2020年10月02日
首頁 豐年雜誌 封面故事 摸透田間微氣候,看透天公伯仔微表情

摸透田間微氣候,看透天公伯仔微表情

《阿龜微氣候》(AgriWeather)發源於開源社群,由一群科學家、工程師和各領域貢獻者組成,基於物聯網架構進行智慧農業的應用,整合軟硬體及資料科學,致力於微氣候資料分析。從感測、監控、分析到應用,直接面對農場的需求,提供科學化管理的整套解決方案,目標是以農業數據分析與應用解決重要農業問題。

雖然臺灣降雨量豐沛,降雨時空分布卻極為不均,5~10月期間降雨量約占全年總降雨量78%,顯示豐水期、枯水期降雨量差異懸殊。經濟部水利署《105年全國水論壇預備會議引言報告》也指出:「受近年來全球氣候變遷影響,因不降雨日數增加,澇旱循環加劇,使缺水風險日益升高。」民間希望農業水資源分配合乎作物所需灌溉用水量,政府也倡導提升用水效率,強化保護農業水資源,並能永續利用,是當代刻不容緩的責任。

作物要喝多少水?最佳灌溉模型試驗

農民通常憑藉過往經驗進行灌溉,農民曆雖為先民智慧卻僅能參考,實際耕作得因地制宜。「最初進行灌溉最佳化實驗的原因,是為了探討作物需要的最低供水量。」阿龜微氣候創辦人吳君孝說。身為資料科學家,他與科技農夫陳幸延、各領域貢獻者,在宜蘭縣員山鄉深溝村實驗基地展開葉菜類蔬菜水分管理試驗,以福山萵苣為標的建立最佳化灌溉模型。

建立預測模型之前,得先蒐集基礎資料,例如農民灌溉行為、作物性狀、土壤濕度等。接著,著手開發軟硬體設備及設計實驗流程,為日後的資料分析做好準備。由於每種作物有其獨特生長方式,彷彿擁有自己的性格,了解作物所需土壤、大氣特性,才能建立作物生長模型。

舉例而言,萵苣與空心菜需要喝的水量就不一樣。為了得知作物最少需要喝多少水,才不至於凋萎,阿龜微氣候埋首研究水逆境氣候分析,觀察氣候之中的水分因素如何影響作物生長。

作物生長模型中有許多指標,其中水逆境指標以萎凋點作為判斷標準,應用於取得作物生存需要的最低水量。學術上的「永久萎凋點」,意即土壤中的水分已不能再維持植物所需的水含量臨界值,當土壤水含量小於萎凋點,植物便會枯萎。

農業資料自動化分析,及時解除極端氣候逆境危機

阿龜微氣候研究中發現,傳統測量土壤含水量時所採用的「土壤水分張力計」價格昂貴,且農民難以根據數字判斷是否應該供水。阿龜微氣候考量農民可負擔成本,設計田間微氣候感測裝置,裝設電子感測元件,可測得土壤溫度、土壤含水量、電導度、大氣溫濕度、大氣壓力、風速、風向、雨量、日照強度等數據。

更多內容請見《豐年》2018年05月號

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