智能農業是一種農業技術和管理的進步方法,通過應用現代信息技術(IT)和自動化技術,以提高農業生產的效率、可持續性和盈利能力。智能農業雖是一個相對新的概念,但它在農業領域已取得顯著的進展。
QIU首採用智能農業技術之一
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QUEST國際大學(QIU)是首批採用基於傳感器智能農業技術的大學之一;該校更在可持續發展目標兩個單項上,位列全球高校前300之列。
QUEST國際大學的智能農業,是由綜合生命科學系與電腦與工程系共同合作參與的大學項目,成立了可持續農業研究中心(Sustainable Agri-Research Centre)。
鄭翠瑤:探討將科技應用於農業
QUEST國際大學應用科學院高級講師鄭翠瑤指出,可持續研究中心最初成立的目的並非商業化,而是探討如何結合研究與精準來進行農業。
她說,該校有來自各科系的學生,包括電腦工程系及生物科技,藉此想通過研究中心提供平臺,讓學生引用在課堂上學得的專業知識,達到學以致用的效果。
“我們的講師和教授有機會獲得國內外的研究基金,學生可在老師們的領導下,在研究中心進行各式各樣的實驗,然後把學術成果或研究所得發佈或刊登在學術週刊或論文等,造福社會。”
她指出,成立研究中心亦是為了響應聯合國頒佈的“永續發展計劃”,所以可持續發展目標更是該大學的宗旨之一,著重永續經營的大方向,運用電腦或生物科技把這個項目給予學生作為一項研究,探討如何把科技應用到農業裡。
鄭翠瑤披露,可持續農業研究項目於2016年在校園附近一塊0.6英畝的土地上啟動,隨後引入了智能耕作系統,以進一步加強該項目並展示現代耕作方法,由其院負責管理。
學校餐廳現摘現煮
她說,該項目的實施計劃基於“從農場到餐桌”的理念,即農場種植的蔬菜和水果將用於該大學的餐廳或出售給學校員工,以確保為學校人員提供健康的產品。
“我們這裡是現摘現煮,園丁採收完畢後即刻送往學校餐廳烹煮。”
克服土壤汙染過度用化肥難題
她表示,可持續農業研究項目採用創新的現代農業系統,可克服土壤汙染、過度使用化肥和殺蟲劑等難題;這些系統包括水耕法、滴灌法和魚菜共生法(該校暫未採用),通過施用有機肥料和有效微生物等天然安全製劑,減少花園中化肥和殺蟲劑的投入。
她說,這是一個完全封閉的系統,有助於減少病蟲害的發生,如此可消除食用因濫用化學品而可能含有毒殘留物的農產品的風險;也利用間作和輪作來保持土壤肥沃,減少病蟲害的感染。
她指出,通過最大限度地減少合成投入品的使用、減少土壤侵蝕、保持水質和保護生物多樣性,可持續農業實踐將環境管理放在首位,這些方法支持健康的生態系統、資源保護和減緩氣候變化。
“我們的耕作方法不使用化學農藥,而是依靠其他更安全的方法來減少病蟲害,對減少環境汙染有一定的影響。”
瞭解各植物必需養分作調整
鄭翠瑤表示,該校種植的蔬果類可分成短期作物的葉菜類、瓜果類,以及長期作物的水果類,因蔬菜生長週期不一樣,成長與對於養分的需求也不一樣。
她說,葉菜類蔬菜如小白菜、菜心、蕹菜及莧菜等,從種植到收穫一般需要30至45天,大多數葉菜適合採用不同的種植系統;瓜果類如羊角豆、茄子、苦瓜、黃瓜、長豆等則需介於3至6個月之間才能收成,一般上採收期較長,並非只有一次,如長豆可持續採收一個月。
“至於水果如百香果、火龍果、香蕉、木瓜,它們的生長週期多過一年才可以採收,需要較長的培育時間。”
她指出,葉菜類蔬菜注重氮肥、瓜果類則因要開花及結果,需用開花肥幫助開花結果;需要了解植物本身必需的養分,以及每一個養分的作用,適時作出調整,達到理想的效果。
水耕法需瞭解實踐
鄭翠瑤指出,水耕法如今較適用於葉菜類蔬菜,對於瓜果類技術尚未成熟。
她說,水耕法需要用到水溶性化肥,雖然可選用有機肥料,但必須是水溶性,養分必須溶解在水裡供應,因水溶性有機肥料的技術尚未成熟,所以想要減少化肥的使用,可能需要花更多金錢,屬於整個商業鏈的瓶頸。
她指出,水耕法需用電力,也需維修費用,對於比較少資金或沒有這類知識的農民而言,較難讓他們投入這個智能農業領域,除非有技術指導。
“如今這個技術(水耕法)已趨向成熟,所以不會太貴,只是需要去了解並實踐,一般上沒有接觸過的農民不敢輕易嘗試,擔心付出後沒有收穫。”
研究基礎知識讓商業夥伴推廣
鄭翠瑤指出,該校接下來會逐步把可持續農業概念完善,嘗試利用新科技探討有什麼辦法達到更高的效率,減低對環境的損害。
她說,現階段依然關注在研究上,先把基礎知識發展出來,讓商業夥伴推廣出去,共同把項目解決及整合。
鄭元培:智能技術遠程監控農場
QUEST國際大學科技總監及電腦工程院高級講師鄭元培指出,智能農業技術是指將先進的傳感器、無人機、人工智能和物聯網(IoT)設備集成到農業實踐中,通過數據驅動決策來優化作物生產、監測牲畜健康和節約資源;能使農民提高效率、降低成本,並實現可持續和環保的農業實踐。
他說,在該校的可持續農場,傳感器可提供全天候監測,包括土壤養分水平、酸鹼值(pH值)、二氧化碳排放量、菜園的室溫、溼度和光照強度等,所有這些參數對植物的健康生長都至關重要。
“智能農業技術可實現遠程農場監控,讓我們觸手可及。所有農場參數都會通過Q Farm操作系統儀表板顯示在平板電腦上,讓農民能優化和控制農場。這將減少勞動力成本和肥料浪費,因養分會以正確的劑量精確供應。”
“農民無需親身到菜園,通過手機或電腦即可遠距離觀察數據變化,若是有一個蔬菜的養分指標很低,可通過直接聯繫農場工作人員告訴他情況。這將為擁有好幾個農場的園主帶來便利,因他們無暇分身巡查每個農場,可藉此科技遠距離觀察,執行實時監控。”
他透露,傳感器部署了兩年,因需調整系統及經過軟件開發,並使用人工智能作數據的分析、推測等;目前只適用於水耕法,在行管令時無法到來學校查看蔬菜情況,就只能靠這個系統來監視。
“我們的學生一直在使用人工智能(AI)、集群智能(Swarm Intelligence)試驗他們的創新解決方案,以解決農業問題。”
詢及這項技術面臨的問題,他說,農場的互聯網連接和電力供應是主要挑戰,使用太陽能和衛星寬帶如星鏈(Starlink)可解決這一問題,使更多偏遠農場能夠快速部署智能農業技術。
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