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本土化土壤肥力快篩檢測 快速準確好施肥

資料來源:工業技術研究院材料與化工研究所

在農業領域中,許多元素都會影響作物的生長,這些元素並不是越多越好,過多不但沒有效果,反而會對土壤或作物造成傷害,雖然農業試驗所及各區農業改良場都會提供農民免費的土壤肥力診斷服務,但每年檢測的樣品數量卻高達3萬件,檢測成本費用約為1500萬元。問題是,現行檢測方式繁複且耗時,在人力有限的情況下,往往得花上14-30天才能得出檢測報告,卻已錯過施肥的時效。在農委會科技處的經費支持下,工業技術研究院與農業試驗所共同合作,開發本土化土壤營養源快速檢測套組,除了可在30分鐘內得知檢測結果,每年為農試機關節省一半的土壤檢測經費成本,推估還可避免施肥過剩,減少20到50%的施肥量,省下30億-60億元的肥料成本。

這個快速檢測套組的開發,是考量市售國外土壤快篩試劑並不適用於國內的土壤肥力檢測,研發團隊於是先運用工研院的技術,建立國內土壤特徵成份分析資料庫與廣效萃取液,開發本土化土壤營養源快速檢測套組;後續再延伸開發數位色階比對法,以及創新呈色色卡,避免比色時視覺辨識錯誤,進而提高快篩檢測的準確度。氮、磷、鉀是肥料三要素,目前這個土壤營養源檢測套組已經在百香果、花生、玉米、青花菜、蒜頭、紅龍果等6種以上作物,完成耕種土壤的樣本實測。108年度,已經建立完成磷、鉀的速測試劑,預計109年度完成氮的速測試劑,未來將進一步搭配手持式的智慧影像判別系統,以簡單的人機介面協助農民即時了解土壤營養源含量,而後再加入各項作物的施肥資訊,農民只要一支手機、一個app,就可以馬上知道土壤肥力和施肥建議,不但掌握施肥時效,也避免施肥過剩。

值得一提的是,這個檢測套組未來如果能全面推廣給農民使用,以目前每年大約收樣3萬件的土壤樣本估算需求量,推估大約可創造1.5億元的產值。同時,透過土壤肥力診斷可以提供準確的施肥建議,推估可減少2到5成的施肥量,預計不但每公頃可省下化學肥料成本10,000~20,000元,還能提高作物增產比率約5~20%。如此一來,土壤生產力有效提升了,農民的收入增加了,不但符合聯合國「工業、創新和基礎建設」的永續發展目標,還可因大幅減少施肥量,減少它們釋放到空氣、水與土壤中,對人類健康與環境的不利影響,與另一項發展目標「責任消費與生產模式」相互呼應。

每一土壤的肥力不一,不同作物的要素需求量互異,如何施肥才能求得作物的經濟高產,必須借助科學的方法來診斷。有了這套本土化的土壤營養源檢測套組,就可以決定施肥種類與經濟合理的施肥量。目前市售的國外土壤檢測套組價位大約是新臺幣100元,待工研院與農試所開發完成後,國內農試單位與農民就可取得低於現行檢測套組30-50%售價的本土化土壤營養源檢測套組(預估價位30-50元/次),並且在30分鐘內就能得知檢測結果(現行國外檢測套組須等待18小時),提供給農民做為作物生長時期的追肥參考。一旦有了這項便宜又快速的檢測套組,將使得農村的生產力與小規模糧食生產者擁有安全及公平的土地、生產資源及知識,大幅減輕人力及物力成本,更是對土地的呵護與永續利用,亦符合聯合國「促進永續農業」的發展目標。

本土化土壤營養源檢測套組本土化土壤營養源檢測套組
土壤營養源呈色試劑SOP (以磷呈色為例)土壤營養源呈色試劑SOP (以磷呈色為例)
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