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設施蔬菜智慧栽培 省工省水輕鬆種好菜

資料來源:行政院農業委員會桃園區農業改良場

2020年五月下旬一波豪雨帶來農業災損也影響蔬菜供需,主要消費地大臺北地區蔬菜每公斤平均價格在五月三十日漲破30元,跟五月份二十多元的平均價格對比,漲幅達到兩成,幅度不算小。臺灣夏季高溫多雨,再加上病蟲害防治不易,因此蔬菜常因為栽培困難而短缺。隨著利用設施栽培作物日趨普及,北部地區成為設施短期葉菜類的重要產區,不僅穩定夏季蔬菜產銷,並且就近提供北部都會區消費使用。但短期葉菜類栽培時間短、根系淺、需水量大、土壤又不能太濕,在栽培管理上需要穩定供水才能維持品質和產量。行政院農委會桃園區農業改良場長期投入設施蔬菜栽培管理技術開發,近年來更導入環控技術,加強數據化精準管理,不但省水省工、蔬菜品質佳、農民種起來也輕鬆。這種提高農業科技發展,提升水的使用效率,與聯合國永續發展目標「提高產能及生產力,協助維護生態系統,並漸進改善土地與土壤的品質」相互呼應。

這套由桃園農改場建置雲端的「智慧農業開發系統」,是運用物聯網及人工智慧,開發出設施作物栽培管理模式,包括:環境感測及控制器、作物生育期影像辨識及生長模型,以及系統功能優化等。依據蔬菜生育期整合管理田間設備:調節灌溉、養液、溫度及光度,提供良好的作物栽培環境,穩定產量和品質,達到智慧溫室管理,遠距生產的目的。從場域盤點、環境需求、監控裝置、再到控制程式,最後是效益評估。這套系統目前除部分技轉生產銷售外,也部分提供給農民免費申請帳號使用,同時還能應用系統視覺化編輯器功能,讓程式「麻瓜」也能自己設計自動灌溉控制程式,大幅降低農民採用的成本。

桃改場在108年已經將這項智慧農業栽培管理技術推廣到桃城蒔菜合作社,輔導75棟簡易溫室(約2.5公頃)安裝環境感測器和灌溉控制器,並且依照農場管理模式設計智慧灌溉程式,透過程式達到栽培自動化管理。當傳感器數據達到設定值,控制程式就會直接從雲端下達指令給田間的控制器,進行灌溉、施肥等自動化管理。當設備離線或遇到高溫時,也可以即時發布警訊到手機;同時,程式還設計手動補水機制,讓巡田的員工對於異常乾旱的園區,可以透過手機啟動補水程序。灌溉水量則會記錄於Google試算表,讓農民一目瞭然用水狀況。如此一來,桃改場預估,每年農場光是自動灌溉就可以節省管理工時1218小時,同時,因為精準用水,大量節省水資源,相較於定時器給水,智慧灌溉大約可以減少一半的用水量。此外,智慧化的栽培管理還可預做排程,透過葉菜植株高度和鮮重,預估生長和採收時間,達到產量預測,讓經營最佳化,創造農業高價值。

夏天菜少,大多數的蔬菜,都不適合夏季高溫下生產。桃改場結合現代科技,走向智慧化設施栽培,將天氣和環境造成的影響降至最低,這種精準化生產模式,讓農民不再需要靠天吃飯,也不再受限於人力和距離,在農業人力老化短缺的情況下,省工省水輕鬆種出質量穩定的蔬菜。這項栽培管理技術的開發,不但升級基礎設施並加速創新,也符合聯合國SDGs「強化適應氣候變遷、極端氣候、乾旱、洪水與其他災害的能力」、「大幅增加產業的水使用效率」,以及「做好水資源管理」等目標。

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