農場管理轉型怎麼轉?「科技務農」跟緊下一波農業革命
農業須與時俱進,善用數位軟硬體型塑產業新樣貌
農作物對農民來說就像自己的孩子,巡田是每天例行公事,但是當你有100多公頃甚至上千公頃的田,要怎麼知道哪些孩子已經喝過水、吃過肥了呢?不是只有大農才應思考如何管理,即使只有幾分地的精緻農業,也有可能面臨人力不足的問題,不同型態的農業如何善用各項軟、硬體來提升經營效率,將是農場管理轉型的關鍵。
臺灣本土雜糧品牌「臺灣×好糧」創立者蘇建鈞,在臺南市種植水稻、大豆、玉米,種植面積廣達100多公頃,分布在善化區、官田區、新市區等地,忙碌的收割季節一到,工作超過12小時是家常便飯。某次當他忙著收割時,附近鄰居問:「你們那塊田不收喔?」他疑惑回答:「唅?哪一塊?」這才發現,原來有塊田一直被遺忘。幸好水稻成熟晚幾天收割沒問題,若是大豆過熟就會自動裂莢,直接回歸大地。
App輔助管理,資訊化建立共同管理語言
蘇建鈞管理400多塊田區,摩托車騎一天都巡不完,而且作物每半年輪替一次,不可能一一插牌,有時候連自己都忘記哪塊田是自己的。不過那都是陳年往事了,現在他不用再土法煉鋼記錄每塊田區的位置。只見他拿出手機,打開App登入帳號,田區地圖自動展開,一塊塊田被黃色、白色、綠色線條框住,上頭寫著「大」、「稻」、「牛」。
這是蘇建鈞的田區資料,稻代表稻田,大代表大豆,但牛是代表養牛嗎?「不是啦,是指青割玉米,給牛吃的。」他解釋,這個系統匯入田區地號後,系統就會自動將田區框起來,只要輸入自己看得懂的名詞,就能輕鬆知道哪塊田區種什麼、分布範圍,還能算出田與田之間的最短距離,方便工作排程。
這個資訊系統名稱叫「農務e把抓」,是行政院農業委員會於2015年建置的智慧務農系統,但其實此系統前身是由蘇建鈞與科技公司共同開發。
蘇建鈞話說從頭,2009年他頂著國立中山大學材料光電系的高學歷光環返鄉務農,配合農業委員會「小地主大佃農」政策,努力說服周遭農民釋出田地讓他承租。剛回去時種植面積是10公頃,再過一年來到30公頃,後來漸漸擴大到50公頃,目前已經有100多公頃了。剛開始,他用腦袋就能記住哪塊田已經翻土、插秧,回去再慢慢打進Excel檔案,但是大約到了30公頃,「我就覺得很煩。」為了提升效率,他找來科技公司合作,開發農事紀錄資訊系統。
由於設計概念來自蘇建鈞第一線務農經驗,因此功能相當貼近田間實務,除了記錄何時播種、插秧、施肥等等,還結合手機攝影功能,讓農民填寫紀錄時,同步拍照上傳,即時登載。
「我耕作的田有5、600個地號,若有10項工作,就要記5、6千項,怎麼可能一個一個用紙筆記。」蘇建鈞說,大面積田區不可能再像以往一樣土法煉鋼,運用科技輔助後才能提升工作效率,將時間用在其他更重要的事情。
科技也讓蘇建鈞和職員找到共同語言。田間沒有門牌,同一塊田,每個人稱呼的方式不一樣,蘇建鈞常與公部門打交道,習慣記地號,但第一線職員會用地主名字描述,或是形容田旁邊有什麼建築物,他常得化身翻譯官,將他們說的語言翻譯成地號,才能登錄每塊田的生產紀錄。「我曾找別人來登錄,結果他完全看不懂我們第一線同仁在寫什麼。」透過科技輔助,可以明確指示職員今天要種哪塊田、從事的工作,彼此溝通更順暢。
善用數位小工具掌握進度,
精緻管理省工也提升效率
除了使用App輔助作業,蘇建鈞另外為每個作物建立生長期程表,用的就是最基本Excel檔案。以水稻為例,橫軸是水稻生長期程,例如水稻插秧後0~15天左右是成活期到分櫱期,大概65天後開始有幼穗;縱軸則是每塊田區水稻編號、插秧時間。對照縱軸和橫軸,就可知道水稻生長情形。例如90號水稻田,2月9日插秧,經過119天,已到了黃熟期。
透過這些資訊,就能對照各個田區生長階段,判斷可能受到的環境影響和因應措施。例如水稻成熟時遇下雨容易倒伏,若接著又出太陽會導致穗上發芽,因此倒伏的水稻田收割順序就得提前。透過表格管理,就能提前調度割稻機,預先排定作業時程。
別小看這些基本工具,懂得善用就能使務農事半功倍。蘇建鈞強力推薦Excel軟體,除了排定作物生長期程,平常也會拿來作物計算成本。他說,Excel軟體簡單明瞭,還能自動加減計算,對於務農精算成本幫助很大。
之所以有記錄生產的概念,來自於蘇建鈞早期提供毛豆種子的經驗。臺灣許多毛豆外銷到日本,國內毛豆農民購買種子時,被要求必須出示田間紀錄,何時播種、用了什麼藥等等,他曾生產毛豆種子,因此學到許多管理概念。
不過利用App、Excel軟體務農,對蘇建鈞來說都只是基礎工程。他打開YouTube頻道,播放清單一整排都是國外最新型農機具示範。點開了一部影片,畫面中1臺插秧機筆直駛過水稻田,秧苗整齊落下,插秧機座位上沒有駕駛。
蘇建鈞說,省工、減輕勞動負擔的農機具是未來趨勢,國外已有許多農機具結合全球定位系統(GPS),無人駕駛,臺灣水稻第一期作插秧是在冬天,寒風刺骨,若有了無人插秧機,農民只須將秧片放上機器,不必忍受寒風。
蘇建鈞常到國外考察新型農機具,發現其他國家都致力於精準計算成本、投放人力、資材,他說,早有廠商開發出無人施肥機,可以測定土壤導電度,行駛時就自動調整施肥量,最後還結合全球定位系統,彙整出農田圖資,告知土壤肥力分布狀態。「我希望未來有一天,臺灣也能做到這樣。」
臺灣農業講求靈活,資訊化是必然趨勢
總部位於臺南市新化區的瓜瓜園企業股份有限公司,則已經從國外引進了不少先進的自動化大型農機具。總經理邱裕翔說:「歐洲的農機自動化領先亞洲非常多,人家從來也沒缺工過,5個人的家庭農業就能管理200公頃農田。這跟產業成熟度有關,但臺灣也不是追不上,我們雖然沒有重工業可以做大型農機,但我觀察到歐洲比較強調機械化,而非資訊化,這是臺灣的優勢,我們有很多相關人才。為什麼要重視資訊化?因為我們不像歐美國家可以大面積耕種,需求更靈活。」
所謂更靈活的需求,源自與瓜瓜園企業股份有限公司契作地瓜的6、700位農民,總面積約1千多公頃,分布地點從苗栗縣一路往南到臺東縣、花蓮縣等地,每位農民種植面積、規模都不一,如何整合、確保農產品品質一致,成了第一要務。這個任務該如何達成?邱裕翔舉出3個關鍵字:「記錄、管理、整合。如果沒有紀錄,就不必談管理與整合。」
邱裕翔笑稱自己是個記錄狂,他指著自家一字排開的農機具,每臺農機具都有編號,哪個人用了哪臺、多久時間都有紀錄。但是龐大的數據,必須經過資訊化才能有效運用。「我們大概2007年開始做產銷履歷,其實1991年剛成立產銷班時就開始做紀錄了,這些紙本紀錄慢慢累積成厚厚一本萬年曆,但是我發現不可能再慢慢翻那本萬年曆去告訴5、600位契作農民,明年氣候可能是什麼情況、應該要採取什麼應變措施。我這不算創新,只是把紙本資料系統化,成為方便運用的數據。」邱裕翔說。
他們運用財團法人資訊工業策進會研發的「神農一指收」協助田間管理,透過Google地圖圈選農地,結合全球定位系統,並整合歷年採收量、良率、氣候資訊與病蟲害狀況等紀錄。邱裕翔說,透過神農一指收進行批號管理,「如果消費者覺得這條烤地瓜特別好吃,就能追溯哪月採收、哪位農民種植、來自哪個產區。接著就可以想辦法把這樣條件的地瓜複製10個貨櫃給他。」
為了滿足消費者的需求,瓜瓜園企業股份有限公司原本的做法是從一大堆地瓜中挑出客戶想要的,「後來我慢慢開始思考,從種植端就達到這個要求,可以建立種植SOP,讓農民種出來的地瓜大部分都是相同規格,我會和他們討論,怎麼修改培育程序以達到這個目的。」
藉由溯源功能,可以找出特別受消費者青睞的農民,與他探討種植方式,再藉此修正標準種植流程。邱裕翔說:「我們會不斷去review這些訊息,如果是農民對農民的話,通常不太想讓別人知道自己的技術,但是我們藉由轉達消費者的回饋,覺得你的東西很棒,所以想了解你是怎麼做的,並列入明年契作標準的一環,告訴大家都要遵照這個標準,這樣農民就會覺得很有面子。」
將農民從勞動者變成管理者,
吸引更多不同領域人才投入
邱裕翔認為:「我們要重新定義農民這個角色,農民是管理者而不是勞動者,所以我會要求他的管理指標。讓擅長管理的農民多管理一點,管理不好的就縮減面積或終止契約。比如說統計數據顯示某塊農地連續幾年畝產量很低,可能是那塊田先天條件不佳,就會請農民換別塊田來契作;如果有農民10塊田產量都很低,就有可能是管理效率不足以應付多田區,會請他縮減面積;種得好的就分配給他更多契作面積。」
而針對規模不同的契作農民,也能提供不同種類的農事服務。邱裕翔說:「小農通常都有一定管理水準,但是同樣工作增加10倍就負荷不來了,所以我們會提供大型機具和代耕服務。大農已有一些資本,我們會提供管理技術諮詢,幫他找出更省工的方法。」大農因為種植面積大,還會出動無人機協助巡田,再根據回傳影像告知農民須做哪些調整,例如某個區塊雜草特別多。無人機的巡田結果,也會整合到神農一指收,以協助判斷未達管理指標的原因。
瓜瓜園企業股份有限公司目前已經達到產、製、儲、銷一元化,除了用於田間管理的神農一指收,另有採後管理系統進行分級、儲存等作業。運用無線射頻識別系統(RFID)建置自動化入倉系統,溫度、濕度控制也全是電腦自動化,只要廠內溫度升高到一定程度風門就會自動開啟,二氧化碳到達某個濃度則自動排風。此外,也整合品保人員測試數據,如甜度、口感。
連接採後管理系統的還有紅外線影像辨識選別機,挑除多少、挑除原因都會記錄。對邱裕翔而言,引進高科技機械的目的並不只是為了省時、省力,而是為了達到「人才轉換」。「以前廠內都是作業員,每個人靠一雙手,每天挑幾千條地瓜,問題是10年過去,地瓜產量已經成長5倍,藉由機器輔助讓原本人力提升5倍價值,從作業員變成品管,就可以給他更高的薪水,因為他做的事不一樣了。當農業資訊化後,就有可能吸引大學生加入,需要資訊工程人員、工業設計人員,薪水也沒比較差,農業與其他產業才能平起平坐。」
農業學無止盡,絕非低技術行業
對於臺灣農業發展願景,邱裕翔展現「農業絕非低技術行業」。關於這點,在南投縣國姓鄉經營「虎鯨吃草莓農場」的柯元婷、黃建睿夫婦深有所感,他們致力於栽培無毒草莓、草莓苗。畢業於中興大學植物病理學系研究所的他,提及該系教授蔡東纂教導的重要觀念:「農業沒有結束(學習)的一天。」以及系上老師參訪荷蘭經驗:「雖然他們有非常先進的玻璃溫室,但每年還是做土壤、水質檢測,收集監測數據作為改進依據,例如培養液隨著土壤環境改變做調整,同一種配方用10年是行不通的。為什麼人家說務農第3年會是一個門檻?因為土壤環境會改變,如果呆呆的用同一種方式種,很可能會出問題,所以我們種完一季,一定會把介質送驗,數據拿回來做研究。」
除了高科技硬體,數據及知識的累積也是智慧農業不可或缺的一環。柯元婷又回到中興大學進修1年土壤肥培管理,並參與行政院農業委員會農業藥物毒物試驗所、各地農業改良場等農政單位開設的相關課程。「主要是因為到改良場上課比較容易接觸實際田間狀況,而且會認識很多農民,知道他們遇到什麼問題,對於理論與實務結合很有幫助。」
柯元婷的先生、同樣畢業於中興大學植物病理學系研究所的黃建睿舉例:「例如課本上說白粉病好發在又冷又乾的氣候,事實上我們發現下雨後才會出現,課本說的又冷又乾是指不能直接接觸雨水,但濕度高的狀況。因為導致白粉病的真菌孢子很大,如果雨水直接打在植物上,反而不容易附著。我們聽過很多人說學校學的東西都沒用,但課本本來就無法窮盡各種田間狀況,重點是知識與實務如何結合。」
植物病理專業協助,跨越草莓育苗門檻
柯元婷與黃建睿的植物病理專業,讓他們有信心挑戰被視為門檻極高的草莓育苗產業。草莓育苗之所以很少人投入主要有3 個原因,一是草莓以走莖繁殖,不像種子育苗能快速、大量生產;二是草莓是溫帶作物,並不適合亞熱帶的臺灣;三是草莓種植時間集中在深秋到春季間,育苗期間長達半年,病蟲害風險也隨之提高。
植物病理專業帶來的最大管理優勢,就是準確判斷病害成因,進而降低用藥成本。黃建睿舉例:「臺灣會造成草莓果實腐爛的病害大概有3 ~ 4 種,病徵很像,但發生條件、處理藥劑和方式完全不同。因為我們學過植病,比較容易判斷,像有個朋友以為他的草莓被灰黴菌感染,1 個禮拜就花了1 萬多元噴藥卻不見效,後來才發現是疫病菌引起。」
草莓另一種主要病害白粉病,其實發生在很多植物上,雖然同樣是由白粉菌科的真菌引發,但這些不同種類的真菌食性非常專一,例如寄生酢漿草的真菌不會寄生草莓。黃建睿說明:「看到旁邊雜草出現白粉病,就擔心作物也會受害而用藥,這其實不一定有意義,反而是浪費藥劑。」
他們發現,將植物病理專業結合害物整合管理(IPM),可以大幅降低病害造成的損失。黃建睿說:「根據報導,2016、2017年炭疽病在田間造成草莓苗死亡率是40%~60%,但我們的草莓苗死亡率僅0.3%,這結果讓我們有信心投入這個產業。」
硬體科技輔助,克服環境限制
對於資金並不雄厚的小農來說,硬體、人力限制另有不同挑戰。配合太陽東升西落,農民搭建溫室多採東西走向,讓作物接受到最多日照,但虎鯨吃草莓農場的3間溫室是雞舍改建,為南北走向。對於光照不平均的問題,柯元婷說:「種草莓的好處是植株小,所以影響不大,但之前種番茄的影響就大了。所以一開始要依據環境限制選擇適合作物,再來光照量比較強的那一面,可以種得比較密,也要注意多補充水分;另一面就種稀疏一點。」
由於不是一般的連棟溫室,因此微氣候不盡相同。柯元婷解釋:「比如說其中1間離溪流最近,所以溫度最低,可以最早開始育苗,而且底下沒有鋪水泥,溫度比較恆定;另外2間鋪水泥,溫差就比較大,所以剛開始種過小番茄,因為它喜歡溫差大的環境。」
雖然分散的溫室可以分散病蟲害風險,這些因素卻會增加管理難度。尤其小番茄、草莓皆須精準控制水分、肥分,儘管3間溫室加起來僅有2分地,對只有2名人力的農場仍是不小的負擔,每間溫室人工澆水至少就得花2個小時,且容易因短時間過量澆水,加上使用的椰纖介質不保水,植物根系便容易因為過度的乾濕交替而壞死。
為了解決這個問題,虎鯨吃草莓農場裝設滴灌管路,搭配自動控制系統,能夠設定日期、時段自動定時給水、依季節微調澆水量以外,最大的特色是最多可以控制22個站點,並分別設定不同灌溉條件,因此能輕鬆管理3間微氣候各自不同的溫室。「它還能外掛雨水感應器,未來資金到位後,我打算把感應器與控制系統結合,來控制天窗開閉。」黃建睿說。
透過硬體科技,計畫以草莓苗建立口碑後,下一步與學校合作提供學生實習場地,或與研究單位合作試驗。未來也可能將閒置雞舍改建為小型農產加工廠,與鄰近農民合作,發展國姓鄉特色產品。柯元婷說:「我覺得農業不是死的東西,是非常需要創意、與時俱進的,不能再用過去的方式。」
邱裕翔則認為,當智慧農業發展到更成熟的階段,就會從「產業鏈」擴散為「生態圈」,「所謂生態圈就是有更多與農業不直接相關的人也參與進來,以前我只有地瓜的垂直上下游產業:從育苗到銷售,這叫產業鏈,但現在我的觸角已經擴及到包材、機械、物流,金流、行銷……。」農業不再只是拿鋤頭,在智慧農業所形塑的產業面貌下,更多元的跨領域合作與應用將成為常態。
文/林慧貞、林書帆 攝影/林書帆
豐年6807