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植物疫情監測 7天前預報蟲害

中央社/ 2014.06.21 00:00
創新台灣系列報導(中央社記者許秩維台北21日電)台灣水果馳名中外,蟲害卻常造成上百億損失。台大研發植物疫情監測系統,每30分鐘蒐集氣候、濕度等數據,7天前可預報蟲害,精確率最高可達9成。

台灣大學生物產業機電工程學系江昭皚教授領導的跨領域研究團隊,研發「植物疫情動態監測系統」,可提前7天預報蟲害狀況,幫助農民及早因應蟲害及產銷管控,是台灣邁向「智慧農業」產銷新境界的里程碑。此項技術也獲得Discovery和BBC等國內外知名媒體的大幅報導。

台灣有「水果王國」的美譽,但東方果實蠅危害造成每年高達新台幣上百億元的農產損失,令農民苦不堪言。

江昭皚表示,自2006年起投入果實蟲害相關研究後,發現東方果實蠅危害台灣的水果種類就有80多種,造成果實畸形、腐爛甚至掉落,失去商品價值;政府雖然每年投入數千萬元進行害蟲監測防治,但受限於人工點狀且非即時的旬報機制,並僅記錄害蟲數量,難以取得精確的環境變異與蟲害分布的增生關係,因此防治效果有限。

為有效果實蟲害監測,研究團隊整合昆蟲研究、氣候監測、無線感測器網路、無線通訊、雲端運算等技術,研發「植物疫情動態監測系統」;同時和農委會防檢局、農試所、改良場等政府單位合作,在全台建置24套系統,並以台灣瓜實類與葉菜類農作物的主要害蟲「東方果實蠅」及「斜紋夜盜蛾」為主要監測標的。

江昭皚指出,將化學誘引劑或性費洛蒙放入「紅外線自動計數蟲筒」中,當害蟲被引誘進入筒內後,藉由兩段式的紅外線感測器,來計算進入筒內的害蟲數,再將蟲數資訊、作物生產區的微氣候參數等資訊,透過無線傳輸的方式傳到當地的資料彙集設備。

資料彙集設備在收集完當地的所有監測點的資料後會將資料透過手機行動通訊網路回傳到雲端資料庫,發展成二維面狀監測網路系統。

植物疫情動態監測系統每30分鐘會量測各監測點的氣候資訊與農業害蟲族群數量。江昭皚表示,經多次實驗驗證後,系統可提前7天預知可能發生的蟲害爆發事件,平均第一天的預測準確率高達9成,比氣象預報還準,有助於農民及早因應蟲害及產銷管控。

江昭皚表示,農民提前得知蟲害預報後,就可提早防疫,例如先清理果園、套袋或噴藥,減緩害蟲危害。此外,這套系統還有專業氣象模組,可監測當地的微氣候,可以進行其他農業氣候災害監控的應用,如焚風來了系統可預先灑水,若有寒害發生也可馬上通報農地主人及相關人員。

團隊成員之一的台灣大學科技政策與產業發展研究中心主任陳忠仁表示,政府如果採用這套系統,每年可省1500萬元,農民產值可增加7%;根據研究團隊估算,以愛文芒果為例,使用監測系統後,估計每公頃約可增加收益超過3萬元。

江昭皚表示,目前系統只在少數合作單位進行試驗,未來會考慮推廣到一般農家使用,但為避免造成農民額外的經濟負擔,初期可能會先採租用的方式,租金每公頃每年希望訂價在數萬元左右,讓農民可以負擔得起,但因農業要立即獲利並不容易,因此也會考慮從扶助弱勢農業開始著手。

有別於一般工程系統的標準化,江昭皚表示,生物研究系統最大的困難點在於生物的習性、物種、生態等環境因素差異大,針對不同種類的田間害蟲,就必須修改偵測系統,才能符合所需。

江昭皚也指出,生物系統技術雖不見得像工程系統複雜,執行上卻也不容易,如蟲道的開口比例,若是開口太大,化學誘引劑及性費洛蒙效果雖好,但計數精準度卻會降低;開口太小雖計數精準度高,但誘引的效果會降低,如何取得兩者之間的最佳平衡點,都是研究團隊所面臨的考驗。

目前由台大團隊所研發的植物疫情動態監測系統,多項技術領先全球,因此也受到不少國家青睞,如美國、以色列等國,都對監測系統很感興趣,想要與研究團隊進行合作,有的國家更希望直接購買系統。

江昭皚表示,各地害蟲、習性和生態都不同,生物研究系統常需客製化才能使用,因此研究團隊也積極進行跨國交流合作,如今年在農委會的大力支持下就將和美國合作,到夏威夷當地進行移地研究,協助建置監測系統,讓此項技術邁向國際化。

為提升研究應用廣度,江昭皚指出,未來也將在研究中導入影像辨識技術,如蘭花溫室裡的銀葉粉蝨與蕈蠅,透過影像辨識搭配無線感測技術收集蟲數資訊,更可有效了解溫室蘭園害蟲的情況,幫助農民管控蘭花品質。

除了生物機電科技團隊外,研究團隊也和台大管理學院組成的行銷團隊合作,希望建立營運行銷模式,將前端監測和後端行銷結合,先透過疫情監測系統,有效記錄農產品生長狀況,作為農產品生產履歷資料,並協助估算何時是最佳採收期,再透過社群網路平台,作為農家和消費者間溝通的橋梁,讓農業產銷邁向智慧化。

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