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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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LED照亮茭白筍新傳奇

文/陳帝鴻

十一年前,南投埔里的茭白筍田首度發生基腐病,疫情蔓延數百公頃,幾乎一半的茭白筍田遭殃。不到一年,茭白筍田竟又遭逢矮化症攻擊,接連而來的重大打擊,幾乎使整個南投縣茭白筍產業陷入絕境。不過,在產官學界的共同努力下,埔里的茭白筍田不但沒有從此絕跡,反而發展出以排水和光照控制茭白筍產期的新技術,造就「美人腿革命」,也成就台灣農業史上的茭白筍傳奇。
十一年後,工研院率先將最先進的LED照明技術,導入茭白筍光照控制,不但耗電量可大幅降低至原來的一半以上,讓農民的栽種成本更低,LED更具有光度均勻、無光害…等優點,能達到增產、高效、抗病與無光害目的,進一步以新科技照亮埔里茭白筍新傳奇。

六月底的南投埔里,忽晴忽雨。方才還是晴空萬里的藍天白雲,在看似無關宏旨的幾粒豆大雨滴後,翻天覆地的傾盆大雨便在幾分鐘內狂野地傾瀉而下;雨聲大到讓躲在茭白筍田邊工寮的避雨的我們,必需刻意扯著嗓子說話。但神奇地是,不過十幾、二十分鐘後,天空又清朗如昔,方才嚇人的狂暴雨勢,好似從來沒有存在過。

一場尋常的西北雨,對當地筍農來說,是再尋常不過的夏日風景;但對初次來到埔里茭白筍田的我們而言,卻似乎成了埔里茭白筍峰迴路轉發展史的另類隱喻。

雖然近年來埔里已經成為台灣茭白筍的同義詞,茭白筍也成為埔里當地的最主要農產品之一;但事實上,埔里發展成「茭白筍王國」,不過是近30年的事。

新品種 真「敢當」

根據農委會農業試驗所的資料,民國98年的茭白筍栽種面積為2,057公頃,年產值新台幣20.2億,其中南投縣茭白筍栽種面積與產值分別占全台灣的88.6%與94.6%,是台灣最大的茭白筍產區,每公頃平均有100萬產值。但在民國71年以前,茭白筍在埔里地區的栽種面積卻不過300多公頃,並且只能在冷涼、且水深至少半人高的深水區域栽種,產值十分有限。

不過,埔里鎮蔬菜產銷班第7班陳敢當班長在民國71年的一項新發現,卻完全改寫埔里農業發展史。他在自己的田裡,無意間發現有一株茭白筍苗長得特別高大強壯,並且已經結成筍實;陳敢當剝開一看,發現筍肉又白又長,因此判斷為千載難逢的優良突變種。陳敢當便以此突變種為母株,細心培育繁殖,發現突變種的產量,不但是原生種的三倍,新種的生命力也比原生種旺盛,幾乎是只要有水的地方,就可以落地生根,完全突破原生種嚴苛的栽種條件限制。

更可貴的是,陳敢當毫不吝惜地將繁植成功的突變苗種,慷慨提供給埔里地區的農友,使埔里地區在短短幾年之內,幾乎所有水稻田都轉作為茭白筍田,在埔里形成「茭白筍王國」。突變品種的茭白筍,也在學名「早生青殼種」之外,多了一個農友口耳相傳的「敢當種」俗稱。

就在一切看似晴空萬里之際,一個令農民驚心動魄的嚴酷挑戰,卻在民國89年時像一朵烏雲般地悄悄籠罩了整個埔里。

「基腐」及「矮化」的雙重打擊

「基腐病民國89年夏天在埔里首次發生,90年更嚴重,好幾百公頃都發生這個病害,幾乎占了埔里茭白筍田的一半。」農委會農業試驗所植物病理組助理研究員黃晉興回憶:「90年5月,農委會指示動植物檢疫局要去處理疫情,找了很多專家一起做研究,我是其中一位,也是唯一沒有中途放棄,一直持續做下去的人。」

就在基腐病來勢洶洶之際,矮化症也在90年同時趁隙入侵;在兩個疫情的雙重打擊下,茭白筍農損失慘重。黃晉興在研究後發現,基腐病的擴散途徑,是病原菌藉著流水傳播,再由採收傷口侵入;矮化症則是由於光照不足,造成苗種提早結筍,並且結出來的筍是畸形筍,沒有商品價值。

黃晉興表示:「我在無意中發現,路燈底下的茭白筍,就沒有矮化症。我們就從光線的研究開始著手,我們發現如果能夠在夜間延長光照,茭白筍的矮化症現象就不見了。」掌握疫情之後,黃晉興整理出「排水」與「夜間光照」兩個技術,來對抗基腐病與矮化症。

「我建議農民在採收完成之後,就進行排水,來防堵基腐病蔓延;至於在矮化症方面,可以透過夜間延長光照來克服。」不過,由於黃晉興的對策,完全改變了埔里地區茭白筍農所習慣的耕作流程,大多數農民當時都非常排斥,夜間光照的點子,甚至被當地農民視為笑柄,也讓滿腔熱情的黃晉興,在推廣上撞得滿頭包,吃了不少閉門羹。

「雖然常常透過農會宣導新的栽種方法,努力幫農民開課,但是整個概念還是沒有辦法被農民接受,推廣起來很困難,」黃晉興表示:「一直到民國93、94年的時候,才透過當地農會的介紹,找到潘性雄先生這邊來。」

「瘋狂」農友的一臂之力

原來,在埔里地區的茭白筍農民當中,潘性雄的「特立獨行」,是出了名的;「離經叛道」的行徑,讓黃晉興甚至用「瘋子」兩字來形容他。過去埔里地區的茭白筍是一年兩穫,第一期筍產期大約在清明節左右,第二期筍產期約是中秋節前後,冬天無法產筍,因此是農民的休耕期。

不過,潘性雄卻「明知不可而為之」,在不是茭白筍產期的冬天,卻三番兩次企圖產筍。潘太太回憶:「以前我先生嘗試冬天結筍,平均大概要三年才會碰到一次成功結筍,絕大多數都矮化掉,讓我們白忙一場。但即使是如此,我先生還是每年冬天都會嘗試結筍,真的跟瘋子一樣。」

但即使是如此具有實驗精神的潘性雄,對於黃晉興顛覆傳統的茭白筍栽種方式,也沒有辦法一下子就「買單」。潘太太說:「黃晉興博士真的很有耐心。他都已經來十幾趟了,我老公還是不理他。」

黃晉興回憶:「我去田裡找潘先生好多次,他也都只是跟我閒聊而已,完全不願意跟我談正事。我甚至必需刻意展現一些我對茭白筍的專業知識,來讓他服氣。就這樣來來回回好多、好多趟,才讓他願意開始嘗試新的茭白筍栽種方法。」

有趣的是,潘性雄即使初步接受黃晉興的新栽種方法,還是不願意貿然在自己的田裡實施,反而是去另外租了一塊地,在租來的田地裡試試看。黃晉興回憶:「結果在潘先生租來的那塊田,茭白筍因為遇到鏽病而實驗失敗;但是他有跟他朋友講我的栽種方法是怎樣、怎樣做,結果他朋友真的照著去做,反而成功了!聽說他朋友那一年賺了200多萬。結果第二年,潘先生就很認真地照著我的方法去做,成功以後,他每一年都照著新的栽種方法做。」

黃晉興的茭白筍全新栽種方式,不但使埔里地區的茭白筍產業,成功抵擋基腐病與矮化症的侵襲,還透過夜間光照技術,開發出茭白筍的產期調控栽培模式,使茭白筍能夠依計畫方式生產,即使是冬天也能結筍,使產期由一年兩穫增加至一年三穫,直接提高茭白筍農的年收入。

黃晉興說:「以前農民一年可以生產兩期筍,第一期是四到六月,第二期是八到十月,十月之後,就休耕,準備新苗,明年再種。但在我的新栽種方式裡,十月不是休耕;而是把地上的枝葉全部砍掉、排水,讓它重新長苗。使同期的苗、同期長出,我們叫『同步生長』。」

「同步生長」的結果,就是直接縮短茭白筍的生長期,使一個筍期(包括生長與採筍期)由過去的5個月,縮短至3.5~4個月;再透過夜間光照,於短日季節(冬天)防止苗期結筍,使茭白筍產期一年由兩次增加至三次,並可計畫性地任意調控產筍月份,使茭白筍價格平均,在增加產量之餘,也直接照顧到筍農的收入。

潘太太指出:「過去遇上盛產期,一公斤茭白筍甚至不到10塊錢!50公斤的一大箱茭白筍,還賣不到500塊,根本不夠成本。但自從大家都使用黃晉興博士的生產方法,可以控制產期以後,大家都學會把產期拉開,一公斤茭白筍都很穩定地維持在合理的價格。」

花了將近五年的時間去推廣,黃晉興的新栽種方式,終於在埔里地區普遍被農民接受,順利開花結果;不過黃晉興並不因此停止在茭白筍栽種上的進階研究,從去年十月開始,在經濟部技術處的科技專案計畫下,透過工研院的LED照明技術,將節能的LED照明,導入茭白筍栽種,進一步點亮埔里地區的茭白筍新革命。

LED取代金屬鈉燈

黃晉興表示:「為了替茭白筍做夜間光照,農民最早是考慮使用日光燈;但因為日光燈的照射距離不夠,一分田要擺設好幾十支燈,農民就開始找有沒有照射比較強的燈。一開始還考慮用廣告燈,也有人建議採用400瓦的金屬鈉燈。因為鈉燈的特性就是照射距離遠,一分田幾乎只需兩盞燈就可以解決。」在埔里的茭白筍田邊,我們的確看到路燈一般的金屬鈉燈,在田邊守護著茭白筍田的生長。

不過,金屬鈉燈雖然能夠確保茭白筍田在冬日的生長,卻還不是最完美的光照解決方案。在每盞400瓦的高照度鈉燈的強力照射下,農民首先要負擔的,就是昂貴的電力成本。根據統計,埔里地區一年的夜間光照電費支出,大約要新台幣5,000萬。此外,鈉燈由於照度太強,很容易干擾到隔鄰的農田。

尤其埔里地區筍農普遍都實行產期調控,雖這一塊田正需要夜間光照,讓茭白筍長大、長高;但隔鄰的農田卻可能正要結筍,最怕光照干擾;使埔里地區的農民,每每因為鈉燈照射問題而與鄰居爭吵。除干擾產期外,鈉燈也是造成交通事故的危險因子。潘太太表示:「有時候晚上騎摩托車出去,剛好遇到某一個角度,讓鈉燈的光線直射到眼睛,會讓你突然之間什麼都看不見,真的很危險。」

除了電費負擔與光害外,鈉燈的光線不夠均勻,也是農民的困擾之一。黃晉興指出:「金屬鈉燈的光線不夠均勻,往往會發生距離鈉燈很近、受到過強光線照射的茭白筍,會產生結筍緩慢的現象,有時候甚至會慢上整整一個月。」

這時候,節能的LED燈,就成為農民的新希望。負責計畫執行的工研院材料與化工研究所功能設計與複材研究組副組長黃添富表示:「我的第一個目的,就是省電,首先一定要把電費降下來。」

為了做到「省電」,黃添富絞盡了腦汁。「要做到省電,第一要件是光的頻譜一定要和植物的光合作用吻合,使效率更好,才有可能省電。第二個要件,就是要掌握光源均勻的問題。黃添富表示:「所以我希望採取的照射方式是燈泡式的,將燈泡光源直接架設在植物上方,雖然農民要多花架設纜線與支架的成本,但卻能夠讓受光均勻,光合作用的效率也更好。」

於是工研院去年十月起開始在潘性雄的茭白筍田進行LED燈架設,初次實驗的面積約1分地,並已在今年春天完成第一期收成,並展開第二期實驗計畫,將實驗面積跨大至一甲地。黃添富指出:「在省電方面的成效,我們在第一期的實驗中大約可以省下50%的耗電,預計在第二期計畫中,應該可以順利省下90%的耗電。」對農民來說,將電費的成本降低,也就等於直接將利潤提高,無論如何都是好事一樁。

除了省電以外,如何找出對植物的光合作用最有幫助的LED光譜,也是實驗的重點一。黃晉興解釋:「植物進行光合作用所接受的波長,和我們人眼所看得到的是不一樣的。鈉燈是給我們人的眼睛看的,不是給植物用的;所以我們要針對植物的需求,去給它們所需要的不同波長。尤其茭白筍對光線的敏感度很高,只需要微弱的光線,就可以生長。以鈉燈來說,大約有90%的光,是植物所不需要的,LED燈只給植物所需要的光,既能減少能源的浪費,也可以降低光害。」

兼具產業效益與觀光發展

在第一期實驗中,工研院所使用的是紅藍黃白四個顏色的LED光;到了第二期,則選擇採用與植物光合作用密切相關的紅光與藍光。不過黃晉興特別強調:「我們目前都還在實驗階段,不能貿然就下結論。我們目前只能說,將LED燈用在植物光照上的確是可行的。」

黃晉興同時表示,LED燈除了省電、無光害、光線均勻等優點外,「LED燈還兼具美觀功能,相當有機會能就此成為地方的夜間特色,深具發展觀光產業的潛力。」

的確,雖然只有一甲地面積,但在潘性雄為我們將LED燈點亮的那一刻,整片茭白筍田立即被紅藍LED燈籠罩,那種如夢似幻的超現實氛圍,真的非常迷人。如果能夠將面積放大至綿延不絕的數百公頃,震撼力肯定更加懾人。

或許人生和埔里茭白筍產業發展一樣地峰迴路轉,原本以為沒有機會再見面的人,日後卻還能再度相逢;原本筍農不接受、認為是匪夷所思的栽種方式,在黃晉興棄而不捨地花了五年時間去推廣後,卻發展成為影響深遠的茭白筍種植革命。

面對未來,黃晉興從來不願意放棄希望,維持過去一貫的謹慎與樂觀:「只要我們能夠建立理論依據,田間的實驗效果夠明確,相信在不久的將來,全埔里的茭白筍田,都會來採用LED燈。」



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