中興大學農資學院2團隊 拿下2021未來科技獎 躍進新世紀

中興大學農資學院2團隊 拿下2021未來科技獎 躍進新世紀
【大成報記者蕭宇廷/臺中報導】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。由興大農資學院教授申雍、賴鴻裕與吳靖宙團隊的「快速檢測磷酸根之離子選擇性感測晶片」,拿下第四科技部主辦的第五屆「未來科技獎」;森林系副教授陳奕君的「智慧型纖維素水膠在農業上之應用」,同樣獲得今年科技部「未來科技獎」。而兩者在友善環境農業上都具功效,未來市場商機頗為龐大。

興大農資學院院長詹富智指出,200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,可供「農業永續及保護」的科技研發尤其重要。這次2個團隊獲得「未來科技獎」的殊榮,是對實踐這個目標的一大肯定。

而傳統上,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。興大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,可以現場20分鐘快速確認並發現問題。

申雍透露,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。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與技術,現階段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。

至於,什麼是「快速檢測磷酸根之離子選擇性感測晶片」?吳靖宙表示,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」當介面,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,以發現土壤物理、化學及生物性質的差異。

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?或者是配方錯誤等等問題,並經由科技找出原因,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3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」,可以協助診斷專家儘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。他提到,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。

申雍則不諱言,這次獲得未來科技獎的「快速磷酸根離子檢測」,是興大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。

此外,由於臺灣有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提煉、具有毒性,人們透過食物鏈導致聚丙烯醯胺影響人體神經與生殖系統;陳奕君更以「再生性材料纖維素衍生物」做為原料,開發出在農業應用上的「甲基纖維素水膠」當做保水劑,添加鉀鹽後,使溶液在室溫環境轉變為膠狀,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。

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