國立中興大學農業暨自然資源學院--媒體報導-【公關組】興大農資學院2021未來科技獎 躍進新世紀

【公關組】興大農資學院2021未來科技獎 躍進新世紀

  • 分類 : 媒體報導
  • 日期 : 2021-11-26
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稿源:中興大學研發處

精準與智慧農業,是臺灣近幾年獨步亞洲的強項,有百年歷史傳承的中興大學農資學院,更是站在歷史巨人的肩膀上再躍進。

中興大學農資學院申雍教授、賴鴻裕教授與吳靖宙教授團隊的「快速檢測磷酸根之離子選擇性感測晶片」,獲得科技部主辦的第五屆「未來科技獎」,該研究成果可以快速檢測農地土壤現況,提供農友正確的農地管理策略,例如施肥量是否正確、農藥是否過量,而不再是憑農友傳承的經驗來「望(生長情形)、聞(味道)、切(農作物)、問(經驗法則)」,也能有效配合其它智慧農業措施,減少土地負擔。而森林系陳奕君教授的「智慧型纖維素水膠在農業上之應用」,只要是含有纖維的素材,不論是廢紙回收還是路邊的雜草,都能成為「可再生性材料纖維素衍生物」的材料,添加鉀鹽後變為膠狀,相較於傳統化工成份保水劑對健康和環境影響大,純天然的保水劑用在可農業土壤保水、肥料和其他友善環境農業上,都可貢獻功效,未來市場商機更是龐大。

農資學院院長詹富智指出,兩百位的教授,致力於以科技服務農民,共創不必再看天吃飯的「農企」。除了生產的增加,「農業永續及保護」的科技研發,這次獲得「未來科技獎」的兩個團隊,則是實踐這個目標的一大肯定。

傳統上,作物生長狀況及收成的預期,往往要靠農民代代相傳的經驗,或是等到作物嚴重生病了才發現。中興大學農資學院結合了遙測、晶片檢測及微生物分析,透過「快速檢測磷酸根之離子選擇性感測晶片」等相關的檢測技術,可以在現場在20分鐘快速確認並發現問題。中興大學農資學院前副院長、土環系教授申雍指出,團隊在農地現場扮演的是「土地醫生」、「農業醫生」的角色,目前已經在南投名間的茶園進行產學合作,而在這些針對田間「物理、化學及生物性質」使用的可攜式檢測設備及技術,目前在亞洲地區也是開路先鋒,配合標準實驗室的數據分析,有助於達到實施「精準農業」的目標。

什麼是「快速檢測磷酸根之離子選擇性感測晶片」,中興大學生機系吳靖宙特聘教授表示,簡單來說,就是開發手持輕便檢測裝置,透過「磷酸銅與離子選擇膜」作介面,發展適用農業土壤快速檢測的晶片,專一性分析土壤中的磷酸根離子濃度,來發現土壤物理、化學及生物性質的差異。

當然,能獲得「未來科技獎」,「友善環境」及「永續經營」是重要目標,類似「快速磷酸根離子檢測」這一類的可攜式檢測裝置,可以在田間快速的發現,作物生產不好,是農田水澆灌太多?土壤過度壓實?還是化學肥料施肥過度?農藥不當使用?或者是配方錯誤等問題,透用科技找出原因,對症下藥。例如在南投名間的茶園,就協助農民發現茶園澆灌系統,根系橫向生長無法深根的原因,或是不想讓茶樹開花要如何控管土壤裡的磷及有機物、微生物,這時都能應用這類檢測裝置。土環系教授賴鴻裕進一步解釋,過去茶葉這類的經濟作物,傳統分析法往往就耗去半個月以上的時間,以三個月的生長期,茶農發現作物生長問題,往往要等明年才能改善,但明年又有新的變數。「快速磷酸根離子檢測」,可以協助診斷專家盡快排除或確定是否因施肥失當,或還有其它影響因子,讓茶葉品質穩定且提升生產量。他表示,有志於農業的青農有了科技當後盾,更能產學共創優質農業,讓臺灣土地的「綠鑽石」發光。團隊計畫主持人申雍教授指出,這次獲得未來科技獎的「快速磷酸根離子檢測,是中興大學農資學院目前建構的「專家系統」大計畫的其中一項,未來要達成「快速」、「精準掌握土壤狀況」及「準確控管」,不再分科各自為政,結合各科專家知識並且雲端數位化,協助解決作物田間管理的複雜性問題。

臺灣有70%淡水資源都使用在農業用途,但目前廣泛使用的植物保水劑材料是從石化原料、具有毒性,人們透過食物鏈把聚丙烯醯胺影響人體神經與生殖系統,森林系陳奕君教授以「再生性材料纖維素衍生物」作為原料,開發出在農業應用上的「甲基纖維素水膠」作為保水劑,添加鉀鹽後,使溶液在室溫環境轉變為膠狀,在,除了增加生質材料使用率,取之於自然的材料最終回歸到土壤中。

陳奕君教授進一步解釋,膠狀型態的保水劑,外型像果凍,製作時若加進肥料、農藥或抗菌成份,使用時緩慢釋放,用於農業土壤保水、肥料和其他活性成份控釋,避免水份直接流失、降低污染,增加土壤的保水保肥能力,實際在盆植實驗使用時發現,它還可以調控土壤保水、化學及物理性質,讓植物根系長得更好。重點是這種天然無毒的「甲基纖維素水膠」,保水性優於目前市面上傳統的保水劑。但大家的問題是「成本」?目前現在成本落差到約為二至五倍,臺灣纖維素處理技術及相關產業都非常成熟,大量生產可以降低成本,且在高價值作物上使用有一定經濟效益。目前全球土壤改良劑的市場高達數億十美元,除了原本的保水功能,加入添加物衍生的商機也十分可觀。而這項產官學合作的保水劑研發,也獲得今年科技部「未來科技獎」,陳奕君教授表示,感謝科技部肯定,也鼓勵研究學者和產業夥伴共同改良農林業的資材,善用天然材料,創造農林新智慧和價值,讓人們吃的安心健康,達到友善環境和材料永續利用的目的。

臺灣是ICT資訊及通訊科技大國,在智慧農業技術發展上有其優勢,中興大學農資學院結合了農、生、理、工管院,應用田間感測、無人機及防範極端氣候預警設備應用,提供「精準農業」的環境與技術支持,讓農業能「友善環境」、「永續利用」,未來的相關衍生產品及技術更是商機無限,也提供臺灣企業一個新的發展方向。

 

影片連結

快速檢測磷酸根晶片 【農資學院申雍教授, 吳靖宙特聘教授, 賴鴻裕教授】https://www.youtube.com/watch?v=pO8vOAt8370

智慧型纖維素水膠在農業上之應用【農資學院陳奕君副教授】https://www.youtube.com/watch?v=cMwLcDKMrLI&t=4s

 

興大森林系陳奕君教授(左)以「智慧型纖維素水膠在農業上之應用」榮獲「未來科技獎」,與興大農資學院詹富智院長(右)合影。

興大森林系陳奕君教授(左)以「智慧型纖維素水膠在農業上之應用」榮獲「未來科技獎」,與興大農資學院詹富智院長(右)合影。

由中興大學農資學院申雍教授、賴鴻裕教授與吳靖宙教授團隊的「快速檢測磷酸根之離子選擇性感測晶片」,榮獲「未來科技獎」。

由中興大學農資學院申雍教授、賴鴻裕教授與吳靖宙教授團隊的「快速檢測磷酸根之離子選擇性感測晶片」,榮獲「未來科技獎」。