【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/
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