智慧农业4.0 永续发展与收益并重
中兴大学郑政峰教授(右一)、中科大智慧产业学院创院长林文灿(右二)、台茂奈米生化董事长林冬雾(右四)等产学专家,至海拔1500公尺冻顶乌龙茶得奖茶园南投番仔田旺兴茶园,辅导厂长林新约(右三)新植栽应用技术。图/严强国
发展新农业植株健康栽培环境,应运用透过Arduino与Python,结合物联网监系统NB-LOT,再以大数据的收集分析,使农民能清晰时刻掌握农场作物生长土地环境状况。日前,由中兴大学郑政峰教授、中科大智慧产业学院创院长林文灿、台茂奈米生化董事长林冬雾等产学专家,至海拔1500公尺冻顶乌龙茶得奖产地,南投番仔田旺兴茶园参访辅导。
据新农专家中兴大学名誉教授郑政峰博士,从生化新农专业角度而言,导入检测解决食安的源头植物生长健康问题表示,植物养活人类、土壤养活植物,有健康的土壤才能种出健康的食物、有健康的食物才能让人类吃出健康的身体。加上农业种植生产机制可结合智慧科技应用以大数据、物联网、自动化和感测器等工具的运用,现今已非常成熟应用在我们最传统的农业植株生长技术上。
农民为求高产量、高收益及卖相,为节省劳力,往往施用大量除草剂,造成农药愈喷愈无效,而农药业者推为抗药性,推荐鸡尾酒式或以散枪打鸟式的喷洒农药,致使土壤恶化,不利于植株的健康生长。而传统经营的农田,因长期过量施用化肥,使得土壤pH下降,钙被溶失、矽变为分子型态难以吸收,造成植株细胞壁及组织虚弱;也因土壤电解质过高,微生物的生长及根系的发展都受到限制。
且植株体弱的生长,容易引来病害、虫害,就喷洒农药。农药的喷洒,连共生的有益微生物也会被灭,及减灭土壤中微生物,丧失有益微生物的保护功能。造成残留杀草剂或代谢物也螯合土壤中微量元素,使植株难予获取,导致产生生理代谢功能障碍与有机质的不足,致土壤硬化、透气性差,影响微生物生长及根系发展。且钙为植物细胞壁的重要组成,钙的缺乏很容易引起脐腐、炭疽、裂果、烂头、烧心、腐心等病害。植株体内钙等元素的长距离运输主要在木质部,通过蒸散作用的水流而移动,因此土壤干旱缺水,钙等元素不易流动,造成根系失水,植株萎焉,加大了根系对对这些元素吸收难度。长期过量施用化学肥,残留高含量的硫酸盐及磷盐,沉淀钙、镁、铁、锌、铜等元素,影响被植体吸收。土壤中铵氮、镁、钾过高,与钙产生拮抗作用,也影响对钙的吸收。
农药及除草剂或代谢产物对金属营养元素的螯合作用,降低为植体吸收的有效性,进而影响了生理作用辅酶的功能。土壤的酸化,让矽元素转成不溶性的结合性分子态矽,难予为根所吸收。
中科大智慧产业学院林文灿院长说,智慧农业4.0是运用NB-LOT监控茶叶与植栽生长环境,为促进农作运用大数据的分析使农作物的损害降低,进而增加农民收益。使在远处的农民可以随时得知农作的情况;借以资讯智慧化的技术运用,让传统的农业逐渐踏上智慧农业的脚步,演变成现今的智慧农业4.0。因此,为精进农业植株成长所需营养的均衡与营造微生物功能,应重建植株健康生长的环境来着手。
促进植株健康的养分方面,应从植干及根系有效缓释钙矽等元素,连续为植干及根系吸收,促进植株及根系健康。特别是钙、矽元素为保护与防御植株的元素,及具生理功能的微量元素,叶面施肥可避开根部吸收的拮抗作用。发挥微生物效能方面,要补充土壤中的有机质,重建植体的防御及有益微生物生态,对植株叶面及根系提供保护作用。强化微生物代谢物功能,增强杀菌灭菌功能,健全根系发展,促进养分吸收,让植株健康生长。