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98年10月(208期)

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農業科技大未來-立體農業簡介


科技處 陳昌岑

壹. 前言

  長久以來,農業是最基本的養民產業,可提供人民溫飽的食物,同時還有生態及休閒的功能。此外在社會層次上,更可以在不景氣時提供都會區從事工商業的人們返鄉就業的依靠。傳統農業生產就是靠天吃飯,如果風調雨順的話,產量就會大豐收,消費者歡喜的是可以吃到便宜的農產品,但卻是菜賤傷農。但若氣候異常的話,又會讓農民的辛苦付諸流水,造成農家收入不穩定,消費者亦須多花錢才能買到民生必需品。現在全球面臨氣候暖化所帶來的自然災害頻傳,連帶影響到病蟲害發生的時點與密度,亦加深消費者對農產品農藥殘留的疑慮;高冷地的農業活動對水土保持的影響與檢討,在在讓台灣傳統農業面臨著許多環境的變數與考驗。

  電影侏儸紀公園的片尾秀出: 生命自會找到出口,產業的發展也是一樣,為了減少氣候的影響,傳統以土地生產的農業進入到應用設施生產。為求穩定的周年生產,設施農業再進化成環控農業,透過對植物生理的了解,利用科技打造出適合作物生長的環境,但這些目前都還是得在鄉間進行,因為只有在鄉間才能有足夠的土地面積進行大規模生產。然而,隨著科技的進步,誰說農業生產只能在遠離都市的鄉間進行?現在有種趨勢已然成形,而且悄悄蔓延,農業生產亦開始向都市邁進,以下介紹的植物工廠、垂直溫室以及豬城市便是很好的例子!

貳. 日本-地產地銷的植物工廠

  前一波的金融危機先進國家無一倖免,而日本在經歷了失落的 10 年之後,面對此波金融海嘯,許多企業不得不調整生產策略,有的選擇減少生產線,有的企業卻在危機中嗅到了轉機。雖然在一片不景氣當中還是要填飽肚子,而且消費者對於農產品購買的趨勢是朝向買的安心、吃的放心,所以不僅要求要新鮮,還要無農藥殘留,最好是有機栽培。但是傳統有機栽培會面臨到一個問題,那就是作為生菜沙拉食用時,有可能會出現生菌數過高或超過標準值的現象。而腦筋動得快又具消費潔癖的日本人,於是想到了一個好法子,可以同時解決閒置的廠房和消費者的要求。

  前陣子吸引全球媒體目光焦點的新聞-麻生太郎首相參觀位在千葉縣松戶市的「植物工廠」,這是一個位於大樓的閒置空間,利用 LED 和水耕的方式,完全用電腦控制溫度、濕度、光線及二氧化碳濃度等生產出無農藥的蔬菜,優點是在控制的環境下蔬菜長得快又好,因為與外界隔離沒有病蟲害的問題,所以無需使用農藥,同時還可以全年生產,因此,植物工廠可以提供消費者食的安全、安心的蔬菜,這種室內農業的先端技術是由一家名為「未來(みらい)」的公司所開發, 2008 年 5 月這家公司率先在日本位於南極探險基地設置了「室內蔬菜工廠」,提供生鮮蔬菜給長年居住在南極的工作人員食用。 目前在日本,全國有 49 個這樣的植物工廠,預計 3 年後,工廠建置成本有望降到目前的三分之一,屆時植物工廠的數量可望增加 3 倍。同時日本政府為鼓勵民間業者投入植物工廠,打出 3C ( Clean 、 Cool 、 Clear )的口號,提供有心投入植物工廠的民間業者投資額一半的補助,期盼促進植物工廠的普及,並吸引年輕世代投入,為農業注入新活力。

參. 瑞典 -都市垂直溫室種蔬果

  在北歐地區也有同樣的趨勢,在都市裏發展農業。但在寸土寸金的都市如何進行農耕呢?與 pig city 和植物工廠有異曲同功之妙,那就是興建垂直溫室。來自法新社本( 2009 )年 6 月 5 日 的消息,瑞典 Plantagon 公司設計開發出一個圓形的玻璃溫室,裡面是螺旋狀的建築,在螺旋狀的 1 樓播下番茄種子後,等到 30 天後轉到頂樓時就可收成了。

  在擁擠、寸土寸金的城市中興建垂直溫室來栽種有機蔬果,或許在不久的將來就可以實現。雖然垂直溫室目前僅是構想,但負責開發此案的 Plantagon 副總裁哈瑟( Hans Hassle )接受「法新社」訪問時提到:在未來數十年,全球 80 % 的人口會住在城市,由於缺乏農地,加上消費者已開始要求降低或減少農產品「碳足跡」之哩程數,在都市環境栽種蔬果的需求將會提升。有了垂直溫室,都市的消費者每天都可以享用新鮮的農產品,同時還可以降低農產品因運送及貯藏所增加約 70 % 的成本。

肆. 荷蘭 - MVRDV 建築團隊的前衛設計概念- Pig City

  MVRDV 於 1993 年成立,是一個前衛的荷蘭建築團隊,關注大都市因腹地不足以及人口稠密的問題,常利用積木般堆疊或是彎折的造型,設計出符合人們生活所需的空間,作品中有實際也有發想,而發想的空間,卻是經過精密複雜的數據演算而來,豬城市的設計便是其中之一。

  豬肉是荷蘭重要的外銷農產品,但豬隻的飼養卻需耗費很大的土地面積以種植所需的穀類及牧草,若是一般傳統以 50 %配合飼料+ 50 %天然穀物的養殖方式,需要荷蘭國土的 32 %;若是以 20 %的廚餘取代天然縠物,則土地需求降為 15 %,若是以百分之百純有機方式養殖的話,則全國 75 %的土地都要做為養豬之用。這對低地國來說是再嚴重不過的事了。 1999 年當時荷蘭人口數為 1,550 萬人,豬口數卻有 1,520 萬隻,而不時有的豬瘟及口蹄疫爆發的威脅,加上汙染及異味等問題,並且歐洲許多國家法律都規定,豬的飼養地必須距離人住地至少兩公里。

  MVRDV 早在 2001 年 提出在都市中心旁建造「豬城市」,以垂直建築的概念,將豬隻集合在高樓裡飼養,以合宜的建材解決汙染和味道的問題。 MVRDV 透過精確的資料分析及數據演算,設想荷蘭當時現有出口及內銷所需的豬肉量,為降低運輸時對豬隻造成的緊迫及傷害為出發,發想設計出一個立體養豬塔,高 622 米,包含了 1 樓為 8 米高的屠宰廠、 412 米共 40 樓層的垂直豬廠,每一樓層的面積即是經濟養殖規模,加上其他排泄物、沼氣處理廠,飼料處理廠等空間。這樣的養豬塔內銷用總共要搭建 32 座,若含外銷則需要 44 座,而且可以矗立在港口邊,快速進行外銷集運。

  這原本只是概念發想,而在今年( 2009 )有位居住在海牙鄉間的太太,想帶著她的 400 頭豬,搬到海牙市中心。礙於法律規定,豬不能住到市中心,於是,這位太太向海牙市政府尋求協助,最後找上 MVRDV 為她設計,因為豬只有 400 頭,所以目前的空間設計只需一層樓,屋頂會以透明的隔臭玻璃來建造,從外頭就可以看到,亦可讓歐洲重視人道動物權的消費者認同與一新耳目。

伍. 未來展望

  面對現今土地面積愈來愈珍貴以及因應各種天然氣候變化,協助農民更有效的利用農地提高產量,或是抵抗異常的天象減少農作損失,正是農政單位當務之急 。 農業生產朝向設施栽培已是必然,本會的各試驗改良廠所均積極研發與協助農民進行設施栽培或養殖,本會亦委託工業技術研究院針對農業大國荷蘭和日本, 研析其政府如何輔導與協助以溫室生產為主的花卉業者進行環保節能減碳生產之策略與具體措施,同時並調查其國內溫室設備業者開發環保節能系統之現況,藉此 協助本會擘劃台灣農業於節能 發展 的未來性。另外在嘉義大學的領軍下成立節能輔導團,結合學者 、 農業及工業技術的專家,將 優先針對國家花卉園區及蘭花生物科技園區進駐業者之溫室,進行溫室結構及能源使用之分析、建議與改善,希望近期就對農民能有直接的助益。

  遭逢莫拉克颱風肆虐 台 灣中南部,依據目前統計已造成 台 灣農漁業災害損失幾達 146 億元,為農業史上第 2 高農損,面對全球氣候變遷新世紀的台灣國土規劃亦需有新思維。或許運用日本植物工廠 、 瑞典垂直溫室與荷蘭 pig city 的生產模式概念,不只農作物,連畜產和水產養殖,都可以讓我們重新思考將農業生產模式朝向較不易受天然災害危害嚴重的都市近郊挺進,同時亦符合減少碳足跡的消費呼籲,未來農業生產朝向立體化、更有效率的應用自然資源應是未來的趨勢!

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