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【專題報導二】提升作物生產安全的智慧型害蟲監測系統
文/圖 行政院農業委員會動植物防疫檢疫局 邱安隆技正
國立臺灣大學 江昭皚教授、廖敏勝博士生
前言
近來民眾對於食安問題日趨重視，若經檢驗單位抽驗出不合格蔬果，恐又會造成新聞事件，影響消費者購買的意願及蔬果價格的跌落。在這樣的環境氛圍，行政機關農委會防檢局(簡稱本局)與臺灣大學研究團隊合作，利用物聯網技術開發「智慧型害蟲監測系統」，透過與中興大學、嘉義大學、農委會臺南區農業改良場及高雄區農業改良場等機關的實地驗證，可精準預測果實蠅族群數量，並進行預警及防治等工作，有效控管作物生產安全，本項智慧型害蟲監測系統受到英國廣播公司(BBC)及美國探索頻道(Discovery Channel)等國際媒體採訪報導，該研究團隊並於104年移至美國夏威夷進行試驗，且已接獲多國洽詢，期能進行產品銷售或將系統機組技術轉移。
臺灣果樹的第一號公敵：東方果實蠅
臺灣芒果種植面積約1萬6千公頃，年產量約17萬公噸，產值逾新台幣60億元以上，主要產區位於臺南市、屏東縣及高雄市，除了供應內銷，也是我國輸往日韓等國的重要鮮果。倘若果園管理不當，東方果實蠅等重要病蟲害易滋生並危害果樹，另一方面，果農若不當使用農藥，將危及消費者食用安全及消費信心。以東方果實蠅為例，雌蟲會產卵於果實，待蟲卵孵化後幼蟲會蛀食果肉，致果實腐爛掉落，失去原有的商品價值，如何以省工且精準的方式進行該蟲之預測，成為近期果樹管理上的重要的課題。
智慧型害蟲監測系統之應用
人工式的蟲害監測需要大量的人力資源，而且因為不易及時獲悉田間蟲口密度，讓害蟲偶有發生危害作物之虞，爰此為增加監測資料同步性與節省人力資源，本局與臺灣大學、中興大學、農業試驗所及臺南區農業改良場與高雄區農業改良場所組成的研究團隊，已運用物聯網(Internet of Things, IoT)技術開發一套智慧型害蟲監測系統，可取代過去傳統人力監測病蟲害的方式，並即時蒐集田間的環境參數(氣溫、相對濕度與照度)與害蟲數量，透過簡訊傳輸至資料庫。目前本局已於104年架設5處假臺南市南化區一處芒果園佈置一套智慧型害蟲監測系統(圖1)，由六套智慧型害蟲誘捕裝置與一臺資料匯集器所構成。本監測系統所得資料可由時間、雨量與農藥噴灑時間，比對分析東方果實蠅蟲數密度較高的時段，藉由此方法可提供農民確切的數據來判斷此時是否及時進行防治工作，讓農民精簡使用農藥，並降低農民耕種成本及提昇鮮果品質。
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圖1、智慧型害蟲監測系統於臺南市南化區芒果園建置情形 |
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藉由智慧型害蟲監測系統，可利用收集的監測資料(如圖2)進行比對分析，並量化防治效果。此套系統於2015/4/1開始運作，第一次偵測東方果實蠅數量明顯於4/4至4/6上升，而在2015/4/18的果園實地勘察，大部分的芒果皆生長到約雞蛋大小(長寬約60 mm X 30 mm)，而蟲口數亦快速上升。依農民所提供的用藥紀錄及感測資料，在第一次用藥前(4/22)，已發現蟲口數開始上升，而農民使用防治東方果實蠅的第滅寧水懸劑，東方果實蠅數量下降並維持了一周左右，至5/1蟲口數又明顯上升，5/3使用芬殺松乳劑，至5/7害蟲又逐漸上升，農藥效果持續約4天。另智慧型害蟲監測系統亦可將每日的蟲數依時段做統計(如圖3)，從累積蟲數變化曲線發現害蟲是規律出現的，尤其是在每日上午5時至8時蟲數上升最明顯，另下午4時至6時蟲數也有微幅增加，由此可推論出東方果實蠅的出沒規則，俾利防治之參考。
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圖2、東方果實蠅數量與防治工作關係圖(2015/4/1 ~ 5/19) |
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圖3、東方果實蠅數量全日段累積圖(2015/6/12 ~ 6/24) |
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在為期四個月的蟲口密度監測實驗與調查，智慧型害蟲監測系統共收集19,012筆感測資料與農民防治東方果實蠅的施藥紀錄，目前獲悉施藥可短暫的控制東方果實蠅的密度，且農藥的藥效可持續4到6日。藉由蟲數變化更能證明此監測系統的準確性與可依賴性，另由數據資料運算，即時通知農民較佳的用藥時機，可有效達到防治成效並減少果實蠅之危害，以提高消費者購買意願及增加農民收益。
未來展望
藉由智慧型害蟲監測系統確認東方果實蠅的蟲口密度變化及出沒規律，經資料系統分析，期能擬定東方果實蠅的最佳防治策略。未來本局也將持續評估規劃於作物生產專區(或稱為集團產區)架設智慧型害蟲監測系統的可行性，藉以提升蟲害發生風險估測之涵蓋率，此將有助於疫情管理及作物生產安全的維護。
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