronomic loss. Garlic root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi likely contributed to P and K uptake. Well-documented data sets and machine learning models could support technology transfer, reduce costs with fertilizers and yield gaps, and sustain the Brazilian garlic production.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».