日本推動數位農業,以達成 2030 年糧食自給率 45% 目標
作者 藍 弋丰 | 發布日期 2021 年 07 月 06 日 8:00 |
全球主要經濟體裡,日本糧食自給率可說敬陪末座,目前僅 40%,日本政府長年視為國安危機,然而日本土地與人工昂貴,日本農產品只能走精緻路線,實在無法與進口糧食競爭,日本也只敢訂下 2030 年達成 45% 糧食自給率的卑微目標,加上農業人口老化的迫切危機,連這目標都岌岌可危。現在日本決定,要以數位農業突破。
日本國土有三分之二為山地,農民老化情況嚴重,目前平均年齡高達 67 歲,還在持續增加,要靠這樣的勞動力增加農產,只有科技化輔助一途。日本政府 2016 年提出農業升級計畫,打算運用大數據、物聯網、人工智慧發展農業改革,農林水產省發表智慧農業科技藍圖,產官學合作下,如今日本有超過 121 項應用智慧農業的計畫,稱為數位農業。
數位農業應用感測器、通訊網路、無人機、人工智慧、機器人等各種物聯網技術,並分析資料、管理、協助決策與執行。包括應用氣候衛星、雷達、地球觀測感測器取得氣候、溫濕度資料。衛星影像與 GPS 用來監測農地,即時了解土壤情況,調整施肥與灌溉。人工智慧建議農民最佳作物與種子品種,以及協助決定最佳收成時間等等。
日本政府認為智慧農業有助於克服某些障礙,使糧食生產有機會擴大,人力方面,透過智慧農業系統人工智慧的建議,缺乏經驗的年輕一代想務農,可很快就上手,不用經歷困苦的摸索期;土地方面,透過智慧農業精準施肥與澆灌,需要的灌溉水量與肥料量大為減少,過去水源不足無法耕種的土地也可能成為優良的產地,土地污染也能減輕。
日本各大企業投入智慧農業,初期結果並不理想,許多初期計畫的成本還比慣行農業更高,但隨感測器、無人機等科技逐漸成熟降價,以及經驗累積,如今日本數位農業逐漸來到起跑階段。據矢野經濟研究所預估,日本智慧農業市場,總營收將從 2019 年 158.7 億日圓(台幣 40 億元),至 2025 年成長至 442.8 億日圓(台幣 111.3 億元)。
數位農業不只日本,中國、中東也已開始
日本數位農業想法,只是全球農業發展往更進步精密控制演進的一部分。荷蘭的新創公司如 FoodVentures 等,發展室內農業一樣應用大量感測器、人工智慧、機器人等各種物聯網技術,也同樣使用精密灌溉,高度控制環境,高自動化生產。FoodVentures 於 2021 年 5 月更利用全球疫情商機,進軍中國市場,登陸上海門戶崇明島。
FoodVentures 表示,疫情前上海這樣的大都市,農產品供應由慣行農業自千里之外的農產區運來,但疫情期間面臨人流物流管制,供應受干擾,都市人也警覺,不能對千里之外的農產習以為常,體會到就近供應的重要性。另一方面,都市中產階級覺醒,願意付更多錢,消費不受河川污染影響、使用更少農藥的農產品,成為 FoodVentures 的主打客層。
FoodVentures 以線上銷售為主要通路,避開傳統市場的複雜物流與銷售結構,在疫情期間,線上買菜大行其道,而都市中產階級購買農產也傾向辨認品牌,更讓 FoodVentures 搭上順風車。
中國市場其他同業也同樣受惠,中國本土北京極星農業表示,2020 年 6 越時第二波新冠疫情來襲,北京各大批發市場關閉,使業績大增 30%。
中東為克服原本的沙漠環境,室內農業與智慧農業更不可或缺,沙烏地阿拉伯新創企業紅海農場(Red Sea Farms)成立於 2018 年,發展高度控制環境的室內農業,利用海水為溫室降溫,珍貴的淡水用最有效率的方式灌溉,原型溫室設置於阿布都拉國王大學,已在供應番茄給沙國超市。
2021 年 6 月紅海農場進行最新一輪募資,募得 1,000 萬美元,累計總募資金額達 1,190 萬美元,紅海農場規劃在沙烏地阿拉伯中西部,以及阿布達比,共 6 公頃的土地設置 4~8 座農業基地,供應阿拉伯聯合大公國超市。
當前智慧農業、數位農業、室內農業,尚只能在農業成本最高的地方發展,例如日本及中東等沙漠國家,但中產階級的新需求及全球氣候變遷、疫情意外風險,使連農產廉價的中國都能產生利基市場。隨著技術進一步成熟及規模化,人類農業朝更高度控制化的腳步將逐漸加快。
資料來源:https://technews.tw/2021/07/06/how-japan-is-using-digital-farming/?fbclid=IwAR2uAaef906nSOdF2ihs5ZkqZ-5_lmRHJpm0IRq__ELJlNzjbMRJxh0rvY8
溫室降溫系統 在 文茜的世界周報 Sisy's World News Facebook 的最佳解答
《歷史性熱浪來襲,俄.美.加罕見高溫》
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俄羅斯首都莫斯科,六月底遭遇歷史性熱浪侵襲,21日氣象單位監測,莫斯科氣溫竟達攝氏34.7度,炙熱的六月天,上一次出現是在1901年的6月,也就是說,這樣的溫度是120年所未見的。俄羅斯第2大城聖彼得堡天氣也很炎熱,同樣也出現攝氏34.7度的溫度,創下1998年以來最高紀錄。
莫斯科2010年7月曾出現攝氏38度以上高溫,為有紀錄以來最高溫,當時,俄羅斯西部許多地區受到大規模熱浪和大火侵襲。
由於全球氣溫隨著氣候變遷而上升,熱浪料將變得更加頻繁和強烈,影響也將更為全面。2019年7月25日,那是「巴黎最接近蒸籠地獄的一天。」 攝氏42.6度,不但是1947年7月28日以來,巴黎史上第二次超過40度的門檻,同時也刷新了法國首都的高溫歷史紀錄,與此同時,比利時、荷蘭與德國等地都出現40度以上高溫,這場極端氣候的「震撼教育」,造成了1600多人熱死。
而美國和加拿大部分地區今年夏天氣溫也是異常高升,加拿大甚至出現歷史最高溫攝氏49.6度。
專家說,籠罩著北美西北、太平洋沿岸的「熱蓋現象」發威,在美加上空,形成一個巨大的馬蹄形阻塞高壓,原本帶來涼爽空氣的噴射氣流,被高壓阻擋,無法進入降溫,讓影響的區域被蓋住「悶燒」。
美國的華盛頓州和奧勒岡州,與酷熱有關的死亡事件已攀升至接近100例,相較於2017至2019年,整個奧勒岡州通報12人被熱死的情況,嚴重許多,而因中暑就診的人數也激增了數百人。而加拿大的不列顛哥倫比亞省,至少報告了486例猝死事件。由於大多數的家庭沒有冷氣設備,熱浪來襲,難以招架。
高溫所帶來的問題還有乾旱缺水,電力供應及野火等問題,美國總統拜登對此與西部各州州長舉行虛擬會議討論因應策略。但面對極端天氣,不可否認的是,一些原本不習慣的事,現在也得面對。紐約時報對高溫做出的建議,除了努力控制溫室氣體排放,美國還需採取艱難且代價高昂的措施來適應,這包括重新設計城市以承受酷暑、節約用水,和設計在極端天氣下,不會出現故障的電網。這些問題正一一的在浮現。
{內文}
提到高溫,你會聯想到俄羅斯嗎?通常此時,俄羅斯的氣溫,平均在21攝氏度左右,但近日北極圈以北的維科揚斯克,竟然超過攝氏47度。
氣象專家:「俄羅斯的北極地區暖化速度比全球快三到四倍,這種情況令人感到震驚,這應該是個長期的趨勢,但它升溫的速度更快,而這是一個敏感的冰凍地帶,有著獨特的生態系統,如果我們再不採取措施,就會受到更頻繁的暖化影響。」
根據俄羅斯水文氣象與環境監測局的監測數據,首都莫斯科在6月21日,站上攝氏34.7度,上一次出現這樣的高溫,是在1901年6月,而莫斯科的最高溫,是在2010年7月,當年曾出現攝氏38度,那年,俄羅斯西部多地受到大規模熱浪和野火的侵襲。第二大城聖彼得堡也很炎熱,一度到達攝氏34.7度,創下1998年以來最高紀錄。專家表示,今年春天,當地溫度比往年平均高8度,甚至有研究報告指出,去年西伯利亞的高溫現象,主要由人為因素造成。
氣象專家:「問題在於,當西伯利亞出現這種高溫情況時,海冰融化早就發生,折射的陽光穿進海冰,把海洋深處儲藏的熱能釋出,使得海水一直變暖,海洋中的熱能正在阻止海冰形成,所以不只是夏天冰融化得更早,它也會在秋冬之際形成。」
同樣地,地球上第二寒冷的國家加拿大,在英屬哥倫比亞地區,6月27日達到攝氏46.6度,創下1937年以來的紀錄。
氣象專家:「熱蓋基本上是一個巨大的高壓帶,把我們籠罩在這下沉的熱空氣中,基本上就像一個蓋子,往裡看,裡面都是像被烤著的熱空氣。」
籠罩著北美西北、太平洋沿岸的「熱蓋」,上個週末開始發威,在美加上空,形成一個巨大的馬蹄形阻塞高壓,原本帶來涼爽空氣的噴射氣流,被高壓阻擋,無法進入降溫,讓影響的區域被蓋住「悶燒」。
民眾:「這不合時宜,但我們只能接受,就像有時六月會下雪,所以我們就去曬太陽。」
近日來,美國的華盛頓州和奧勒岡州,與酷熱有關的死亡事件已攀升至接近100例,相較於2017至2019年,整個奧勒岡州通報12人被熱死的情況,嚴重許多,而因中暑就診的人數也激增了數百人。而加拿大的不列顛哥倫比亞省,至少報告了486例猝死事件。由於大多數的家庭沒有冷氣設備,熱浪來襲,難以招架。
民眾:「真的是太瘋狂了,攜帶式的空調 風扇全部賣光,不論你去哪個賣場,任何有賣的地方都買不到,有人在臉書的賣場上用三倍價出售,所以今晚只好花三百美元住在旅館,帶著小孩和狗在有冷氣的房間裡。」
這不禁讓人想起了2019年7月25日,那是「巴黎最接近蒸籠地獄的一天。」 攝氏42.6度,不但是1947年7月28日以來,巴黎史上第二次超過40度的門檻,同時也刷新了法國首都的高溫歷史紀錄,與此同時,比利時、荷蘭與德國等地都出現40度以上高溫,這場極端氣候的「震撼教育」,造成了1600多人熱死。
而在美加地區,44攝氏度, 跳進水裡,可能好受一點。
民眾:「真的很熱,你只是站在旁邊,我簡直是無法呼吸,對我來說真的是太熱了,(一定要穿上鞋子),對,人行道到草皮,不了 謝謝 快回到屋裡。」
炙熱的溫度,把電車纜線融化,高速公路的柏油路還因此乾裂,必須暫時封閉。
記者:「我們測量了一下柏油路面的溫度,高達華氏157度(69度C),這對無家可歸的民眾來說,非常危險。」
近十年的夏季高溫不算特別,但自6月27日以來,一連五天,這是有史以來,美國西北最熱的天氣記錄,奧勒岡州華氏112度(44度C),西雅圖華氏116度(46度C)。
華盛頓大學教授 Nick Bond:「主要這是非常不尋常的天氣模式,但氣候變化是真實,我們這裡的溫度已經升高,特別是夏季夜間的溫度,已經提高了基線而變得更加的嚴重。」
美國奧勒岡州Multnomah郡衛生官員Dr.Jennifer Vines:「這樣的高溫會危及性命,波特蘭的初夏,民眾就得習慣高溫,炎熱的天氣確實對公共健康造成威脅。」
如今,正當美國多地正為重新開放感到開心,高溫帶來的乾旱和野火災難,正在以前所未有的速度推進。
內華達州南部水管理局前局長 Pad Mulroy:「這片景象告訴了我們一個問題,我的意思是,看看這個大浴缸,對我來說,這是一個巨大的覺醒。」
位於內華達州與亞利桑那州交界的米德湖,是美國最大的人造湖和水庫。由著名的胡佛水壩攔截科羅拉多河之水而成。水庫在大壩之後,延綿180餘公里,持水約350億立方公尺,如今,米德湖處於近90年來的最低水位,只剩37%的容量,乾旱切斷了水源,並且危及大壩的發電。科羅拉多河下游的亞利桑那,墨西哥和加州,原本茂盛的農田,深陷缺水困境之中。
農民:「我們不能耕種,因為沒有水。」
數據監測,美國西部各州有54%的土地,正在經歷極端乾旱,加州尤其嚴重,有85%的土地乾涸。去年此時,一連串難以澆熄的野火,如同惡夢一般,讓當地的居民心驚膽戰。
消防人員:「我很緊張,去年的野火季相當嚴重,今年肯定會變得更糟。」
高溫造成了森林野火,在南加州洲際公路旁燃燒,消防員通宵滅火,疲於奔命。而年初才因冰風暴大停電的德州,日前也因高溫,供電吃緊,多個發電機組意外跳電停機,德州可靠電力委員會發出節電警示,要求2600萬用戶減少用電,預防電網再度崩潰。美國總統拜登對此與西部各州州長舉行虛擬會議討論因應策略。
美國總統拜登:「我們看到西部的極端高溫,不只加大了野火的風險,高溫本身就是一種威脅,人們正在受到傷害。」
面對極端天氣,不可否認的是,一些原本不習慣的事,現在也得面對了。紐約時報對高溫做出的建議,除了努力控制溫室氣體排放,美國還需採取艱難且代價高昂的措施來適應,這包括重新設計城市以承受酷暑、節約用水,和設計在極端天氣下,不會出現故障的電網。問題正一一的在浮現。
https://youtu.be/-fD0eyFU7Z8
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【智在家鄉】手機也能巡田水!物聯網耕種超節電 關渡精準施肥稻作好壯壯
2021-01-26李 映萱智慧家鄉
匯流新聞網記者李映萱、王佐銘、程子奕、呂怡潔、胡照鑫、李盛雯/新竹報導
國內農業就業人口逐年減少,年齡層也有老化趨勢,為了提升農業生產效率、吸引青農們回流,2020第三屆聯發科技「智在家鄉-數位社會創新競賽」團隊「走向里山一家當關」與「小草」,用智能生產及智慧管理進行定時、定量計算處理,精準投放肥料與水,農民只須在系統上操作,就能種好菜、育好果,大幅降低人力、減少資源消耗,為家鄉農民有效地控管田地。
根據行政院農業委員會統計,台灣農業就業人口有近20%年紀超過65歲,且扣除政府補助,農民月平均收入不到1萬元。「走向里山一家當關」綜合所學與在地實務經驗,加上科技和創意,研發出「SOLOMO永續稻作技術田間管理決策平台」APP,幫助農民建立生產SOP,增加農業產量,提升農民所得。該平台代表意涵為:SO(社群)、 LO(在地)、 MO(行動),團隊成員從家鄉關渡平原進行實驗改良,結合在地團體、農田水利會,擁有10年關渡平原生態的相關資料,經過AI大數據分析、交叉比對,可精準施肥、用水管理、預估採收時間及產量,避免資源浪費。
團員何榮旺與何永山父子,祖輩皆在台北市北投地區務農,見證了都市變遷下的產業更迭與興衰。雖然從父輩起因都市計畫變遷不再務農,仍然心繫農業,轉而投入七星農田水利會。他們發現,過去農民覺得肥料灑越多越好,事實上少量施肥跟用水,反而能讓稻子扎得更深。
團隊自信分享,曾把稻田分成兩部分來試驗,一邊使用SOLOMO永續稻作技術,一邊則遵循舊有稻作模式,有次颱風天突襲,使用系統的那半邊稻田完好無缺,另外半邊稻作則被颱風吹得連根拔起、東倒西歪。SOLOMO也獲得「台北市七星農田水利會」、「台北市七星農田水利研究發展基金會」、「台灣水資源與農業研究院」等農業技術、大數據資料專家認證。
何榮旺說,除了增加農民收益和友善環境的前提下,以水稻強化栽培(SRI) 技術和關渡平原做為市場區隔指標,打造專屬北台灣特有水質環境的優良稻米品牌,進而推廣至其他地區,進而吸引青年洄流返鄉,傳承農業文化。
他們規劃用1年的時間來驗證SOLOMO的AI大數據演算法和功能,後續再上架推廣。未來APP將擴充田間用水施肥、微氣象等功能,並加入田間紀錄、管理、教學。未來將藉由全台17個農田水利會推廣「SOLOMO 永續稻作技術田間管理決策平台」計畫,加速「七星SRI稻米產銷專區」成立,將「七星模式」由台北市關渡平原,推廣至全台灣稻作生產地區。
另一組參賽團隊「小草」,除了看重智慧農業的發展,也關心城市冷氣用量帶來的環境災害。為了降低冷氣用電、提高農業產能,團隊打造「物聯網自動灌溉與排水系統」,應用在屋頂可為大樓降溫,在溫室與農地可發展智慧農業,助農民達到精準施肥及用水,為孕育我們的這塊土地節約能源。
隨著物聯網在農業上的蓬勃發展,聰明的農業應用越來越受到重用。該系統運用感測系統監測土壤品質,導入物聯網技術與地下水排水系統,將採集農業生產現場的光照、溫度、濕度等參數訊息進行數字化和轉化後,傳輸到自行開發的物聯網IoT平台進行整合,以遠程監控即時了解農產品生長狀況。
他們在農地建設多台攝影機,系統結合氣象與雨量預測,不僅能即時偵測土壤灌溉時機,下雨時會啟動馬達保護機制,關閉灑水功能並進行排水,解決了以往梅雨季農作物根部淹到腐爛的問題。為了讓更多人參與此計畫,該團隊在政府的在職訓練課程中公開零組件與程式,製作教學手冊與電子檔供全民DIY,也讓民眾免費申請團隊所開發的物聯網平台。
「小草」團隊分別在高雄、桃園、中壢與台南設置示範基地。其中在高雄的智慧農地,團隊建立地下暗渠排水系統,當下大雨或土壤施肥鹽份過高時,能自動排出多餘水分及鹽分。自動灌溉系統則是用50瓦太陽能板供電,能將水跟肥料直接傳到植物根部;肥料的控制上,除了土壤酸鹼度與電導度的監測外,更可掌握植物氮、磷、鉀生長要素,透過數據即可得知植物需要吸收的養份。
另外,團隊與嘉義溫室業者已合作2年,透過綠屋頂設計,屋頂打造物聯網自動灌溉與排水系統並結合太陽能供電,建構出一套不僅能滿足種植與克服屋頂限制的基本需求,還能達到即時監控與節約能源的自動化屋頂種菜系統,達到保水、排水、自動灌溉、降溫等種植需求。經過團隊實測,在屋頂種植有機蔬果,使室內外溫差有5至10度,只要室內比屋外低1度,即可省電6%。
此系統使用數據上網,結合物聯網,可以將空氣與保水層溫、溼度、土壤酸鹼度與電導度、氮、磷、鉀連線上網紀錄數據或存取於SD卡;還可透過網路遠端遙控物聯網設備,啟動相關設備,例如打水、霧化等自動化功能,以便及時控制效果,讓需常遠行的種植戶也不用。
該團隊希望透過政府職訓課程,與更多對物聯網有研究、從事農業的人進行交流,爭取更多教學單位合作,培養更多人才為家鄉做出貢獻。團隊認為,這套系統導入的排水系統,可對抗乾旱及洪水天災,除了國內推廣,希望未來可推廣到自然災害較頻繁的國家,透過國際間的分享,達到全球化的應用。
附圖:▲團隊使用SOLOMO APP在關渡平原進行實驗。(走向里山一家當關提供)
▲團隊在示範基地使用「物聯網自動灌溉與排水系統」。(小草提供)
資料來源:https://cnews.com.tw/195210126a03/