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把老農的手感變成數據,智慧灌溉讓農田更有效率!

115/08/28 瀏覽次數 12
過去,農民依靠經驗,觀察土壤濕度、氣溫與作物狀態,判斷什麼時候澆水、一次澆多少,如今智慧農業將老農經驗轉換,讓灌溉更精準。(圖片提供:農業部桃園區農業改良場賴信忠科長)

過去,農民依靠經驗,觀察土壤濕度、氣溫與作物狀態,判斷什麼時候澆水、一次澆多少,如今智慧農業將老農經驗轉換,讓灌溉更精準。(圖片提供:農業部桃園區農業改良場賴信忠科長)

每逢乾旱、水情吃緊,新聞總會出現同一個畫面:農田停灌、休耕,把水讓給民生與工業。原因之一,是農業長期是臺灣最大的用水單位。依經濟部水利署統計,全台「農業用水」約占全國的7成,遠高於生活用水(2成)及工業用水(1成)。換句話說,農田裡的水怎麼用、用得精不精準,其實牽動著每個人的水龍頭。

而一直以來,農田裡最關鍵的一件事「什麼時候澆水、一次澆多少」答案多半藏在農民的經驗裡。走進田裡,看土壤、探濕度、感受當天的氣溫與作物狀態,再憑手感決定。這把「尺」人人不同,說不清楚,也難以交給下一代。

當極端氣候讓水更珍貴、農村人力又持續流失,這種靠感覺的澆水方式,還能撐多久?更進一步的問題是:有沒有可能,把老農幾十年累積、卻說不出口的手感,變成一組看得懂、也複製得來的數字?

這正是「智慧灌溉」想回答的問題。本文採訪長期投入智慧灌溉落地的農業部桃園區農業改良場賴信忠科長,看科技如何一步步走進農田。

感測器讀田間,把「憑感覺」變成可複製的數據

灌溉要精準,第一步是掌握「田裡目前的環境狀況」。
賴信忠科長指出,智慧灌溉以物聯網為核心工具,在田間布建土壤濕度計、光度計與空氣溫濕度感測器,量測土壤的水分含量,以及影響作物需水的環境蒸發蒸散量。這些數據透過網路上傳雲端主機,農民打開手機或網頁,就能即時看到田間狀況與設備運作紀錄,也能遠端調整設定。
把「感覺」換成「數字」,除了即時掌握田況,也讓經驗變得能被複製。賴信忠科長解釋,過去老農憑手感判斷,「每個人心中有一把尺,管理習慣不同,管理結果難一致,經驗也難傳承」;一旦環境條件能用感測數字表示,同一套管理方式就容易被記錄、被複製,傳承因此變得簡單。
看得準,才能談下一步:這些數據要如何變成「該不該澆、澆多少」的判斷。

透過視覺化的「程式積木」,農民不用會寫程式,也能自行排列灌溉邏輯,讓科技配合不同農場的管理需求。(圖片提供:農業部桃園區農業改良場賴信忠科長)

透過視覺化的「程式積木」,農民不用會寫程式,也能自行排列灌溉邏輯,讓科技配合不同農場的管理需求。(圖片提供:農業部桃園區農業改良場賴信忠科長)

「程式積木」:邏輯交給農民,讓科技配合人

從數據到灌溉指令,中間需要一套判斷邏輯;真正有效的做法,是把設定這套邏輯的權力,直接交給農民。「農作物栽培環境非常複雜,真正的專家是那塊土地上的農民。」賴信忠科長指出,每個農場的作物、設施、土壤與管理習慣都不同,若系統只提供幾套固定模式,農民就得遷就機器,忍受和自己期待有落差的管理方式;換句話說,要讓農民接受科技,「客製化」是必要的。
為了跨過寫程式的門檻,系統採用視覺化的「程式積木」,與國中小程式教學使用的工具相似,不用打字、記複雜語法,只要把一塊塊有功能的積木,拖出來拼在一起,電腦就會依照你所拼出來的順序執行。因此,農民不必會寫程式碼,也能像堆積木一樣,把自己的灌溉邏輯排列出來。
精準用水,正是在這一步落實。賴信忠科長解釋,以土壤濕度計為例,感測器可以24小時、每分鐘偵測,但農民能依作物習性設定條件:只在白天啟動、限制每次灌溉的時數與頻率,讓系統依土壤水分與天候適時調整水量,避免澆過頭,把水用在需要的時候。
在他看來,科技要能留在田裡,關鍵是「像人一樣思考」,「如果我們期待,科技可以取代人,那就必須要讓科技管理,可以像人的管理,農民才能接受。」透過簡單易懂的方式,協助農民把邏輯設定好,系統就能自己跑起來。

系統自動接手灌溉與降溫,省工、省水又增產

然而,系統上線初期,並非一步到位「全自動」。賴信忠科長解釋,灌溉條件經常得滾動式調整,因此多半先採「人機協作」:機器準備灌溉之前,會先發通知請農民確認,農民同意後才啟動,或在條件不正確時,可以即時修改。「就像帶一位新進同事,得磨合一段時間,才逐步把工作交給系統。」他形容。
等條件調得夠到位、夠精準,系統就能自己運作。舉例來說,當感測數據達到設定值,控制器便啟閉電磁閥,自動執行灌溉或降溫。以夏季設施為例,室內高溫可達攝氏 42 度,系統一偵測到高溫就會自動噴水,替作物快速降溫、解除環境過熱的風險。
這套模式的成效,在示範場域已能看到。其中,又以位於桃園八德地區的「桃城蒔菜農業生產合作社」最具代表性。
根據農業部資料,桃城蒔菜自2019年起導入智慧灌溉,把灌溉與降溫交由系統自動管理後,灌溉人力成本降低9 成、用水量節省超過一半,葉菜產量提升超過 2 成,夏季室內達一定高溫時,系統自動噴水 15 秒,就能瞬間降溫 6∼10 度。截至2026年,已有185 棟溫室安裝,一年省下約 4,558 小時的灌溉工時。過去,農民得天天守在田邊,如今即使人在外地,也能透過手機掌握農場狀況。
不過,賴信忠科長坦言,推廣沒有想像中容易。
農民一開始不了解系統,導入又牽涉建置與學習成本;專業農民對自己的經驗有信心,要他改用機器管理並不容易。例如大型農場的雇工,因為系統「省下的灌溉時間」,對領固定薪水的員工而言,不代表能早點下班,導致學習誘因低,這道門檻比硬體更難跨越。目前仍採取從示範場域的口碑推廣,導入後再由專家陪著農民度過磨合期,一步步把田交給系統。

自動化接手灌溉日常,但關鍵判斷仍握在人手上

更根本的限制,在於機器無法「憑空長出經驗」。賴信忠科長直言,透過感測器與智能控制澆水不困難,但難的是「澆水條件要設得準確,仍得靠農民對自家田地的了解。」此外,系統運作難免碰上設備故障、停電或網路中斷,機器無法自我修復,這時還是得靠人趕到現場,即時判斷、動手處理。
自動化帶來效率,但也伴隨風險。有些農民起初把 AI 想得無所不能,以為裝了系統就萬無一失,卻忽略初期仍得投入設定與學習。賴信忠科長回憶,過去在替農民設定程式時,因保護機制還沒設好、導致系統整晚沒有關閉,把足夠灌溉上百間溫室的水,全部灌入同一間,導致作物與馬達全毀。因此,系統後來也加強設有防呆設計,可設定單次最大供水時間,偵測到沒有水流就自動關閉。
「科技力量愈大,使用風險也愈高,一次錯誤灌溉,可能毀掉一期生產。」他提醒,愈是方便,愈不能忘記機器仍在運轉,人的關注與緊急應變,無法完全仰賴系統。

紅龍果園智慧灌溉將農民累積的栽培經驗轉化為可記錄、複製的數據,讓田裡的智慧不因老農退休而消失。(圖片提供:農業部桃園區農業改良場賴信忠科長)

紅龍果園智慧灌溉將農民累積的栽培經驗轉化為可記錄、複製的數據,讓田裡的智慧不因老農退休而消失。(圖片提供:農業部桃園區農業改良場賴信忠科長)

智慧灌溉邁向「無人農場」,讓科技接手更多判斷

展望農業科技的未來,賴信忠科長認為,重點是「讓科技接手更多判斷」,透過 AI 代理人,把老農的栽培經驗,訓練成一套「作物模組」,再依不同農場自動微調,甚至結合市場訂單,為溫室安排智慧生產排程,連產期預測與人力、機具調度都納入其中,朝向「無人農場」邁進。
從看土壤、憑手感,到把每一次判斷轉化成數據,智慧灌溉真正改變的,是農業知識傳遞的方式。在世代交替與人力短缺並行的今天,相較於「省下多少人力成本」,或許更重要的是,透過智慧農業的科技應用,把原本鎖在老農身上、某塊田裡的經驗,變成能被記錄、複製的數據;未來即使老農退休,田裡累積的智慧也不必跟著退休,而是能一代一代傳承下去。

資料來源

農業部桃園區農業改良場賴信忠科長
https://www.wra.gov.tw/epaper/Article_Detail.aspx?s=10098&n=30177

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