台灣結球萵苣(又稱美生菜)為大宗外銷蔬菜,去年出口8717公噸,以日本、南韓為主要出口國。但結球萵苣仰賴大量人工,加上個人田間施肥、管理差異,導致品質不穩定。農委會台南區農業改良場與麥寮果菜生產合作社合作,研發「智慧推薦施肥及產期產量預測系統」以及導入省工機械,期望改善結球萵苣生產模式。

計畫執行人、台南區農業改良場義竹工作站站長謝明憲說明整套研發系統運作模式,先透過系統估算合理施肥量,由施肥機施肥、做畦,再透過移植機種植。之後系統會估算出採收期、產量,再由採收機進行採收,為一連貫作業模式。融入智慧農業核心,包括資料收集、導入預測資料、大數據分析、智慧決策,減少人為判斷的疏失。

採收機運作(台南區農業改良場提供)

導入預測系統,可推算何時種植、收穫與採收量

麥寮果菜生產合作社提供累積五年的田間數據,由農改場針對數據找出運算模式,導入資訊系統,再透過合作社合作的資訊公司整理歸納數據,得出分析結果。

針對「智慧推薦施肥及產期產量預測系統」,謝明憲進一步解釋,運算邏輯模式由台南農改場負責研發,再由合作社配合的資訊公司實際運算數據。該系統以肥力、產量、溫度、光照等資訊去預測產期產量,並推薦精準的施肥量。

謝指出,萵苣採種植到採收,40-70天不等,但以契作農場來說,必須穩定出貨,因此產期產量預測很重要。若使用該套系統,農場訂單預計哪天供應多少貨,系統便能推算何時種植、種植多少面積才拿達到預計產量。契作農民也能知道種植後可以有多少產量、什麼時候採收,以便規劃後期種植作物,農場及農民都能獲得改善。

台南區農業改良場義竹工作站站長謝明憲(台南區農業改良場提供)

施肥機省人省肥,一併解決缺工

另外,台灣結球萵苣從種植到採收仰賴人工,但缺工危機不斷,此次也導入省工輔具導入與應用。其中施肥機可「作畦施肥同步」,節省50%肥料用量,每公頃可減少人力及施肥成本4500至9000元。人工操作移植機,則每人每天能栽種菜苗24,000株,而每分地栽種數量約6000株。採收機人力需求則為人工採收的1/4。

謝明憲說明,過去傳統作法為多次施肥,且肥料都施在畦溝,不僅需要耗費較多人力,肥料也容易流失。該機器根據土壤肥力監測,配上不同氣候所需要的肥料數量差異,建議農民施肥量。且該機器將肥料施在畦的中央位置,灌水後,肥料就能溶解往外擴散,減少肥料流失,精準的肥料量也能解決肥傷狀況,「施肥的位置是關鍵,機器有特別設計過。」

不過,對於整套系統運作模式,謝認為,還需要持續精進。他舉例,產期產量預測系統,仍會受到土壤質地、灌溉作法、個人種植習慣而有所差異。施肥為影響收穫關鍵因素,農改場已經協助改善,但再來影響甚鉅的就是灌溉作法,這部分農改場也持續研究,希望建置一套合理灌溉模式。

施肥機施肥、做畦(台南區農業改良場提供)

大農場較適合使用

謝明憲表示,該套系統配上省工機械,較適用於大農場,個體農戶較困難。因為大農場契作農戶多,可以分配農戶種植、大面積規劃,收集的大數據資料才有意義能分析;小農產量少,用該系統幫助不大。但透過農場運用該套模式,也能連帶改善契作農戶的種植困境。

對於其他農場、或是其他作物是否能運用該套系統,謝表示,針對結球萵苣的運算邏輯模式,預計明年初提出專屬授權技轉。但其他作物部分,像是甘藍,則必須再確認是否能收集類似資料以利運算,還需要時間研究。

麥寮果菜生產合作社:如期交貨、精準施肥是營運重點

麥寮果菜生產合作社主席郭進展看好台灣結球萵苣市場,台灣結球萵苣每年外銷八、九千公噸,而麥寮果菜生產合作社契作面積達三百多甲,每年產量約一萬兩千公噸,一半作為外銷出口,一半供應台灣內需市場。「目前最需要解決的就是缺工問題。」

合作社採訂單模式為主,因此是否能如期交貨為關鍵,透過設立氣象站、土壤肥力分析,系統能預測一個月或一個半月能採收的量,合作社就能精準出貨。

針對土壤肥力分析,郭進展解釋,結球萵苣不漂亮、不好吃,牽涉到土壤肥力,過去無法精準了解土壤實際肥力,無從調整耕作習慣。但透過系統數據化分析,能夠掌握土壤肥份不夠或是過多,「依據不同情況給予土壤需要的肥份種類跟數量。」

而省工機械也不可或缺,郭表示,農業缺工問題嚴重,沒有人力種植、採收,就沒辦法如期交貨,「我們是在沒選擇的狀況,走向機械化是必然的。」台灣以小農為主,又需要大量人力,若將預測系統跟採收系統做起來,能夠改變耕作方式,可以慢慢擴大種植面積,整套系統不僅節省人力又能維持穩定供貨。

農委會副主委陳吉仲(左)、麥寮果菜生產合作社主席郭進展(右)(台南區農業改良場提供)

三種機械扣除補助需自費八百多萬,合作社:缺工值得投資

使用該系統邁入第三年,郭認為目前仍是雛形,需要邊調整,他指出,像是資訊化系統累積的數據,對於田間結球萵苣的生長狀況準確度還不夠。再者,台灣農田過於小塊,農機選擇少,三台機械配合的連貫性還不夠,像是種植跟實際採收機採收配合仍有改善空間。他認為,目前施肥機、採收機使用情形都不錯,但移植機必須再改善。

實際估算三種機械扣掉補助,仍需花費八百多萬,合作社還必須另外跟資訊公司合作系統開發,這樣花費是否符合成本考量?郭指出,「值不值得需要看後續效益。」公司現在面臨最大問題就是缺工,自己還必須去田裡採收,「如果沒有人力,未來就算有訂單,也無法出貨。」因此現在邊調整模式,以因應越趨嚴重的缺工問題。

移植機運作(台南區農業改良場提供)

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