科技農報 AgriTech Report

邁向農業4.0，德國研發雷射除草機器人 編譯／編輯　柴幗馨 談到農業永續，台灣人的印象不外乎是有機、農村再造與食農教育。但德國的永續農業，卻正在將精密機械與人工智慧的尖端科技，應用在農業栽培中。幕後後的大功臣，就是德國政府的EXIST種子基金創業計畫。藉由EXIST計畫，波昂大學的教授與學生組成了創業團隊，設計出能精準以雷射光除草的機器人，這項研究計畫也成為國際產學合作成功的經典案例。 早在1990年代，德國政府便發現：研究單位的欠缺產業創業文化，導致科研單位的成果無法應用在產業界。因此2000年，德國便創立了EXIST計畫，鼓勵研究生、學生與年輕教授提出創業計畫，解決產業問題，並提供優渥的獎金，協助將計畫成果進行量產與上市販售。 為了發展永續農業，減少除草劑用量是德國農業重要的研究目標。而雜草管理往往是讓有機農業發展受阻的主因之一，摒棄成本低廉的化學除草劑，有機耕作法只能以高成本的人力替代田間除草工作。為了能兼顧減少除草劑使用，與提高田間管理效率。 波昂大學的圖資系教授與資訊科學系教授合作，發想了一套雷射光的除草系統，藉由高能量的雷射光，照射在雜草莖桿上，阻礙雜草生長，達到除草的目的。而這項結合電腦影像分析技術與農業機械的的雷射除草機器人。這項看似瘋狂的科研計畫，卻讓研究團隊獲得EXIST的獎金。 除草機器人具有照相辨識系統，就像農民的眼睛，能夠精準辨認田間草相；經過電腦運算後，搭配雷射裝置，便以雷射光「砍」斷雜草。被雷射光照射過的植株，莖桿變得脆弱導致生長受阻，最後死亡。更棒的是，這系統還能搭載至各式各樣的移動式農機具，讓各種機具都變成「除草機器人」。 目前這項發明正在進行原始模型的生產，也獲得德國EXIST種子基金，藉由EXIST種子的經費支持，波昂大學研究團隊能夠將學術研發成果，發展成商業計畫，並由德國創投單位協助成立公司，成為產官學合作的典範。 參考資料：   德國產官學合作典範：創業促進學術卓越實例 Combatting weeds with lasers." ScienceDaily. ScienceDaily, 7 June 2017.

美國農學界呼籲：正視學術與農田的鴻溝，是科學家不可承受之輕 編譯／編輯　柴幗馨 由密西根州立大學組成的團隊，在2017年1月呼籲全球農業研究者：必須正視「小型田間試驗」研究結論無法反映「實際農場」狀態的問題。未來學術界要更需要解決研究數據與大田產業的差距，才能真正落實農業永續發展的目標。 聯合國稻米研究中心設計的水稻葉色板，被稱為專業農民的眼睛，只要比對色卡與水稻植株葉片顏色，就能判別作物的營養健康狀態，然而因為不同地區習慣栽培品種不同，且施肥種類也因人而異，導致葉色板在台灣推廣成效不佳，甚至鮮少人知道有這項免費的工具可以使用。葉色版的案例，即反映出學術研究與推廣單位無法真正接軌實際產業的現象。 農業科學，是專門探討人類如何利用自然資源達到自給自足的學門。而田間環境有太多無法預測的變因，例如地勢高低影響灌水高度、植披分布影響日照與環境中的生物種類、甚至土壤微生物菌相的差異性等等。研究農業科學問題時，往往從人為可控制變因的實驗室開始，確立基礎研究的假說成真後，才開始進行小型的田間試驗。 美國密西根州立大學的研究報告指出：即使是田間試驗，也很可能無法完整反映在大田系統。研究者在三種栽培系統的田區，以小麥、玉米、以及大豆等糧食作物進行相同的輪作試驗。比較慣行農法、低投入、以及有機栽培下，小型試驗田與大農場之間作物產量的差異。慣行操作下，小型試驗田的結果與農場的試驗結論相同。但在低投入與有機農法的組合，大農場的作物單位面積產量卻顯著比小型試驗田還少。 研究者認為，比起慣行農法，有機栽培與低投入的農法，田間變因更多，例如施用的肥料與資材可能不像化肥一樣穩定；又或者土壤性質的差異影響覆蓋作物的栽培效率；加上大面積栽培所需的人力成本遠高於小型試驗田。這些因素都是導致研究試驗結論無法應用在大田的原因。 研究主持更人呼籲：農業科學家應該在研究報告中提供農民完整且足夠的資訊，並注重試驗與實際結果的差異，才能真正落實推廣永續農業的目標。 參考資料： Addressing the gap between research and practice in sustainable agriculture 延伸閱讀： 〈改變農民好困難？銷路與土地租約才是推廣真正誘因！〉