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新農業/平地成功培育高山舞菇 人力大減六成

2018-09-10 12:54工業技術與資訊

為利於自動化生產,工研院特別針對白舞菇的生長特性開發出新型栽培瓶,除了特別設計瓶...
為利於自動化生產,工研院特別針對白舞菇的生長特性開發出新型栽培瓶,除了特別設計瓶子本身的長、寬、高比例外,硬度也要適合機器手臂抓取。
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【撰文 鄒明珆】

說到農業,老一輩人津津樂道台灣曾是香蕉、鳳梨、洋菇、蘆筍王國,農業曾經撐起台灣經濟的一片天,但近年農業面臨全球極端氣候加劇,以及從業人員高齡化、人力短缺等挑戰,亟需導入科技能量,引進智慧耕種思維以突破現狀。針對亞熱帶氣候所打造的「全環控智慧溫室系統」,不僅可免去天災威脅,還能精準控制生產環境,提升生產效率,讓農民不再靠天吃飯。

「溫室技術是解決農業缺乏人力、易受氣候影響的方法之一,台灣早期多引進荷蘭、日本等溫寒帶國家的溫室技術,在系統設計上不適合位處亞熱帶的台灣,導致營運成本過高,無法形成產值效益,」工研院中分院溫室系統技術中心主任黃添富,分析過往溫室系統的問題。

由工研院研發的全環控智慧溫室系統,針對台灣亞熱帶氣候特性打造兼具自動化、感測控制、光源、微環境、病源體檢測的溫室系統,可隨時監控作物光照強度、水質、空氣濕度等數據,使過往難以培育的高經濟價值作物得以量產,提高農業經濟價值。

改良栽培方式 白舞菇質佳量增

工研院的全環控智慧溫室系統已成功運用在多種植栽作物案例,並可依據作物的不同特性進行客製化調整。以營養及經濟價值高的白舞菇為例,白舞菇具有抗癌、可增強免疫力的成分,但生長環境條件嚴苛,一般生長在海拔1,500公尺以上、溫度攝氏16度左右的高山,過往僅生長於中國大陸、日本山區,光是野生產量就十分稀少,想要大量生產更是一項挑戰。

傳統栽培白舞菇因環境氣候調控不易,但凡菌絲在尚未形成足夠強壯的族群前,只要一點點環境變異,就會造成整個菌絲群壞死。加上目前業界僅能以太空包栽培方式出菇,而太空包栽培過程難以採用機械定位抓取,也造成接菌、搔菌的過程中需仰賴大量的人力。種種原因使得白舞菇產業化的難度相當高。

導入工研院的全環控智慧溫室系統之後,不僅可精準調控溫度濕度,大大提高出菇率,採收良率超過90%,並改良原本傳統太空包栽培方式,研發出可用機械手臂定位抓取的新型栽培瓶,利於自動化生產,採收人力從百人大幅降低至40人左右,成功讓原本只能生長在寒帶山區的白舞菇,在亞熱帶地區美麗綻放。

以智慧溫室控制系統精準調控白舞菇所需的生長環境,讓不易栽培的白舞菇品相佳又能大量...
以智慧溫室控制系統精準調控白舞菇所需的生長環境,讓不易栽培的白舞菇品相佳又能大量生產。
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此外,為利於自動化生產,工研院特別針對白舞菇的生長特性開發出新型栽培瓶。研發過程中,除了要特別注意瓶子本身的長、寬、高比例外,硬度也要適合機器手臂抓取,黃添富說明,培育白舞菇的過程中,有一個重要的步驟即是去皮搔菌,此步驟是要給出菇前的白舞菇菌絲群適當的環境刺激,使之順利出菇,「如同蓮霧在生長過程中需要在枝幹基部環刻一圈,切斷營養輸送使蓮霧樹勢弱化,進而誘發其結果實、留後代的概念一樣。」

新型栽培瓶的瓶蓋經過特殊設計,不僅能讓菇菌順利爬滿瓶身、降低走菌過程中受到其他菌種汙染的機率外,還能使去皮搔菌的過程更加流暢。「光是這個瓶蓋,我們就實驗了好幾次,」黃添富表示。

而全環控系統中的「自動化溫室生長監控栽培系統」,可以透過感測器隨時監控溫室內溼度與氧氣濃度,不僅創造出符合白舞菇喜愛的生長環境,更能使每一朵白舞菇在出菇後的外型條件趨近一致,產量品質兼具,大幅提高產品的市場競爭力。

溫室系統技術產業化 整廠輸出國際

根據行政院農委會「農業科技產業發展策略分析」調查顯示,國外菇蕈市場對於新鮮的異國菇種,尤其是像白舞菇這樣具有高經濟價值的亞洲菇種需求度高,但這些菇種皆尚未形成大規模商業生產,因此存在著未被滿足的市場缺口。工研院藉由全環控智慧溫室系統,以及改良栽培瓶的方式,克服氣候、環境等問題,成功在亞熱帶地區量產白舞菇,未來商機潛力無窮,將是台灣業者可以搶先掌握布局市場的切入點。

全環控智慧溫室系統已累積不少成功案例,成功培育包括水耕蔬菜、草莓、藍莓等,搭配資通訊技術,一人可以監控8個栽植場地,產量提高了,人力卻減少了。目前工研院正積極與民間業者合作,進一步將系統技術產業化,協助農業轉型升級,創造更大商機。預計在2018年底將與德川農場、興富農公司衍生成立新創事業「優菇發公司」,導入白舞菇自動生產技術,預估促成投資達8,000萬元以上。

對於全環控智慧溫室系統未來的發展,黃添富表示,將以產業化作為目標,在技術與成本效益間取得平衡,希望能達到每年2億以上溫室作物的外銷產值,「最終目標是以整廠輸出的方式,將台灣發展成熟的溫室系統技術向外輸出其他亞熱帶區域,創造更大的附加價值,形成新興產業區塊!」

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段家瑞/打造三大「農民有感」關鍵技術 以工輔農的台灣新農業願景

【撰文 黃柏軒】

為協助台灣農業升級轉型,工研院將位於南投的中分院建置成以工輔農、農工合作的中心樞紐(Hub)。工研院協理兼中分院執行長段家瑞表示,「以工輔農」是新農業政策賦予工研院的目標,針對產業痛點,找出三大讓「農民有感」的突破點:包括發展高價值作物的「溫室」技術、與在地區域聚落結合的「田野」技術,以及加工技術「後製」農產品,解決產銷失衡問題。

在溫室技術方面,段家瑞指出,因應台灣高溫高溼的氣候,工研院結合感測、溫控、環控技術,開發出節水、節能、高產值、智慧化,適合亞熱帶地區的「全環控智慧溫室系統」,在中分院打造示範亮點場域。這套系統在國內可加強區域原有農產、發展高經濟價值作物,現已成功栽植出溫帶草莓、白舞菇、藍莓等高價作物,並已導入資通訊科技,運用遠端管理,降低人力需求,解決農業缺工問題;針對國際市場則期望做到技術移轉、整廠輸出,帶來更高產值,目前已經打入國際市場將草莓溫室技術移轉到日本沖繩。

在田野技術方面,推動智慧監控與生態材料的系統化技術整合、建立SOP,與農試機關的合作讓地方中小農穩定提升作物品質。如「生物炭官能基改質」與「土壤與田間植物健康管理」的軟硬體技術整合,讓屏東紅藜原鄉農民改用生態材料與節水保肥的標準作業程序,營造無毒友善的生產模式,不僅產量倍增也吸引大型指標食品廠的保價契作收購;其他如南投茭白筍、彰化溪湖葡萄,輔以開發出的LED植物生長光譜與特色燈具的應用,除增加農產品的機能性(如葡萄花青素),也大幅增加產量並省下可觀的光照電費。

針對產銷失衡問題,則透過「後製」技術協助農產格外品(即市場賣相或賣價不佳但品質無虞的農產)轉換為高值化材料進行食品及化妝品的跨領域應用。例如將美濃水蓮格外品導入「常溫保色乾燥及粉末化」與「多重壓差萃取」等技術,為過剩農產品或格外品找到第二春。工研院將原料進行材料高值化的科技已經成功地應用在玉井芒果乾、花蓮白柚妝品、彰化鳳梨與荔枝風味水、屏東香花純露以及高單價的無毒特色茶樹精油等區域農產。

近年年輕人回鄉務農的意願提升,段家瑞分析,年輕人較能接受新科技,也渴望發展有別於上一代「靠天吃飯」的模式,現在正是工業協助台灣農業升級轉型的黃金時機,台灣農業將煥發蓬勃生機。

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工業技術與資訊

1991年創刊的《工業技術與資訊》月刊,為工業技術研究院發行之全院性對外出版品,主要提供工研院重大技術發展、相關產業趨勢、技術移轉成效等內容,為一般大眾接觸工研院的管道之一。工研院是台灣最大的產業技術研發機構,不論技術引進、人才培育、育成中心、技術服務移轉,對台灣中小企業的發展具有舉足輕重的地位。

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