跳到主要內容區塊
良農不輟耕,科技創豐年 智慧農業
2018-08-13

良農不輟耕 科技創豐年 智慧農業(林格立攝)

良農不輟耕 科技創豐年 智慧農業(林格立攝)

 

唐朝李紳的《憫農詩》說:「鋤禾日當午,汗滴禾下土」,是傳統農耕的寫照。

而今日農村,無人機替代農民噴灑農藥與肥料,「機器比人準」,可有效降低用量。夜深人靜,屏東內埔茶園滴灌系統自動灌溉,省電又省水。豪雨特報,在智慧禽舍與智慧溫室中,也無風雨也無晴,克服了農業靠天吃飯的宿命。這是智慧農業的寫照,「農事生產智慧化,產銷服務數位化」,也將農業這最古老的產業變成高科技的現代產業。

 

以無人機施肥噴藥,省力、省時又省藥。以無人機施肥噴藥,省力、省時又省藥。

「目前飛行高度1米半,每秒3公尺的速度前進,預備!噴藥!」,身穿Gore-Tex防潑水外套、頭戴前後遮蔽圓盤帽的「飛手」(操作無人機的操作人員),正在水稻田旁操作遙控器,利用無人機進行噴藥。

「飛手」是農業試驗所的研究助理吳俊毅,他表示,以水稻田為例,1甲地農民揹筒或是拉管噴藥,至少要3小時,植物保護機(無人機)在上空噴完一圈,大約半小時即可完成。

無人機施肥噴藥,省力省藥

這無人機接著到火龍果園施肥,一分地,不到5分鐘就噴完了。稻田與果樹是青農林保沅提供給農試所進行試驗。4年前,他結束台北公關公司的業務,返鄉務農,種水稻、絲瓜與火龍果。

為了防治病蟲害幫火龍果套袋,林保沅掀開防曬手套,手腕上盡是被火龍果枝條上的荊棘刺的一條一條的傷痕。他說:「因父親年邁,家裡農作沒有人做,因此回來接手。作農本來就辛苦,流血流汗沒有關係,但最討厭的就是噴藥,有無人機可替代,省時又安全。」

台灣目前約有2,500公頃種植火龍果,並且出口新加坡與日本,屬於高經濟價值的水果。根據農試所配合面積大小,換算噴藥的濃度,並且尋找適合以無人機噴藥的劑型與劑量後,發現縱使減少十分之九的農藥用量,仍可以達到相同的病蟲害防治效果。主要是無人機有氣旋,霧粒夠細,較易吸附,不僅可以減少農藥的用量,對農夫來說,也可以降低用藥的浪費。

農試所組長郭鴻裕與團隊102年開始進行無人機智慧農業的研究,無人機可以應用在巡田、災損調查,到田間噴藥與施肥。目前正研究利用無人機高光譜辨識病蟲害,就像AI人臉辨識的道理,透過監測的機制,可以計算密度與防治的策略。

機器採茶,一天可以採摘3公頃的茶菁。機器採茶,一天可以採摘3公頃的茶菁。

農試所助理研究員黃毓斌博士指出,現今常因氣候變遷與外來種的入侵,在農田裡發現某一種新的病蟲害,農民可以直接拍照、上傳,透過物聯網(IoT)應用,經過智農系統的分析,發布警訊,或是進行防治與管理。

智慧機具,效率決勝

黃博士所說的智農系統,即是農業委員會推動「智慧農業4.0」計畫的一個面向。智慧農業意即以創新科技為基礎,導入物聯網、大數據、智慧機具與裝置,達到智慧化生產與管理的創新農業目標,同時將台灣優質的農產品推向全球。

中央山脈最南端北大武山下,屏東內埔的老埤農場,則有智慧機具的最佳展現。

台灣農林公司2016年購置這塊七百多公頃的農地時,曾遭到外界要炒地皮的質疑。但2017年3月開始種下第一批茶苗,目前至第4期已開發二百多公頃,已是台灣最大單一面積的茶場。

自以色列引進的滴灌灌溉系統,透過電腦設定,於夜間自動灌溉施肥。自以色列引進的滴灌灌溉系統,透過電腦設定,於夜間自動灌溉施肥。

台灣農林公司茶葉處經理鄧志民指出,由於人力的成本太高,目前世界重要的茶區集中在中國、印度、肯亞等低工資地區,採茶的農民一天靠著約合70元台幣的工資過活。台灣茶要能在世界勝出,必須要能降低成本,又製造出高品質的茶葉,因此老埤農場在開墾之初便引進系統化管理、機械化生產等智慧農業的思維。

鄧志民看著一望無際的茶園說:「我們靠速度決勝。」

眼前一片綠油油的平整茶園,由女性員工操作採茶機,每台採茶車一天可以採摘3公頃的茶菁,傳統的人工採摘,3或4人一組人一天最多只能採收5分地。

最特別的是以2億元費用、自以色列引進的滴灌灌溉系統。設於茶樹下的水管,每40公分有一個滴孔,馬達一開,一次可以灌溉10公頃茶園。每小時固定滴1公升,沒有種植作物的走道,則是一滴水都沒有。與傳統噴灌系統相比,可以節省70%的水。

老埤農場一開始就引進系統化管理、機械化生產等思維,可以節省人力。老埤農場一開始就引進系統化管理、機械化生產等思維,可以節省人力。

鄧志民指出,「滴灌系統,不只省水,同時省電、省人力,因為我們透過自動控制系統,設定在夜間離峰用電時段灌溉,除了省電,還可以減少白天灌溉的蒸發散作用。而且滴灌系統不只灌水,同時也可以施肥,達到精準農業的目標。」

除了田間自動化,老埤農場的目標則要把製茶老師傅二十多年的經驗值,做成大數據,透過系統調整萎凋、揉捻的次數,作出不同香氣、湯色與風味的茶,達到客製化的目的。

老埤農場未來計劃470公頃全數生產,種植供瓶裝飲料與泡沫紅茶使用的商用茶,包括台茶8、12、20號、大冇與四季春等7種台灣特色茶,預計年產3,000噸茶葉,將成為台灣最大產能的茶園,但對一年喝掉4萬噸茶,其中有3萬噸需進口的台灣來說,仍然供不應求。

智慧禽舍、溫室:全環控

智慧農業4.0另一面向,是「產銷服務數位化」,從生產到加工,包裝到銷售一條龍的元進莊畜產,智慧禽舍的設計,以及通過HACCP、提供生產履歷,讓消費者從產地到餐桌增加對食品安全的信心,也是智慧農業4.0的目標。

元進莊專案主任盧瑋翎指出,傳統露天、開放式的家禽場,是1.0的禽舍,容易受到天候影響,更難以預防禽流感。禽舍4.0的設計,採密閉、隧道式的建築,除了自動餵食飼料、飲水,還會自動量體重,由粗糠作為地板的墊料,底下埋有體重機,偵測家禽每天平均增加的重量。

為了避免外界的汙染,即便是農委會官員參觀,也必須穿著隔離衣,進入禽舍,實際體會「空間的舒適感」。

禽舍4.0的設計,採密閉、隧道式的建築,可以有效預防禽流感。禽舍4.0的設計,採密閉、隧道式的建築,可以有效預防禽流感。

智慧禽舍由電腦自動偵測與控制溫度、溼度、二氧化碳與壓力差,例如溫度過高時,水簾自動灑水降溫,配合自動啟動風扇,帶入涼風。因此當夏天室外高達攝氏三十多度時,禽舍總是維持26~27度。環境舒適,雞、鴨比較會生蛋。

全環控的智慧溫室系統,在桃園源鮮農場,給蔬菜生長的空間,則更上一層樓。14層的立體溫室,是目前全球層數最多的立體農場,透過人為溫度、溼度與風速的調控,創造出仿大自然的微型氣候,可以因時制宜,農場參考「巴克斯效應」播放古典音樂,增加植物吸收養份的效率。溫室裡的綠色菜蔬,在微風吹拂下輕盈擺動,似乎也在隨著音樂起舞。

走過生死關,種植無毒蔬菜

「當初只是想種菜給自己吃!」10年前,源鮮集團董事長蔡文清因肝臟長滿腫瘤,被2家大醫院醫師宣判唯有換肝才能活命,「我當下眼淚快噴出來,我6歲沒了父親,13歲當學徒,21歲創業,一生沒有懈怠過,44歲公司上興櫃,醫師卻宣判我死刑,人生太不公平了!」

透過智能監控與大數據分析等科學方法,提升產能。透過智能監控與大數據分析等科學方法,提升產能。

蔡文清又快又急地說著當初種菜的緣由,「但當時卻面臨大陸強力取締器官捐贈者,等不到肝,我開始嚐試『生機飲食自然療法』,5個月後,居然不藥而癒。」

走過人生生死那一關,蔡文清領悟了希臘醫聖希波克拉提斯所說:「食物就是你的藥,藥就是你的食物」,改變飲食是身體自癒的第一步。在生病時,為他打蔬果汁的太太經常買不到完全無毒、無農藥的蔬菜。蔡文清因此辭去光電公司的董事長,一心一意只想種出「安全、無農藥、零大腸桿菌、低硝酸鹽、低生菌數」的蔬菜。

一開始蔡文清種在溫室的蔬菜,縱使網子圍得再密,一樣被蟲子吃光光;轉進「水耕」,專家警告他不要作無謂投資,因為水菌共生的原理,不用藥,逃不過三年魔咒,菜苗要再長大就得用藥。

「人只要有善願,天必從之」蔡文清說,「正當我發愁時,就這麼恰巧,我生命中的貴人、介紹生機飲食給我的陶君亮董事長,返台飛機上,一旁坐著移民英國24年的王望南教授,健談的二人居然聊到我種菜遇到的困難……」蔡文清在此機緣下求教於王望南,他所研發的人工太陽與奈米氣泡的技術,解決了水菌共生的難題。

智慧農業,台灣發光

還有種子本身含有細菌,導致不用農藥,蔬菜也長不好。蔡文清因此去中興大學植病系上課,帶著研發團隊向中興大學蔡東纂教授請益,蔡老師被蔡文清的善願感動,願意提供微生物菌種的技術,解決了「微生物拮抗」的難題。

透過調整12道光譜的人造太陽,可以種植不同季節的蔬菜。(林格立攝)透過調整12道光譜的人造太陽,可以種植不同季節的蔬菜。(林格立攝)

蔡文清進一步解釋,透過蔡東纂所研發的48支強勢菌種,有益微生物佔好地盤後,即可抑制有害微生物的生長,達到不用農藥即可防治病害的目的。此外,透過灌溉發酵後的液態肥,有如提供植物維他命酵素,可以分解蟲卵與蟲殼的幾丁質,達到防治蟲害的目的。

不只是善願感動天,而是蔡文清「不放棄」的精神,連著4年的請益,蔡文清笑著說:「我成功地學以致用,因此蔡東纂老師說,我是他教過讓他最有面子的學生。」

源鮮農場為了增加產量,每天記錄光照度、溼度、溫度、養液濃度,透過參數的調整,將每單位面積的產量從600公克提升至2,400公克。透過智能監控與大數據分析,科學化提升產能,目前400坪種植面積的農場,一天可以生產1,600公斤的菜蔬。

蔡文清說,因為從事電子產業時,客戶每季都要求降價,因此養成隨時追蹤更便宜物料,與提升產能效率的思考習慣,把從事科技業的慣性用在農耕上,「傻傻地記錄了6年,發現原來這叫大數據分析」。

源鮮農場透過人為調控溫度、溼度與風速等,創造出仿大自然的微型氣候。源鮮農場透過人為調控溫度、溼度與風速等,創造出仿大自然的微型氣候。

此外,人工太陽的技術是仿太陽光的12道光譜,透過螢光粉調和LED燈,但拿掉會曬傷植物的紅外光與紫外光,產生適合不同植物的光源。例如調成秋、冬的光譜,即可以在夏天時種茼蒿;羽衣甘藍用的是接近澳洲的太陽光譜;名為「義大利綠精靈萵苣」運用接近倫敦的陽光來照拂;也因為如此,蔡文清說,「只要有人類城市的地方都可以複製。」因而吸引必須常年進口蔬菜的加拿大、丹麥、英國的投資者,來台灣洽談合作投資。

這樣的智能農場,一年365天可以天天播種,天天採收。這也是智慧農業的目標,可以順天時、應地利,可以一畦春韭綠,十里稻花香。