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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

318期2018年05月號

出版日期:2018/05/15

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以科技突破 台灣農業挑戰

撰文╱黃柏軒

由於極端氣候常態化、農業就業人口老化、年輕新血斷層等課題,正在挑戰台灣小農經濟型態。導入科技能量,協助農民智慧化耕種、提升產能,甚至藉由科技創新產銷模式,打造超越傳統農業的產值,是未來農業轉型亟需思考的議題。

台灣農業正面臨極端氣候常態化、農業就業人口老化、年輕新血斷層等挑戰,亟需導入科技能量加以協助。
台灣農業正面臨極端氣候常態化、農業就業人口老化、年輕新血斷層等挑戰,亟需導入科技能量加以協助。

2009年,莫拉克風災重創台灣,不僅造成人員財產的損傷,更讓農業損失高達200億元;2016年初,連續13天的霸王寒流造成全台急凍,全台農損超過42億元,創歷年來寒害損失的新高。近年來極端氣候所導致的天災問題,造成農業損失節節攀升,根據農委會統計,近10年天然災害所造成的農業損失,平均每年達110億元,使一向「看天吃飯」的農民心血付諸流水。

除了天災之外,農業另一個隱憂為人口老化,因農業所得偏低,影響青年投入意願,導致農業從業人口逐年降低。農委會2017年調查農業從業人數僅剩 55.5 萬人,占全國就業人口4.9%,而農民平均年齡亦高達62歲。傳統農業為勞力密集的產業,因人口老化、從業率降低,也導致缺工的問題普遍存在於產業間。

農業為支持經濟永續發展的根本,為解決農業所遭遇的挑戰,農業導入科技勢在必行,方能降低人力成本、提高產能、改善收入,進而吸引更多年輕人投入農業,根本性地改善台灣農業問題。

以「智慧加值」踏出第一步

產業面臨轉型的關鍵期,傳統以勞力密集型態為主的農業,又該如何導入強調技術化、知識化、精準化的科技加以協助?

天來創新集團董事長陳來助分析,台灣橫跨熱帶、亞熱帶氣候,地形具高低起伏變化,擁有得天獨厚的農業優勢,也因為農業發展的奠基,造就1951到1980年代台灣經濟快速成長;1981至2010年代,隨著產業結構轉型,科學園區的成功模式快速複製到全台,科技產業起飛,打造出高度成長的技術產值。

時至今日,產業已步入成熟期,面臨轉型發展的挑戰,「台灣未來的機會在哪裡?我們應汲取過去成功的經驗,結合台灣兩大既有優勢:科技與農業,才能為產業注入創新力!」陳來助認為,現在正是農業翻轉的契機,應該打破傳統的思維,重新定義產業的價值,「未來台灣農業的成功方程式,將會是『智慧加值』加上『產銷創新』的綜合模式!」

「智慧加值」便是以科技解決農業既有問題,提升效益,因此找出問題,並且思考解決方法,是最重要的第一步。大同公司行銷暨策略規劃處處長楊勝帆分析,台灣農業受限於耕地面積多以小農型態為主,雖單位面積產量無法與其他國家比擬,但台灣農民具備優良的耕種技術及作物知識,擁有相當的優勢,轉型提升的關鍵,便在於如何將豐富的作物知識與硬體設備、技術相互連結運用,改善原有的問題。例如:發展農業物聯網,透過物聯網資訊了解作物種植的成本效益,減少投入的風險;以感測器、物聯網技術偵測作物的狀況並自動做出相對應的反應。

禾生科技創辦人兼執行長謝金原,以其觀察到台灣養殖業魚蝦高死亡率的現象舉例,養殖業為環境敏感度相當高的產業,造成魚蝦大規模死亡的原因,大多是因為水質發生變化,而傳統養殖業倚賴老師傅以肉眼「看水色」管理魚池,因此難以精準判別水質的變化,甚至24小時全天候的水質變化即時反應。

為了解決養殖業的問題,他結合人工智慧、物聯網、水產養殖、行動科技、自動控制等跨領域專業,設計智慧水產養殖即時監控即時改善系統。此系統提供即時監控水質有毒濃度,水質危險時間通常發生在半夜,系統可24小時持續監測水質。水質若有異常,系統將自動發送預警訊息至養殖戶的行動裝置,在三更半夜也不會錯過,同時設計自動啟動水質改善系統。水質監測數據同時傳上雲端資料庫儲存,作為未來水質分析的依據,改善長久以來水產養殖低成功率的潛在問題。

荷蘭、以色列藉由科技克服農業問題

事實上,利用科技改善農業問題,並且創造出更高的產值,國外早有成功案例。

世界農業經濟大國荷蘭,人口約1,700萬人,農業人口占總人口2%,土地面積比台灣大20%,但適合耕種的土地面積僅有7%,且位處溫寒帶地區,日照短、溫度低,並不適合作物生長。

在先天環境、氣候不利的情況下,荷蘭透過科技發展出高度自動化與標準化的溫室系統技術,使農業不受氣候與耕地的限制。在電腦調控的智慧溫室中,以少量人力、高度規模化方式提高生產率,並全力發展適宜溫室生產的高產值經濟作物,使農業成為荷蘭最重要的出口產業之一。荷蘭每年農業淨出口值保持在130多億美元,占世界貿易額的7.5%~10%,蔬菜、種子出口居世界第一,鮮花占全球市場的60%。

另一個以科技改變農業問題的成功案例,是三分之二國土位於乾旱或半乾旱沙漠地帶的以色列。以色列夏季炎熱少雨,缺乏耕地及淡水資源,相當不利農業發展。但在這塊貧瘠缺水的土地上,以色列展現科技研發的實力,自1960年起便致力開發節水灌溉模式,進而發展出直接將水送到植物根部的滴灌技術,不浪費任何一滴珍貴的水資源,創造出沙漠農業奇蹟。

如今以色列農產品輸出全球,其生產的蔬果大量供給歐洲所需,甚至有「歐洲菜籃」之稱。此外,以色列以節水、精密灌溉為特色的農業科技也成為各國競相學習標竿,以整體解決方案的形式輸出全球,價值甚至比農產品更高。

亞熱帶溫室系統技術 台灣農業解決方案

荷蘭與以色列成功的經驗,說明科技可以解決氣候、耕地、人力以及其他先天環境的限制,創造出更大的效益。台灣夏熱多雨,且風災寒害易造成農業嚴重的損失,因此可以消除氣候變因,以及節省人力的溫室系統技術可成為台灣農業的解決方案之一。

政府的「5+2產業創新政策」亦喊出「新農業」的願景,其中「技術創新強勢出擊」一項,便是致力研發自動化、智慧化的節能設備,提升農業經營效能,並且創新產業價值。配合政府政策,工研院進駐經濟部位於南投的中台灣創新園區,開發具備節水、節能、高產值、智慧化,且適合亞熱帶地區的溫室系統技術,並建立示範亮點。

工研院中分院溫室系統技術中心主任黃添富表示,過往台灣多引進日本、荷蘭等溫寒帶國家的溫室系統,在技術設計上並不適合台灣亞熱帶的環境,導致營運成本過高,無法形成產值效益。工研院進駐中創園區後,整合自動化、感測控制、光源、微環境、病源體檢測等技術,已逐漸建構適合台灣氣候的溫室系統,目前已針對不同農作物的條件、屬性提出解決方案,成功提升溫室作物的產量與品質。

黃添富舉例,工研院在3年前導入適合溫帶地區生長的作物草莓,以溫室系統技術成功培育,在科技調控的操作下,晚秋到早春皆能採收,不僅延長草莓生長期,產量也較傳統栽培方式提升至3倍之多。此套溫室技術前也與民間業者進行合作,在苗栗大湖、雲林虎尾、南投草屯、桃園大溪等地區建置推廣案例,未來可望形成高值草莓產業聯盟,並建立5年內回收成本的成功營運模式。

產銷創新是農業的下一步

技術有了,下一步是補足上、中、下游產業鏈、創新產業銷售模式的策略。楊勝帆認為,科技農業不僅是技術上的注入,更要從育種、生產、加工到銷售階段的思維模式全面革新,導入科技協助資訊數據化,精準分析產業及消費者需求,未來更有可能如以色列般向外輸出整體解決方案,締造更大效益。

他舉例,大同近年來積極發展智慧農業解決方案,由大同整合各項設備、系統及技術,與小農約定契作,提供小農智慧溫室系統改善生產模式,再結合大同近200家的實體通路,協助小農產品銷售,消費者也能吃到具有安心品質保證的農產品,串聯成具備商業價值的一條龍服務模式。

這也是在技術創新之後,台灣農業面臨的問題:如何鏈結技術、產銷、服務,打造創新商業模式,重新定義農業價值鏈。「過去台灣最擅長把10元的東西用1元做出來,現在我們有沒有勇氣,把1元的東西做出100元的價值?」陳來助點出農業在導入科技發展後,需要思考的下一步關鍵點。

天來創新集團董事長陳來助認為,結合台灣兩大既有優勢:科技與農業,才能為產業注入創新力。
天來創新集團董事長陳來助認為,結合台灣兩大既有優勢:科技與農業,才能為產業注入創新力。

工研院中分院溫室系統技術中心主任黃添富指出,工研院已建構適合台灣亞熱帶氣候的溫室系統,成功提升溫室作物的產量與品質。
工研院中分院溫室系統技術中心主任黃添富指出,工研院已建構適合台灣亞熱帶氣候的溫室系統,成功提升溫室作物的產量與品質。

禾生科技創辦人兼執行長謝金原整合跨領域專業,設計「人工智慧水產養殖監控即時改善系統」,降低養殖魚蝦高死亡率。
禾生科技創辦人兼執行長謝金原整合跨領域專業,設計「人工智慧水產養殖監控即時改善系統」,降低養殖魚蝦高死亡率。

大同公司行銷暨策略規劃處處長楊勝帆指出,大同近年積極發展智慧農業解決方案,並與小農約定契作,結合實體通路,串聯成一條龍產銷服務模式。
大同公司行銷暨策略規劃處處長楊勝帆指出,大同近年積極發展智慧農業解決方案,並與小農約定契作,結合實體通路,串聯成一條龍產銷服務模式。

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