畜試所開發光譜檢測技術 2秒判斷雞糞堆肥腐熟了沒

雞糞堆肥是栽培作物很好的養分來源，但使用未完全腐熟的雞糞肥，反而會造成作物「根燒」、有害作物生長，農業部畜產試驗所與臺灣大學合作，利用「可見近紅外光譜儀」（Vis-NIR）收集雞糞堆肥腐熟相關光譜數據，透過機器學習建立判讀雞糞肥腐熟程度的檢測模型，只要短短2秒鐘，就可知道雞糞堆肥是否完全腐熟、農民是否可以施用於田間。

未腐熟的雞糞肥施用於田裡，容易再度醱酵，產生高溫、有害物質與氣體，不僅對作物生長造成傷害，也會破壞土壤與環境。畜試所所長黃振芳表示，由於堆肥的原料來源與製作方式差異很大，無法僅用一個參數作為腐熟度的指標，除了主觀的觀察堆肥外觀、顏色、氣味與醱酵溫度判斷之外，有些指標需要透過實驗室精密儀器與費時分析才能進行量化，無法於第一時間內快速判斷腐熟與否。

畜試所飼料作物組長林正斌指出，雞糞堆肥大約需時2個月，過程中溫度會上升至6、70℃，要判斷堆肥是否完成腐熟，以往可透過堆肥溫度回降至40℃、pH值接近7等指標判斷，但製作過程中要每日監測，相當費工，畜試所因此利用與腐熟程度有關的含水率、氨氣氣味、pH值、電導度、總有機碳、總氮與碳氮比等7項指標的 Vis-NIR光譜訊號，透過機器學習演算法建立與腐熟度的關聯性，建立判斷模型。

林正斌表示，相較於草食動物牛、羊的糞便堆肥，雞糞肥更容易造成作物「根燒」，各種堆肥中也以雞糞肥最常被農民在未完全腐熟時即使用；畜試所收集120件樣品數據建立模型，目前模型判斷結果與實際量測值的擬合度（Goodness of Fit）已達85%以上，後續將繼續收集至少200件樣品，目標再一年多時間，訓練模型判斷擬合度達95%以上，以推廣產業應用。

林正斌指出，國際間已有利用近紅外線光譜判斷堆肥腐熟程度的相關技術，但因近紅外線光譜儀相關設備要價數百萬元，以畜試所內設備為例就要250萬元，使得相關檢測成本偏高；因此畜試所刻意選擇小型光譜儀就可檢測的Vis-NIR波段光譜建立檢測模型，以利產業未來利用此技術開發快速測定工具，可將設備成本壓低至10萬元以內，增加技術應用的機會。