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AI助力復刻採茶姑娘一心二葉好滋味

往日茶山上最美的風景是一群頭戴著布巾包起的竹笠,雙手套著碎花袖套,辛勤摘茶的採茶姑娘們,然而此情此景已不復在。採茶需要長時間站在太陽下,背著竹簍彎著腰穿梭在一叢叢茶樹間,非常辛苦。根據行政院農業委員會茶業改良場2014年調查(簡稱茶改場),茶產業目前最缺工的環節為生產栽培過程中手採茶菁佔87%,其次為製茶佔5%。由於人口外流、勞動力老化及工資上揚導致僱工不易,缺工問題急待突破。此外,亦需與氣候變遷等大自然力量相抗衡,因為茶菁採摘時機會影響茶葉品質,茶樹在生產栽培過程中,只要能掌握氣候變化條件,便能有效預測與掌握茶菁產期,進行精準管理。

 

因應缺工與氣候變遷等問題,茶改場自106年起投入研發人力與輔導資源推動「智慧農業計畫」,積極發展智慧化茶園管理技術,並與國內最大茶廠台灣農林公司合作,於屏東老埤農場茶葉基地(約500公頃)建立示範場域,目標是實現茶園栽培精準化,透過人工智慧預測最適採收期,並引進乘坐式採茶機進行機械化採收,填補人力需求外,亦提升茶葉品質與產量。

 

真正影響茶葉品質的重點和「採收時間」有高度關係。有好天氣才有好茶,遇到好天氣,茶農趕著採茶,早採、晚採都不佳,缺點是露水多與陽光不足,採收後還須盡快將茶運到製茶廠進行室外(日光)萎凋工作,加工製成的茶才不易有苦澀青草味。

 

茶改場至107年度於全國各茶區(包括低、中、高海拔地區)設置共26處微型氣象站,應用感測器與物聯網技術,蒐集氣象資訊,並調查茶樹生長趨勢,建置大數據資料庫,透過人工智慧深度學習後,可依不同茶區之茶葉生產週期(約42~50天為一產期),建立茶葉產期預估與預警模式,透過手機即時提供茶園調適措施,改變以往都是憑經驗判斷何時該灌溉、施肥及採茶。現在什麼樣的溫濕度、土壤肥力、含水量等都可透過手機一手掌握,使茶葉生產栽培各階段作業(灌溉、施肥、噴藥、剪枝、採收)更精準化,如此生產的茶葉整齊度趨於一致,搭配採茶機於最佳採收期採收的茶葉,可比擬採茶姑娘一心二葉的好品質。

 

圖1、茶園微氣象觀測站與及時顯示系統示意圖

 

而台灣每年進口商用茶約3萬噸,人民對國外進口茶葉之農藥殘留存有疑率,欲補足商用茶缺口,採大面積種植,並以機械取代人工採茶是台灣必走的道路。而人工採收成本約每台斤茶菁50~70元,以老埤農場1天可產出100噸茶菁,就需要投入1,000人來採收,其人力成本相當可觀!茶改場適時導入乘坐式採茶機,一台採茶機可取代300~400人,有效紓解找不到人來採茶的困境,除節省龐大的人力成本支出,亦大幅提升茶園經營效率,同時也讓國人更安心飲用來自國內生產的優質茶葉。

 

圖2、乘坐式採茶機運作情形

 

由於國內多以小農為主,現有小面積耕作模式,生產效率低,茶葉品質差異大,茶改場研發此套智慧化茶園管理技術,可提供產茶關鍵成功參數給契作小農,透過農企業帶動周邊衛星契作農場,推行大面積集團智慧化生產經營,形成智農聯盟,使小農也能產出品質均一的好茶葉。

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