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自農業生產至智慧農業

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

當智慧農業在台灣成了顯學,學術界擠入一大批學者,搶奪這批經費大餅。台灣學術界對智慧農業的定義如下:以工學院,尤其是資工科系,或是文、法、商、生命科學系等學院之專家為計畫主持人。到大學農學院,或是官方農業研究單位找個研究人員掛名為協同主持人,即是成立一個智慧農業計畫。這種以其他領域為主,農業人員為裝飾品的計畫即是台灣式的智慧農業。

在國際上,許多國家早已實施智慧農業。例如丹麥的水產與畜產,荷蘭的溫室栽培,以色列的溫室環控結合給水給肥。美國雜糧與水稻等作物之生產體系。這些國家早已有智慧農業,而且不斷地精進改善。

自農業生產至智慧農業,不是任意地跳躍。首先是慎選產業,丹麥氣溫偏低,畜產與低溫魚類成為此國家之首選。以色列高溫低濕,果菜特點是葉面積大,蒸散作用強,而且適合終年生產,具有高產量,因此是沙漠氣候又有水源之最佳作物。在美國作物生產需要平坦的大面積土地,因此穀物產區一定以中西部為主,不會栽培於加州谷地。

選定作物之後,必須建立完整且系統化之技術。如圖一所示,自育種、栽培、管理、採後處理至加工。然後有健全的行銷體系,能夠將農產品出售。產量與產期之調節需要有力的農業組織,農業生產之基礎在於農業教育,科技研究與技術推廣。另一個要素是人才招募,每年有新血經過完整的訓練之後,投入此農業領域。  

                                     

1. 自農業生產至智慧農業

 

農業機械化是農業生產必然的趨勢,但是農業機械化的背景包括農作物的品種改良與生產技術改進,還有農機具之標準化。例如穀物之高度一致,成熟期一致,不易倒伏,不易自然脫粒。生產技術如修剪雜枝,去葉,單行密植,標準行距等以配合機械作業。農機具之標準化由工會配合學界制定,自輪胎壓力至動力傳動軸(PTO)之轉速,馬力等都有一致規定。

自動化自機械化之基礎出發,因此必須具有各型感測器,有控制策略,有控制設備。以自動化設備取代人員判斷,自動化系統自感測器至控制設備等,也必須標準化。

智慧化之特色是作物生理開始,結合栽培經驗,以訂定最佳控制策略。可以加入更多的知識,以重新充實控制策略,因此也需要發展更多,更精確的感測器。而且,對於作物或動物之生理知識,必須有更深入了解。因此一個國家農業的智慧生產其背景即是其農業研發能力。

農業此產業,自機械化,自動化至智慧化,投入的成本愈來愈高。尤其一個智慧系統的開發成本。一個成功的智慧農業生產系統,如果無法大量應用於生產,無法生產大量的作物產品以分攤此開發成本,那麼就不合乎經濟效益。這也是國際科技先進國家一定慎選農業發展的產業,逐步機械化,自動化再智慧化。提升農業產品的數量與品質,即是直接提升其國際競爭力。

那麼台灣的智慧化農業是什麼,以圖2可以表明。台灣的農業本身不是一個長方形的完整結構。是一個畸形的多邊形。台灣農業的行政組織,起源於1950~1960年代。當時農業生產佔全國50%,農業人口為全國80%,因此有農會,有高農,有五專,有三專與農學院。政府單位有試驗所與各改良場。到了21世紀,農業已有相當大的變化,農業佔全國比例降低。但是原先的機關裁併的少,新增的多。只要宣傳寬列預算就可就農業,農委會之研究經費因此逐年增加。這種不成比例之經費分配,農業計畫經費當然成為各方爭奪的大肉餅。

 

                                   

2. 台灣型- 自農業生產至智慧農業

台灣此農業生產是個多角體,那為何站立不倒?因為本身深陷於泥沼之中。此泥沼使此得農業本身缺乏創新的生命力,但是卻能維持其生命力。此泥沼即是全民納稅所出之補助款。以GDP之計算而言,以台灣農業收入減去政府輔助,得到的淨值,除以台灣農業人口數目,此冷酷的數據即是台灣農業的真正本質。

自古以來,台灣農業就有層出不窮的口號與政策。過去有精緻農業,有雜糧轉作。近期則是有機農業,農業機械化與自動化。最近有二千公頃設施農業,還有號稱漂鳥的青年返鄉,更有安排教育界進場分食經費之食農教育。而最新潮與號稱最高水準的就是智慧農業。這些口號、政策如同圖2所示,並非計畫性與系統性的有步驟的推疊基礎,而是隨興式疊床架屋。那麼為何不會倒下來?因為政府經費的投入如同使用三秒膠那種瞬間黏膠,將亂七八糟的方塊加以結合。外表是光鮮亮麗,實質上就同李鴻章一生的作為,一個紙糊匠。在表面上東黏西糊,看似壯觀,面對真正挑戰,馬上東倒西歪。

台灣農業並非一無是處,也不是毫無希望。在數十年的努力之後,已狹義的台灣農業為例,在亞熱帶溫室,生物性防治,果菜與葉菜等安全栽培等等,都有其卓越技術。只可惜缺一個舞台,缺乏一個企業能夠結合這些優點加以發光發熱。

海峽兩岸的農業研究最大的共同點是巧立名目,聚眾搶奪計畫。從來都不是要找出正確方向,目標。都不是要擬訂可行的政策。不是要找出有真才實學的人才,好好地將農業生產做好。而是〝假、大、空〞,不斷地吹噓,因為從來不必驗證其真實性。在台灣,流行是智慧農學,而中國是農業4.0+物聯網+數字農業。表面的名稱有差異,實質之運作完全相同。只能說是兩岸農業的習性如此相同。

那麼日本在明治維新時,為何要喊出〝脫亞入歐〞?自兩岸農業研究內涵,真正了解日本人其〝脫亞入歐〞之迫切性。