農業技術要創新多元 迎戰極端氣候

汪中和 / 中央研究院研究員 2020/01/08 16:12 點閱 2328 次

中央氣象局預報今年第一季的氣溫是偏暖或正常,而雨量則是偏少可能性高。換言之,今年多半仍然會是一個暖冬,與全球暖化的大趨勢吻合。去年臺灣經歷了既高溫又乾旱的冬季,嚴重影響山坡地果樹類作物的生長,也加劇病蟲害的繁衍肆虐;隨後豐雨期的豪大雨,又影響中南部地區的蔬菜生產,顯示氣候極端變化衝擊我們的農業甚深,也是全世界都正面臨的威脅。

農業解方垂直農場

為了降低氣候極端變化對農業的影響,有許多新穎的創意紛紛出籠,為穩定的生產提供解方。其中「垂直農場」(又稱「室內農場」)就是很吸睛的新時尚產業。「垂直農場」主要是利用能源密集型的生命支援系統,配合環境控制(溫度、濕度、光照)與施肥技術,在室內的層層疊疊環境(集裝箱)裡,種植食用或藥用的植物。

由於「垂直農場」不受天候的影響,高效率使用有限的土地,憑藉著高科技的人工照明及精準種植管理,不但減少化學肥料及殺蟲劑的使用,循環利用水資源,還可以連續生產;此外,種植位置可以鄰近餐廳或超市,降低運送食物的里程,是很理想的方案。但是凡事有利也有弊,「垂直農場」有一些限制與代價。

成本高客源少

首先,建構「垂直農場」系統的成本較高,在美國一個集裝箱的成本等同一塊4千平方公尺的優質農地,要有雄厚的財力才能投資經營,不是一般農民可以負擔的;並且農地還有隨時間升值的可能,而一個金屬的集裝箱只會因材質劣化而逐漸貶值。再者,目前「垂直農場」生產的蔬菜價格相當昂貴,是有機蔬菜的兩倍以上,因此這類食物的客源主要是提供收入較高的有錢人享受,不是預算有限的一般家庭可以負擔得起的。

第三,有規模的「垂直農場」會耗用大量的能源和材料來製造及運作集裝箱的種植,對能源有限又成本高昂的地區(如臺灣)來說,不但增加能源的需求,也排放更多的溫室氣體。當然,如果使用再生能源(如太陽能)供電,就可以大幅降低能源需求及碳排放的衝擊。

農業智慧產銷網路

最後,「垂直農場」有一個關鍵的弱點,就是許多作物在人工條件下難以正常生長。雖然集裝箱的LED燈能夠提供光合作用所需的特定光譜,可是植物還是需要其他的光與熱促進發育;此外,許多作物需要自然的風力以發育高大、結實的莖,在收穫前需要一點關鍵的重量協助生長,這些都是人工環境難以達成的條件。因此,「垂直農場」只能種植簡單、重量輕的綠色植物,無法提供更多樣的選擇。

「垂直農場」的案例提醒我們,面對氣候變遷的衝擊,每樣解決方案都有先天的限制與弱點,農業需要更多的創新與多元的開發途徑來解決面前的艱苦挑戰。以有限的政府的資源,重點開發灌溉的新技術,更環保的養殖系統,做好土壤的養分及鎖碳管理,循環利用水資源與農業廢棄物,建立健全的農業智慧產銷網絡,是我們真正實惠的策略。