文╱ 許晴情 農業部臺中區農業改良場助理研究員
張金元 農業部臺中區農業改良場農業機械研究室主持人
葉文彬 農業部臺中區農業改良場果樹研究室主持人
何湧峰 農業部臺中區農業改良場研究助理
圖╱ 農業部臺中區農業改良場
追求永續農業的道路上，降低化學農藥的依賴，兼顧作物的產量與品質，是農友與研究人員共同面對的課題。長期以來，作物栽培多依賴化學藥劑對抗病蟲害，卻也得面對藥物殘留、環境負擔以及病蟲害抗藥性等衝擊，尋求對環境更溫柔、友善的解決方案，已是刻不容緩。農業界因此將目光投向物理防治，其中「UVC（短波紫外線）」因具有高效、無殘留特性，正逐漸從醫療領域應用於農業生產，成為保護農作物的隱形盾牌。
紫外線（Ultraviolet, UV）是太陽輻射中肉眼不可見的光線，依波長由長至短分為UVA（315～400奈米）、UVB（280～315奈米）與UVC（100～280奈米）。物理特性上，波長越短的光線能量越強，但穿透力越弱。一般大眾熟知的防曬措施，主要是為了抵禦穿透大氣層到達地表的UVA與UVB；而能量最強的短波紫外線（UVC），則幾乎全數被臭氧層吸收。
儘管自然界的UVC難以到達地面，我們仍可透過人工光源生成，也就是俗稱的紫外線殺菌燈，因其有高效滅絕細菌與病毒能力，已廣泛應用於醫療場所空氣殺菌或淨水處理。但UVC的高能量若直接照射人體，恐對皮膚與眼睛造成傷害，因此使用上必須嚴格做好防護。既然如此，若能妥善解決安全性問題，UVC是否也能轉化為農業上替代化學農藥、對抗頑強病蟲害的利器？這正是植物害物燈照抑制系統的研發起點。
UVC物理防治是國際趨勢 歐美已皆發展成熟商業化應用
將UVC應用於農業並非臺灣獨有，而是全球農業科技的熱門趨勢。在歐洲、美國與日本等農業大國，這項技術已走出實驗室，應用於高經濟價值的溫室作物生產中。例如草莓、葡萄及番茄的栽培，國外已有成熟的商業化應用案例。
隨著自動化技術進步，國際上的應用模式正轉向結合自動導航機器人（Automated Guided Vehicle）。機器人能在深夜無人時段，自動巡航於田間照射，不僅解決人力短缺的問題，更避免人員直接接觸紫外線的風險。國外商業化案例，最具指標性的是挪威SAGA Robotics公司研發的Thorvald自主移動機器人。該機型目前已實際導入美國紐約州與奧勒岡州的葡萄園，以及英國的草莓農場。經與美國康乃爾大學（Cornell University）等研究機構的長期合作驗證，證實其在夜間進行UVC照射，能有效替代傳統殺菌劑，對抗白粉病以及二點葉蟎。
此外，荷蘭作為設施農業大國，知名企業CleanLight亦針對溫室番茄、花卉等作物，開發出成熟的懸掛式模組與自動化照光系統防治白粉病與灰黴病。這些案例顯示，歐美地區已成功將學術理論轉化為具備商業規模的產業鏈。
此外，為追求更極致的安全性，目前國際研究已進一步探索更安全、可人機共存的222奈米準分子燈（Far-UVC，常見中文翻譯為遠紫外線）應用。這項新技術目前受限於全球設備造價昂貴，尚未普遍商業化，但可以揭示未來紫外光防治將朝向更高安全性、更精準化的方向發展。臺灣在這波浪潮中未缺席，農業部臺中區農業改良場針對本土作物生產模式開發的燈照系統，即是接軌國際趨勢的成果。
利用生物修復機制精準打擊 「三更半暝開party」消滅病菌
許多農友第一次接觸這項技術時，最常問的問題是：「為什麼一定要在晚上照？白天不行嗎？」這要從生物學的微觀世界說起。
UVC之所以能殺菌，是因為生物的遺傳物質（DNA/RNA）在波長250～270奈米的範圍內吸收最強。當UVC照射到病原菌或害蟲時，強大的能量會破壞其DNA結構，使DNA鏈上的鹼基發生錯誤連結，形成所謂的「胸腺嘧啶二聚體（thymine dimers）」。這個變化就像是在拉鍊中間卡了一顆石頭，阻礙DNA的複製與轉錄，導致田間害物無法生長、繁殖，最終死亡。
然而，生物演化出強大的生存本能。許多真菌與細菌擁有一種稱為「光裂合酶（photolyase）」的修復酵素。這種酵素非常特別，它需要吸收藍光或UVA（即白天的可見光成分）作為能量來源，才能啟動修復機制，將被UVC破壞的DNA「修補」回來。
病蟲害防治像一場長期的攻防戰，利用夜間病菌缺乏光修復能量的弱點，攻其不備！在它們最脆弱的時刻用UVC「三更半暝開party」給予致命一擊。這就是燈照防治作為中強調「深夜施作」的核心原因。
如果在白天使用UVC，病菌一邊受傷、一邊利用太陽光進行修復，效果將大打折扣；反之，在夜間進行照射，等於切斷病菌的後援補給，阻斷其光修復路徑，讓DNA的損傷無法逆轉，從而達成事半功倍的殺菌效果。這套系統的運作邏輯，正是建立在這種精準打擊與破解自癒機制的科學基礎之上。
熱門技術因地制宜對準本土病害 植物害物燈照抑制系統
國外已有現成的UVC農機，在臺灣的栽培環境、溫室結構以及作物生長習性卻與歐美大不相同，直接引進國外設備，往往面臨體積過大，機具無法進入田間，或是機電參數不符合本土病害特性的狀況。
為因地制宜，臺中農改場研發團隊開發在地化的「植物害物燈照抑制系統」。我們針對臺灣常見的重點作物（如葡萄、百香果等）進行精細的光照參數設計與自動化排程。研發過程中，團隊首先於實驗室內針對葡萄溫室栽培好發的「白粉病」、「銹病」及「二點葉蟎」，確立最適化光照防治條件，隨後將技術整合至機具設計與燈具建置，並導入田間進行實地驗證。
以白粉病防治為例，田間試驗結果顯示，定期進行夜間照光處理，能顯著降低六成的罹病率。這套系統展現優異的抑制效果，透過夜間定期照射，能在病蟲害感染初期，即將其族群密度壓制在低水平，有效延緩其繁殖週期。這不僅僅是「把燈打開」這麼簡單，而是包含精確的劑量控制與照射模式設計。
節省成本兼顧農友健康、作物品質 開放技轉增加物理防治新選擇
對於第一線生產者而言，技術效果再好，若是成本過高或操作繁瑣，都難以落地應用。經過研發團隊在田區的實際驗證與長時間追蹤，這套系統能為農友帶來「減藥」、「省成本」及「提升品質」三大實質效益。
首先在減藥與省成本方面，是最直接的效益。導入燈照系統後，由於物理防治分擔大部分的防護工作，化學藥劑使用頻率得以大幅降低。根據團隊的試驗數據，採用燈照防治模式，整體農藥使用量可減少一半，病害如白粉與銹病的發生率仍低於1%。這不僅只是環保口號，更是實實在在的成本節省。經換算，包含藥劑成本與噴藥的人力工資，每分地約可減少4,400元的防治成本。長期下來，設備的投資將透過省下的藥錢與工錢逐步回本。
其次是品質提升。在試驗過程中另一個發現是，接受適當UVC照射的作物，其果實硬度表現有顯著提升。果實硬度增加，意味著作物在採收後的耐儲運能力變強，不僅延長上架壽命，更減少運輸過程中的損耗，對拓展外銷或進入高端超市通路具有優勢。
最後，是無法用金錢衡量的安全性。過去農友為了穩定收成，往往得背著藥桶或開著漫天白霧的噴藥車在田間穿梭，將健康暴露在風險之中。如今導入自動化燈照系統後，農友只需設定排程，系統便會在夜間自動作業，大幅減少人員接觸化學藥劑的機會，保障農民的健康，也讓消費者能買到更安心的農產品。在栽培經營流程中擁有無後顧之憂的作業環境，達成省錢、省工與健康的一舉數得。
植物害物燈照抑制系統並非要完全取代化學農藥，而是提供農友強而有力的物理防治新選擇。透過夜間光照的精準打擊，提供有效降低病蟲害基數、減少投入化學藥劑的方法，進而達成農藥減量與生產成本降低的雙贏局面。
目前，臺中農改場已完成相關技術的研發與驗證，並已透過技術轉移授權給國內業者進行商業化生產。這意味著，這項技術不再只是停留在試驗田裡的報告，而是農友們觸手可及的實用資材。面對氣候變遷與食安意識抬頭的未來，讓這道藍紫色的光芒，不再只是實驗室裡的數據，而是化作守護臺灣農業生生不息的力量，建築農業安全生產、提升產業競爭力的堅實後盾。
