智慧農業4.0 永續發展與收益並重

智慧農業4.0 永續發展與收益並重

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中興大學鄭政峰教授(右一)、中科大智慧產業學院創院長林文燦(右二)、臺茂奈米生化董事長林冬霧(右四)等產學專家,至海拔1500公尺凍頂烏龍茶得獎茶園南投番仔田旺興茶園,輔導廠長林新約(右三)新植栽應用技術。圖/嚴強國

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發展新農業植株健康栽培環境,應運用透過Arduino與Python,結合物聯網監繫統NB-LOT,再以大數據的收集分析,使農民能清晰時刻掌握農場作物生長土地環境狀況。日前,由中興大學鄭政峰教授、中科大智慧產業學院創院長林文燦、臺茂奈米生化董事長林冬霧等產學專家,至海拔1500公尺凍頂烏龍茶得獎產地,南投番仔田旺興茶園參訪輔導。

據新農專家中興大學名譽教授鄭政峰博士,從生化新農專業角度而言,導入檢測解決食安的源頭植物生長健康問題表示,植物養活人類、土壤養活植物,有健康的土壤才能種出健康的食物、有健康的食物才能讓人類吃出健康的身體。加上農業種植生產機制可結合智慧科技應用以大數據、物聯網、自動化和感測器等工具的運用,現今已非常成熟應用在我們最傳統的農業植株生長技術上。

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農民爲求高產量、高收益及賣相,爲節省勞力,往往施用大量除草劑,造成農藥愈噴愈無效,而農藥業者推爲抗藥性,推薦雞尾酒式或以散槍打鳥式的噴灑農藥,致使土壤惡化,不利於植株的健康生長。而傳統經營的農田,因長期過量施用化肥,使得土壤pH下降,鈣被溶失、矽變爲分子型態難以吸收,造成植株細胞壁及組織虛弱;也因土壤電解質過高,微生物的生長及根系的發展都受到限制。

且植株體弱的生長,容易引來病害、蟲害,就噴灑農藥。農藥的噴灑,連共生的有益微生物也會被滅,及減滅土壤中微生物,喪失有益微生物的保護功能。造成殘留殺草劑或代謝物也螯合土壤中微量元素,使植株難予獲取,導致產生生理代謝功能障礙與有機質的不足,致土壤硬化、透氣性差,影響微生物生長及根系發展。且鈣爲植物細胞壁的重要組成,鈣的缺乏很容易引起臍腐、炭疽、裂果、爛頭、燒心、腐心等病害。植株體內鈣等元素的長距離運輸主要在木質部,通過蒸散作用的水流而移動,因此土壤乾旱缺水,鈣等元素不易流動,造成根系失水,植株萎焉,加大了根系對對這些元素吸收難度。長期過量施用化學肥,殘留高含量的硫酸鹽及磷鹽,沉澱鈣、鎂、鐵、鋅、銅等元素,影響被植體吸收。土壤中銨氮、鎂、鉀過高,與鈣產生拮抗作用,也影響對鈣的吸收。

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農藥及除草劑或代謝產物對金屬營養元素的螯合作用,降低爲植體吸收的有效性,進而影響了生理作用輔酶的功能。土壤的酸化,讓矽元素轉成不溶性的結合性分子態矽,難予爲根所吸收。

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中科大智慧產業學院林文燦院長說,智慧農業4.0是運用NB-LOT監控茶葉與植栽生長環境,爲促進農作運用大數據的分析使農作物的損害降低,進而增加農民收益。使在遠處的農民可以隨時得知農作的情況;藉以資訊智慧化的技術運用,讓傳統的農業逐漸踏上智慧農業的腳步,演變成現今的智慧農業4.0。因此,爲精進農業植株成長所需營養的均衡與營造微生物功能,應重建植株健康生長的環境來着手。

促進植株健康的養分方面,應從植幹及根系有效緩釋鈣矽等元素,連續爲植幹及根系吸收,促進植株及根系健康。特別是鈣、矽元素爲保護與防禦植株的元素,及具生理功能的微量元素,葉面施肥可避開根部吸收的拮抗作用。發揮微生物效能方面,要補充土壤中的有機質,重建植體的防禦及有益微生物生態,對植株葉面及根系提供保護作用。強化微生物代謝物功能,增強殺菌滅菌功能,健全根系發展,促進養分吸收,讓植株健康生長。

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