內容提供/ 豐年雜誌 文/ 林君翰 圖片提供/ 林良懋

以色列被稱為流奶與蜜的應許之地,然而全國年雨量超過300毫米、具有耕地價值的地區僅約三分之一,衝突頻繁、缺水是對以色列的普遍印象,但面對這樣惡劣的環境,以色列卻能在沙漠中開花,甚至有歐洲蔬菜園美名。

嘉義縣政府農業處處長林良懋於2018年參訪以色列,帶回豐富的觀察資料,透析雲端科技、大數據分析、物聯網、智慧化機械、感測器靈活應用於農業,從中看見農業未來發展趨勢,讓我們來看看以色列農業如何運用科技在國際嶄露頭角。

整合農業系統設備,以非疫生產區之姿面向全世界

身處沙漠逆境的以色列擅長整合行銷,整合各國科技、系統並向國外推廣,在他們的眼中沒有所謂的敵國,「用全世界最好的技術,賺全世界市場的錢。」是以智慧技術做全球的生意,而不只是賣灌溉系統設備。時至今日,以色列已經能夠向各國販賣全方位解決方案(Total Solution),並鎖定第三世界國家,客製化配置當地可以負擔的系統設備。

節水生產應用於觀賞盆栽,滴灌加上淹灌板,回收滴灌排出液,應用物聯網感測技術進行水養分最佳化調整。

除了向國外銷售科技設備之外,以色列也想擴大農產品外銷版圖,據馮凌慧寫於《臺北產經》〈逆境淬鍊創新力,以色列與芬蘭的創業新生態〉一文,以色列雖然土壤貧瘠,但運用科技克服環境劣勢,蔬果及蛋白質自給率高達95%,甚至還能外銷水果、蔬菜、花卉等品項。

林良懋觀察,為了做好全世界的生意,以色列也積極做好非疫生產區,在溫室入口處可以看見具有雙重門的隔離室,作物栽培也採用生物防治、安全用藥,做好病蟲害防治,以符合全球優良農業規範(GLOBAL G.A.P.),提升消費者的信心。

貼身監測作物狀態,水養分管理連帶升級

近年以色列將過去所研發的農業技術設備再升級,以滴灌系統來說,以往僅透過雨量感測器,單向進行人為控制供水時間,現今已升級為智慧控制,且在農場裡加裝各式感測器。例如,將耐候、防水等級通過IP68測試的感測器直接插入土壤中,可以監測作物狀況並以無線傳輸將資訊回傳至物聯網(IoT),農民只要透過手機、平板電腦便能即時操控。

農場灌溉設施結合感測器,以達智慧且精準供水、施肥,甚至連滴灌管路最害怕的阻塞問題,則透過升級過濾器,並加裝感測器,以自動清洗功能避免噴頭、管路阻塞。

監控作物生長環境的溫度、濕度,已成為農場經營管理的重要一環,但以色列嘗試以生理監測設備直接觀察,根據作物生長狀態進行水養分管理。例如,研發地下微攝影,將微距鏡頭埋進土裡,監測作物根系生長狀態,針對不同的生長速率,調整供水、施肥時機;或是將生理感測器釘入果樹枝幹,以超音波直接感測樹液的流動,可以知道果樹正進行蒸散作用或是養分運移,達到最佳化的管理。

此外,運用接收器直接連接果實,即時偵測並以藍芽傳輸果實生長狀態,當監測到幼果期果實正快速膨大時,表示這段時間最須供水,以果實生長情況進行水養分管理,甚至可以達到省水作用。

將感測器插進土壤中,即時監測作物生長狀態,並以無線傳輸回傳數據,進行回授控制。

創新科技在臺灣推廣不易,滴灌系統須適地調整

臺灣自1998年開始引進以色列耐滴芬(Netafim)公司的滴灌技術進行試驗,林良懋是重要推手,當時擔任台灣花卉生物技術股份有限公司技術工程經理的他,希望透過滴灌技術幫助彰化縣田尾鄉提升花卉外銷競爭力,但是辦了幾十場說明會,也沒有農民願意買單。最後是在雲林縣虎尾鎮農會與臺南區農業改良場的支持下,這項滴灌技術才開始在雲林縣虎尾鎮落地發芽。

憶起這段往事,林良懋感慨的說:「先要肯用,才會好用。臺灣很難做到的就是推廣,先不說農民,光是學校老師也都對這些東西很陌生,把它當笑話一樣。」這些新式灌溉設備推廣不易還有另一個原因,在於技術門檻,會使用才會生財,不會使用反而造成虧損,只要使用不當導致沉澱阻塞,一次就足以毀掉這套設備。

農業若要從國外導入創新科技,必須適地調整,某些設備在以色列操作順暢,但在不同環境、氣候影響下,便可能出現問題。以滴灌系統來說,由於滴灌管出水口小,而臺灣的灌溉水質鈣、鎂、鐵元素含量較高,容易造成管路阻塞,因此過濾系統相當重要。

以生產花卉、種苗聞名的京品園藝股份有限公司,很早就開始使用滴灌系統,負責人陳國明表示,很多地區推動滴灌系統時,大部分都失敗,「有設備時,要問自己懂不懂得用、會不會用,不會用的話,花再多錢也等於是浪費。」使用滴灌系統最重要在於水質檢測與維護,為了追求品質與產能穩定,他願意投入資金、設備,為了解決水質問題,種苗場使用RO 逆滲透水來澆肥、灌溉,雖然價格昂貴,但是他認為:「追求穩定,才有獲利能力與競爭力,才有辦法負擔那些支出。」

非破壞性檢測設備,不僅可以針對外觀選果,糖度、酸度也可以進行比較,篩選出糖酸比一致的果實。

產官學界合作突圍,以智慧科技賺取管理財

滴灌系統技術從20 年前引進臺灣至今,卻未進一步更新技術,物聯網也還停留在10 多年前,而以色列早已經運用感測器、人工智慧技術,自動化監控農場。林良懋表示,臺灣該學的真的很多,農業不能再走勞力密集的老路,而是想辦法走向知識密集,農業也不應該是只能看天吃飯,賺所謂的「機會財」,而要想辦法賺「管理財」。

臺灣農業欲朝向智慧化發展,需要產、官、學界的相互合作,官方須營造產業發展的環境,做政策指示或導引。林良懋認為,官員理論上要領先產業界,因為政策會影響產業發展方向,農業如果想創新,政府應該更有遠見與胸襟,制定相關政策、法規、輔導措施,以改變產業結構,

臺灣所謂的「高新技術」,在以色列其實已經普及化了。針對農業科技知識的落後,陳國明也補充:「國外水質管理大多是談論水質檢測、EC值(電導度)等科學化數據。對於人家來說這是基本知識,但我們居然沒有人重視。」

林良懋認為,以色列農業新創公司之所以強大,在於他們的整併能力,不僅在技術性研發與應用,甚至整合銀行、技術團隊,在海外設立投資部門,根據地方需求,與當地進行國際農耕合作,將市場眼界放遠至海外農場,並從教育體系中向下扎根,在創新技術上訓練農業人才,包含操作無人機也納入學校必修課程,透過學校教育培養農場經營管理的軟硬實力。

以色列溫室設施由平價膠膜朝向透光性更佳的高階玻璃溫室發展。

力抗環境及缺工挑戰,各國積極邁向智慧農業時代

隨著科技蓬勃發展,各國農業也開始有了不同的發展方向,無論是大面積或小面積生產,農場逐漸導入智慧科技來輔助農場經營管理,希望能以最少的人力換取最高的效益,根據不同作物開發出不同農機具或科技運用形式,透過科技化栽培與管理,以達到智慧農業的目標。

日本邁向智慧農業的第一步就是「脫經驗」。林良懋解釋,日本希望有別於「老師傅」傳承技術的模式,而是將技術操作轉換成科學化數據的觀念教學。面對農業高齡化且缺工的現況,為達到智慧農業目標,日本做了許多嘗試,努力推動農業自動化技術、資訊與通訊科技(ICT)的應用。例如,田間導入全球定位系統(GPS)操控的自動化拖拉機、插秧機、收割機等,可以有效率且低成本進行大規模生產,並解決缺工困境。此外,也運用感測技術,精準掌握作物生長情形,穩定品質。

田雲生於《臺中區農業改良場101年專題討論專集》〈荷蘭永續節能溫室生產技術與應用〉一文提及,一半國土面積低於海平面的荷蘭,其緯度高、光照不足、耕地不多,同樣先天環境不具農業生產優勢,卻能發展以玻璃溫室為特色的設施農業,種植高經濟價值的溫室作物與園藝作物,突破農業發展的困境。荷蘭重視科技創新,積極將自動化機器人、自動化傳輸等技術系統的開發應用落實在農業上,也同樣運用無人機、感測器,隨時監控分析生長溫度、濕度、光照、肥料等環境因子,並追求低耗能溫室,應用太陽能提供溫室電力需求。

與這些國家相比,臺灣擁有良好的生產環境,且近年越來越注重生態環境,面對人力不足與極端氣候的影響之下,也同樣漸漸導入新式農業科技,無論是滴灌系統、無人機、物聯網等,皆試圖為農業困境找出路,即便還有很大的進步空間,這些嘗試仍是打開科學農業的新契機,邁入智慧農業時代的基礎。

本文轉載自《豐年雜誌》2018年7月號,《豐年雜誌》電子書平台,請參考:udn讀書吧TAAZE讀冊生活HyReadZinio華藝線上圖書館

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曾任嘉義縣農業處處長

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