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在家巡田水!智慧監管系統 水稻生產省水省力

資料來源:國立中興大學生物產業機電工程學系

「我嘜來去巡田水囉!」對務農的人而言,這句話耳熟能詳。臺灣水稻栽種雖已全面機械化,但是最耗費人力的灌溉作業,還是得靠人工配合,其中巡田工作更占2/3比例的人工。由於農村人口老化,水稻田的灌溉成為農村人力很大的負擔,再加上田間栽培環境監控,以及灌溉水資源利用的管理不足,只好大多採取漫灌的方式。面對氣候變遷帶來水資源缺乏的壓力,以及巡田水的大量勞力需求,農業試驗所與中興大學生機系合作建置「智慧水田監控管理系統」,透過一支手機,不論晴雨冷熱,農民在家就可以巡田水、控制水閘門進行灌溉管理,省時、省力又省水。

本系統結合水田傳感器、物聯網、資通訊科技、手機APP及自動供水管理硬體,使灌溉可以智能化,提高用水效率。藉由在田間建置自動水閘門、水田傳感器(由日本引進)、田間挈動器、資訊傳輸設備及管理決策平臺等,在水稻生育期間,將水田傳感器設立於田間,可進行水位、水溫及氣溫等環境監測,並將資料傳送至數據收集裝置,再經由網路及行動裝置傳送給農友、管理者或決策平臺。如果想要種出好吃的米,就必須要有好的生產紀錄,配合農民的需求,還可組裝更多感測元件,及整合應用平臺,從而擴大田間數據之收集,累積分析田間環境大數據,建構更好的水稻生產管理決策平臺,幫助農民生產低成本、高品質的稻米。

透過這個系統,農友可隨時隨地進行田間水位監測,透過手機APP簡單的介面及4G,遠端遙控水閘門、抽水機,不但在家就可以巡田水,有效節省巡田人力60%以上,並且提高水資源利用效率。以示範觀摩場域 - 水菱有機農場為例,搭配進行乾濕交替灌溉(Alternate Wetting and Drying, AWD)栽培方法,可省水灌溉34.7%,若配合缺水型態執行稻作強化系統(System of Rice Intensification, SRI)淺水管理,可節省25%以上的田間灌溉用水量,水生產力還可以是CP(慣行農法)的3至6倍。

目前水田感應器的資訊傳輸模組可傳輸的距離,空曠地區可達10公里範圍,最多可連接100支水田傳感器,也就是說,每套最多可同時管理100個田區,再結合自動供水設備及控制系統、監測平臺等。未來農民在家透過一支手機就能遠端巡田水、搖控水閘門,將可大幅減輕農村缺工的問題。如果進一步推及全國水田,根據苗改場初步估計,每年大約可省下2.1億噸水量,進而減緩氣候變遷所造成的乾旱威脅,讓農民放下缺水的恐慌。

未來,夏季酷熱中頂著大太陽、冬季嚴寒中冒著風霜辛勞巡田的情境不見了,民眾對務農是既低薪又辛苦的印象也將改觀,從而吸引更多青年返鄉務農,疏緩農村人力老化的問題。

圖1、智慧水田監控管理系統架構圖。圖1、智慧水田監控管理系統架構圖。
圖2、建置於水田的傳感器外觀及資訊傳輸模組。圖2、建置於水田的傳感器外觀及資訊傳輸模組。
圖3、建置於水田的電動水閘門及控制模組。圖3、建置於水田的電動水閘門及控制模組。
圖4、手機APP取得水位、水溫、氣溫、濕度及位置等即時資料。圖4、手機APP取得水位、水溫、氣溫、濕度及位置等即時資料。
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