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【田間對話】氣候變遷下的田邊觀察,科技能如何成為農民的氣候防護網?

2026.09.16
圖片 - 亨利
文字 - 編輯部
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圖片 - 亨利

氣候變遷正在改變農民熟悉的農作節奏。夏天來得更晚,高溫卻更加猛烈;原本依循季節安排的播種與採收時間逐漸失準,極端高溫、鹽害與病蟲害也讓小農面對更多難以預測的風險。當氣候變化的速度超過作物自然適應的速度,農業究竟該如何應對?

在臺北市客家文化主題公園舉辦的「田間對話:氣候變遷下的農業解方」,重新扣問,當面對變得愈來愈難預測的氣候,農業需要多少控制與支持。

與其從實驗室裡想像農業需要什麼,這場跨界對話更聚集農民、學者、生技產業與高中生研究團隊,直接地從田間經驗出發,看高中生團隊提出的微型生物反應器,及第一線農友對氣候異常的觀察,再到自然農法與產學研各自提出的解方。

從田邊出發的科技防護網,高中生也能盡一份心力

面對全球超過半數農田正面臨升溫與熱壓力威脅的嚴峻現實,GEMS Taiwan 高中生團隊將視角聚焦於台灣佔據九成以上的小農族群。小農承擔了台灣大部分的農地耕作,但在面臨高溫、鹽害與病蟲害時,往往因資源有限而缺乏抵禦能力。儘管市場上存在生物保護劑等資材,但器械的高昂成本與操作上的難度,始終是小農難以跨越的門檻。

為此,高中生團隊提出了名為「RELEAF」的微型自動化生物反應器專案。這套系統直接安裝於田邊,結合了感測器與 AI 預測模型,能夠即時監測高溫、鹽度等環境逆境。當系統預測到作物受壓風險超過臨界值時,會自動開啟特定綠光,活化反應器內部的工程菌株,現場合成並釋放出如 ACC Deaminase(ACCD)等具有抗逆境功效的胜肽保護物質。

反應器內部物理性阻隔設計
反應器內有物理性阻隔,確保工程菌被牢牢困在設備內部,僅讓合成出的保護劑隨灌溉系統輸送到作物根部或葉面。

實際運行上更規劃,讓農友可藉由提供稻稈至農會換取折扣,或由農會統一購置反應器,作為區域共用設施。此外,團隊同時開發了 LINE「農友助手」平台,整合 AI 病蟲害診斷、氣象警報與農友日記,嘗試以輕量化的數位服務貼近農友需求。

實驗室對照組測試結果
在實驗室對照組測試中,經 ACCD 保護劑處理的阿拉伯芥,在鹽逆境下的根長延伸與葉面積發育皆顯著優於未處理組,證實了其及時修復損傷的潛力。

當季節失去準頭,第一線農民看見的氣候變化

現場兩位第一線農友也帶來了來自務農時最真實的第一線觀察。

來自宜蘭耕作八分水稻與五分半果樹的農友黃正豪指出,近年宜蘭最明顯的變化是夏天越來越晚到,但高溫卻急劇飆升。以今年水稻為例,前期營養生長期因天候異常拖長至八十天人才初穗,但隨後關鍵的生殖生長期(稻穀充實期)卻被極端高溫壓縮至僅五十天就被迫收割。作物尚未充分累積養分便急促成熟,導致整體產量顯著下滑。

新北鶯歌從事網室多樣化有機蔬菜栽培的農友秦瑋恩亦有同感。秦瑋恩表示,過去到了暑假結束便開始準備換季播種,如今到了十一、十二月卻依然高溫酷熱。高溫延長導致播種時間大幅延後,過往十月已有八成農地完成定植,如今僅剩兩成,整個作物的產期與市場價格秩序被完全打亂。

農友論壇交流畫面
農友黃正豪(左)與秦瑋恩(右)從耕作實務,提出最直接的疑問與挑戰。

回到智慧農業在實務上的挑戰,黃正豪指出,小農為了避險與維護生態平衡,通常會在同一塊田區內栽種多樣化作物,因此 RELEAF 系統需考量在單一設備下,同時分析並應對多種作物的不同逆境需求的能力。秦瑋恩則直言,職業農友的核心訴求是「好用、快速、好操作」,專案中所使用的「基因工程菌」,在有機栽培驗證法規上是落地時必須考量的現實問題。

不能只吃止痛藥,工程直覺與生態直覺的拉扯

除了實務操作的考驗,幸福農莊的黎旭瀛醫師則從醫療與自然農法的雙重視角,將科技過度介入農業比喻為臨床醫療中的「止痛藥現象」——當患者頭痛時,多數醫生選擇立刻開立止痛藥緩解症狀,卻鮮少探討患者的生活型態或身體究竟出了什麼根本問題。

過度的人為保護與營養補充
黎旭瀛點出,過度的人為保護與營養補充,可能會削弱作物原本適應自然環境、向上扎根的生命韌性。

黎旭瀛在簡報中呈現了兩種截然不同的思考方式,點出當代農業面臨的核心拉扯:

01 / 工程直覺:追求產量的快速修復
──────
將植物視為機械,核心問題是「如何消滅或控制問題」,往往依賴科技與資材快速解決表象症狀。
02 / 生態直覺:順應生命的自然陪伴
──────
將植物視為生命,人類的定位是「條件創造者」,核心問題是「問題為什麼會出現」,從而尋求根本的生態平衡。

黎旭瀛更分享,非洲尚比亞過去引進了高產的 F1 雜交種子與肥藥資材,在資助期間看似成果豐碩,但一旦資助停止,農民因買不起肥藥而陷入更嚴重的飢荒。後來當地推動自然農法,輔導農友使用在地適應良好的留種種子與無肥無藥耕作,歷經數年後,不僅糧食產量穩定提升,更重新找回了在地消失已久的文化與主體性。

展望智慧農業,認識植物擁有的自然潛能

論壇最終回歸到最核心的提問,「在氣候變遷的巨浪下,智慧農業究竟該不該存在?」

陽明交通大學生物科技系陳文亮教授引述 IPCC 與台灣 TCCIP 的氣候推估數據指出,世紀末台灣年均溫可能上升達 3.4°C,甚至在極端情境下 2060 年台灣將無冬季。陳文亮強調,智慧農業的核心價值絕非強制將科技導入田間,而是透過 IoT 感測與 AI 模型將農民經驗數據化,實現致災風險的提前預警。

陳文亮教授講評
陳文亮對高中生團隊的創新給予高度肯定,並建議將專案拆解為「環境監測」與「逆境處理」兩個獨立模組,讓系統在田間應用時具備更大的彈性。

正瀚生技劉命如科長則從產業落地角度分享,產業界已可以利用羽毛等農業廢棄物萃取多功能訊號胜肽(生物刺激素 HSS),在不增加肥藥的前提下,穩定作物在颱風或高溫逆境下的能量代謝,幫助茶葉、洋蔥與咖啡起死回生並提升品質。

GEMS Taiwan團隊則表示,實驗的初衷並不是讓科技去取代自然或解決一切問題,恰恰相反,團隊非常認同植物擁有龐大的自然潛能。然而,在全球暖化加速、東非小麥產量大跌等極端現實下,許多地區的極端氣候來得太快太猛,作物已經來不及慢慢演化適應。智慧農業期望扮演的角色,是在作物面臨極端逆境而「即將崩潰臨界點」時,用科技去接住漏洞,為小農保住基本的糧食供給與生存收益,隨後再讓作物在穩定的狀況下自然生長。

GEMS 高中生團隊分享
GEMS Taiwan 團隊不畏高中生身分限制,透過更好操作的 APP,以及實際到第一線與農友、民眾對話,逐步研發與實際需求更加接近的農業解方。

而智慧農業究竟該不該存在?這場「田間對話」給出的答案是:智慧農業不應該是凌駕自然、強行干涉的控制工具,而應該是理解自然、精準陪伴的防護網。當自然農法給予我們對土地的敬畏與生態根基,智慧科技則提供了對抗未知氣候巨浪的防禦工具,共同尋求農業發展的未來。

FAQ|氣候變遷與智慧農業解方

Q1:氣候變遷如何衝擊第一線農民的耕作節奏?

極端高溫與季節混亂嚴重打亂了播種與採收時程。

例如宜蘭水稻因氣候異常使營養生長期拉長至 80 天,但稻穀充實期卻被高溫壓縮至 50 天即被迫收割,導致養分累積不足、產量下滑。

有機蔬菜亦面臨高溫延長問題,過往 10 月已有八成完成定植,如今僅剩二成,大幅影響市場供需與價格秩序。

Q2:高中生團隊提出的「RELEAF」微型生物反應器如何運作?

RELEAF 是由 GEMS Taiwan 團隊開發的田邊自動化保護系統,專為降低小農面臨高溫與鹽害的風險設計。

系統結合感測器與 AI 預測模型,當偵測到環境逆境時,會自動開啟特定綠光活化內部的工程菌株,合成並釋放出如 ACCD 等抗逆境胜肽保護劑。

設備設有物理性阻隔確保菌株不外洩,僅將保護液隨灌溉系統輸送至作物根部或葉面;同時搭配 LINE「農友助手」平台提供 AI 病蟲害診斷與氣象預警。

Q3:何謂農業對抗氣候變遷的「工程直覺」與「生態直覺」?

這代表了當代面對農業逆境時的兩種核心思維拉扯。

「工程直覺」將植物視為機械,追求快速消滅問題與修復產量,多依賴科技與資材解決表象症狀(類似醫療上的「止痛藥現象」)。

「生態直覺」則將植物視為生命,強調順應自然與創造適宜條件,尋求根本的生態平衡與作物適應韌性。

Q4:極端氣候下,智慧農業的角色應該是什麼?

智慧農業不應是凌駕自然、強行干涉的控制工具,而應是理解自然、精準陪伴的防護網。

當極端氣候變化速度超過作物自然演化適應的速度時,智慧科技可在作物「即將崩潰的臨界點」提供及時防禦與預警,保障小農的基本收益與糧食安全。


重點摘要

  • 極端氣候破壞作物生長節奏與產量穩定
    夏天延後但高溫加劇,導致水稻充實期縮短、有機蔬菜播種延後,嚴重衝擊小農產能與市場價格。

  • RELEAF 專案提供小農低門檻的生物防護解方
    結合 AI 預測、綠光控光與工程菌株,在逆境發生時自動輸送 ACCD 抗逆境保護劑,並透過 LINE 平台提供輕量化數位服務。 #RELEAF Project

  • 科技介入應避免削弱植物本身的生命韌性
    過度依賴資材如同「止痛藥」,應平衡「工程修復」與「生態自然陪伴」兩種直覺,維持土地長遠的主體性。

  • 產學研多元合作構築極端氣候下的防護網
    透過 IoT 預警、廢棄物萃取生物刺激素(HSS)與微型防護,在極端逆境下接住小農,達到防災與永續共存。 #Climate Resilience
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重要時間軸
 

  • 2026 年 09 月|「田間對話:氣候變遷下的農業解方」論壇於臺北市客家文化主題公園舉辦,跨界探討智慧農業與生態調適。
  • 2060 年(推估)|依據 TCCIP 氣候推估,極端情境下台灣將面臨「無冬季」之氣候挑戰。
  • 2100 年(世紀末推估)|IPCC 預估台灣年均溫可能上升達 3.4°C,農業需加速轉型應對高溫與熱壓力。
     

人物與地點索引
 

  • 組織/團隊
    GEMS Taiwan|開發「RELEAF」微型自動化生物反應器與 LINE「農友助手」的高中生研究團隊。
  • 正瀚生技|利用農業廢棄物(如羽毛)萃取生物刺激素(HSS)促進作物抗逆境之生技企業。
  • 幸福農莊|推廣自然農法與關注作物自然生命力之有機農場。
     
  • 人物
    黃正豪|宜蘭農友,耕作水稻與果樹,提出氣候異常導致生殖生長期壓縮的實務觀察。
  • 秦瑋恩|新北鶯歌農友,從事網室多樣化有機蔬菜栽培,點出高溫延後播種與驗證法規等挑戰。
  • 黎旭瀛|幸福農莊農友,以自身醫師背景提出「止痛藥現象」比喻,倡導自然農法與生態直覺。
  • 陳文亮|陽明交通大學生物科技學系教授,提出智慧農業核心價值在於感測數據化與提前預警。
  • 劉命如|正瀚生技研究員,分享生物刺激素於高溫與颱風逆境下穩定作物能量代謝的應用。
     
  • 核心概念與技術
    RELEAF 系統|結合感測器、AI 預測模型與綠光活化菌株的微型田邊生物反應器。
  • ACCD(ACC Deaminase)|具抗逆境功效之胜肽保護物質,能修復植物在高溫或鹽害下的損傷。
  • 生物刺激素(HSS)|由農業廢棄物萃取之多功能訊號胜肽,可維持作物於逆境下的能量代謝。

本FAQ與重點摘要部分內容經由 AI 輔助整理,並由人工核稿編輯。

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