依據歐盟施行的個人資料保護法,我們致力於保護您的個人資料並提供您對個人資料的掌握。
按一下「全部接受」,代表您允許我們置放 Cookie 來提升您在本網站上的使用體驗、協助我們分析網站效能和使用狀況,以及讓我們投放相關聯的行銷內容。您可以在下方管理 Cookie 設定。 按一下「確認」即代表您同意採用目前的設定。
本報告旨在探討目前在台灣合法允許使用的植物生長調節劑種類與名稱。同時,將深入研究這些植物生長調節劑在台灣智慧農業上的應用,並探討如何利用IOT感測器、數據分析等技術來輔助植物生長調節劑的精準施用。此外,也將評估在智慧農業中,使用植物生長調節劑對提升農作物產量、改善品質以及減少環境影響的潛力;比較不同種類的植物生長調節劑在智慧農業應用上的優勢與限制,並尋找關於植物生長調節劑與自動化施藥系統在智慧農業中結合應用的資訊。最後,將概述台灣針對植物生長調節劑在農業上的管理規範與相關政策。
一、緒論
植物生長調節劑(PGRs)背景
植物生長調節劑,又稱植物激素或植物荷爾蒙,是指在極低濃度下即可影響植物生長、發育及繁殖的天然或合成化學物質 1。這些物質在植物的生命週期中扮演著關鍵角色,從種子萌發到開花結果,乃至於衰老死亡,都受到植物生長調節劑的調控。 植物生長調節劑的使用在農業上歷史悠久,最初的應用主要集中在促進扦插生根等方面,隨著科學技術的發展,其在提高作物產量、改善品質、調節產期等方面的應用越來越受到重視 1。在現代農業生產中,植物生長調節劑已成為不可或缺的工具之一。 植物生長調節劑與傳統農藥不同,後者主要用於防治病蟲害及雜草,而前者則直接影響植物的生理機能 4。值得注意的是,國際上公認的植物生長調節劑主要有八大類,包括生長素、吉貝素、細胞分裂素、離層酸、乙烯、油菜素甾體、茉莉酸類和水楊酸 2。
雖然2提到了國際上公認的八大類植物生長調節劑,但檢索到的研究資料主要集中在生長素、吉貝素、細胞分裂素、乙烯和生長抑制劑等幾類。這可能暗示著在台灣的農業實踐中,這些類型的植物生長調節劑更為常用和重要,因此在後續的報告中應予以重點關注。
台灣智慧農業概況
智慧農業,又稱精準農業或數位農業,是指將資訊與通訊科技(ICT)應用於農業生產,以達到優化資源利用、提高生產效率和農產品品質的目的 5。在台灣,由於面臨勞動力短缺、資源有限以及對環境永續發展的日益重視,智慧農業的發展顯得尤為重要 5。 智慧農業的關鍵技術包括各式感測器(用於監測環境、土壤和植物的狀況)、數據分析平台(用於處理和解讀感測器數據)、物聯網(IoT)技術以及自動化系統(如無人機和機器人) 5。這些技術的應用有助於農民做出更精確的決策,從而提高農業生產的效率和可持續性。
二、台灣現行合法允許使用的植物生長調節劑現狀
法律定義與分類
在台灣,植物生長調節劑在法律上被歸類為「農藥管理法」管轄的農業投入品,用於調節農林作物的生長或影響其生理作用 10。這意味著植物生長調節劑的登記、生產、進口、出口、銷售和使用都受到與傳統農藥相同的法律法規約束。 值得注意的是,植物生長調節劑與肥料和營養液有所不同。肥料主要提供植物生長所需的營養成分,而植物生長調節劑則作為化學訊息物質影響植物內部的激素平衡。然而,市面上部分營養液可能添加植物生長調節劑以增強效果。根據「肥料管理法」管理肥料,而根據「農藥管理法」管理植物生長調節劑。若在肥料中檢測出添加植物生長調節劑,則可能被視為偽農藥 3。因此,使用者在選擇和使用農業投入品時必須格外小心,充分了解其成分和管理規定 12。
將植物生長調節劑在台灣法律上歸類為農藥,對其在農業上的應用具有重要意義。這不僅要求對其安全性與有效性進行嚴格的登記審查,也直接影響了農民可以使用的植物生長調節劑種類。同時,植物生長調節劑與肥料的區別以及可能存在的混淆,也提醒使用者需要仔細辨別和遵循相關法規。
合法允許使用的植物生長調節劑種類與名稱
根據檢索到的研究資料,目前在台灣合法允許使用的植物生長調節劑活性成分主要包括:
- 生長素類(Auxins)
-
- 萘乙酸(Naphthaleneacetic acid, NAA)及其鈉鹽(例如:早生果、美旺果、移植旺、栽培旺),廣泛應用於促進水稻、甘藍、小白菜、番茄等作物移植苗的發根,促進葡萄插穗發根,促進南瓜結果並提高產量,防止梨落果,以及調節鳳梨產期和增加果重 1。
- 吲哚丁酸(Indolebutyric acid, IBA),也登記用於促進發根 1。
- 4-氯苯氧乙酸(4-chlorophenoxyacetic acid, 4-CPA),商品名為番茄生長素,主要用於番茄的著果 1。
- 胺鮮酯(Atonik),商品名為果收生長素,其有效成分包括sodium-o-nitrophenol、sodium-p-nitrophenol、sodium-2,4-dinitrophenol、sodium5-nitroguaiacol,具有類似植物生長素的生理作用,主要用於促進胡瓜生長速率、果實發育及防止落花落果 1。
- 細胞分裂素類(Cytokinins)
- 氯吡脲(Forchlorfenuron),商品名為福芬素或福祿滿多,主要用於促進洋香瓜著果和葡萄果實肥大 1。
- 細胞分裂素(Cytokinin),商品名為喜果精,主要用於促進葡萄花穗生長及著果。該產品的成分為混合之細胞分裂素,大部分屬於類玉米素物質 1。
- 6-苄基腺嘌呤(6-benzyladenine),是混合製劑勃寧激素(gibberellin + 6-benzyladenine)的成分之一,商品名為新巨果,用於改善蘋果的果形及提高蘋果產量 1。
- 吉貝素類(Gibberellins)
- 吉貝素(Gibberellic acid),商品名超過25種,在台灣使用相當普遍,主要用於促進菠菜及芹菜生長,促進無子葡萄生長及增加產量,以及促進梨果實成熟、提早採收期等 1。
- 勃寧激素(Gibberellin + 6-benzyladenine),商品名為新巨果,用於蘋果 1。
- 乙烯類(Ethylene Releasers)
- 乙烯利(Ethephon),商品名為益收生長素,有多種商品名稱和劑型(39.5%和80%),主要用於促進加工番茄、鳳梨、梨及葡萄果實的催色及催熟,以及抑制菸苗徒長 1。
- 生長阻礙劑類(Growth Retardants)
- 矮壯素(Chlormequat chloride),商品名有克美素、美立精、抑美素、矮壯素等,主要用於抑制葡萄枝條徒長及提高著果率,以及促進菊花植株矮化、增大花冠及增進花色 1。
- 多效唑(Paclobutrazol),商品名為巴克素、穩妥當及好採頭,主要用於抑制蓮霧及在來檬果新梢生長 1。
- 抑草生(Inabenfide)、比久唑(Uniconazole-p)、得拉生長素(Kenbyo)也是登記在案的生長阻礙劑 1。
- 細胞分裂抑制劑類
- 抑芽劑(Maleic hydrazide),商品名有抑芽素、益農鉀素、益能素、美能素等,主要用於抑制菸草腋芽發生和蒜球貯藏期之萌芽 1。
在台灣合法允許使用的植物生長調節劑種類繁多,涵蓋了植物生長發育的各個階段。多種相同活性成分以不同商品名存在,表明市場競爭和農民的多樣化選擇。這些植物生長調節劑在促進生長、開花、結果、成熟以及抑制徒長等方面都發揮著重要作用。
管理植物生長調節劑使用的法律框架
台灣管理植物生長調節劑使用的主要法律框架是「農藥管理法」及其相關規定 10。該法對包括植物生長調節劑在內的所有農業農藥的登記、生產、銷售和使用進行了規範。 該框架的一個關鍵方面是農藥登記的要求。任何用於農業用途的商業植物生長調節劑產品都必須在獲得相關主管部門的登記許可後才能合法銷售和使用 2。登記過程需要對產品的有效性、對人類和環境的安全性以及品質標準進行全面評估。 法規還規定了農藥產品(包括植物生長調節劑)的標示要求。標示必須清楚說明活性成分、登記用途、劑量、使用方法、採收前間隔期、安全注意事項和處置說明 11。所有使用者都必須嚴格遵守這些標示說明。 此外,法律框架還包括對用於食用的農產品中農藥殘留設定最大殘留限量(MRLs)的規定,包括植物生長調節劑 13。這些殘留限量由衛生福利部制定,以確保食品安全。農民必須按照標示說明使用登記的植物生長調節劑,以避免超過這些限量。
登記要求和標示指南對於保護人類健康、環境以及農產品品質至關重要。該框架也為監管和執法提供了依據,對違規行為進行處罰。
三、台灣領有農藥登記證的合格植物生長調節劑
植物生長調節劑的農藥登記流程
在台灣,植物生長調節劑要獲得農藥登記證,需要經過嚴格的流程,以確保產品的安全性和有效性。有意登記植物生長調節劑的公司必須向相關主管部門(主要是農業部農業藥物毒物試驗所及農業糧食署植物保護組)提交全面的科學資料。這些資料包括植物生長調節劑的理化性質、毒理學特性(評估對人類健康和環境的潛在風險)、有效性數據(證明其對預期用途的有效性)、安全性資訊(包括對植物的潛在藥害和對非目標生物的影響)以及環境歸趨數據(評估其在環境中的持久性和行為) 12。 提交的資料會由相關領域的專家組成的委員會進行審查,這些專家包括植物生理學家、毒理學家和環境科學家等。專家審查的目的是對植物生長調節劑的風險和效益進行全面評估 12。只有在專家委員會認定該植物生長調節劑符合所有必要的安全和有效性標準後,才會授予農藥登記證。 農藥登記證會明確規定該植物生長調節劑的批准用途,包括可使用的作物種類、建議的劑量、適當的使用方法、使用時間以及要求的採收前間隔期。它還包含必須在產品標籤上註明的重要安全預防措施和警告 11。
台灣對植物生長調節劑的嚴格農藥登記流程,體現了政府對以科學為基礎的管理方法的高度重視。專家審查和廣泛的數據要求確保只有經過充分評估的植物生長調節劑產品才能被批准使用,從而保障農業生產力、環境健康和消費者安全。這種嚴格的流程也解釋了為什麼某些在其他國家使用的植物生長調節劑可能未在台灣登記或合法上市。
已領有農藥登記證的植物生長調節劑種類與名稱
正如第二節所述,在台灣合法允許使用的植物生長調節劑活性成分及其相關產品名稱,均已通過農藥登記流程,領有農藥登記證 1。這些是農民可以合法使用的「合格」植物生長調節劑,前提是他們必須嚴格遵守產品標籤上規定的具體條件。 例如,多種含有萘乙酸(NAA)的產品(如早生果、美旺果)的登記,表明這種生長素被認為對其預期用途(如促進根系發育和防止梨落果)安全有效。同樣,多種不同廠牌的吉貝素產品的登記,也證明了這種植物生長調節劑在台灣多種作物中促進生長和發育的廣泛認可和應用價值。乙烯利(益收生長素)在芒果(歷史上)、鳳梨和番茄等作物上用於催熟的登記,也表明其符合這些特定用途的合格標準,儘管目前在芒果上的使用因殘留問題和缺乏當前批准而受到限制 13。 生長阻礙劑如矮壯素(克美素)和多效唑(巴克素)的登記,突顯了它們在特定條件和應用指南下,在管理葡萄和蓮霧等作物的株高和結構方面的價值。
已登記的植物生長調節劑名單為台灣的農民和農業從業者提供了一個實用的指南,表明哪些物質已被官方批准使用。每種登記的植物生長調節劑的具體用途和限制,如產品標籤上所詳述,對於確保有效和安全的應用至關重要。這種合格狀態意味著這些植物生長調節劑已達到台灣農業環境中有效性和安全性的必要法規標準。
已登記植物生長調節劑的具體法規與指南
在台灣,每種已登記的植物生長調節劑產品都有其特定的法規和指南,使用者必須嚴格遵守。這些資訊主要通過產品標籤傳達,產品標籤是具有法律約束力的文件。農民有義務在使用任何植物生長調節劑產品之前閱讀並理解標籤 11。 標籤提供了關鍵資訊,例如植物生長調節劑可使用的目標作物、建議的劑量或濃度、最佳的使用時間和頻率、允許使用的特定生長階段以及要求的採收前間隔期(最後一次施用和收穫作物之間必須經過的天數) 11。遵守這些指南對於確保植物生長調節劑有效、避免對植物造成藥害以及防止收穫的農產品中殘留過量至關重要。 某些已登記的植物生長調節劑對其使用有特定的限制。例如,某些植物生長調節劑(如菸草和葡萄中使用的抑芽劑)不應與其他農藥混合使用,因為這可能導致不良影響,如效力降低或毒性增加 1。產品標籤通常提供關於與其他產品的相容性資訊。 未經標籤明確批准,通常禁止在作物上或出於其他目的使用已登記的植物生長調節劑。例如,儘管益收生長素(乙烯利)過去曾登記用於芒果催熟,但由於擔心殘留和對果實品質的潛在影響,目前台灣的法規並未批准將其用於芒果 13。違反標籤說明或使用未登記的植物生長調節劑可能會導致嚴厲的處罰。 此外,標籤還包括使用者在處理和施用植物生長調節劑時必須採取的重要的安全預防措施,例如穿戴適當的個人防護裝備(PPE),如手套、口罩和防護服。它還提供了關於正確儲存和處置植物生長調節劑產品及其容器的說明,以最大限度地降低對人類健康和環境的風險 11。
與每種已登記的植物生長調節劑相關的具體法規和指南對於其在台灣農業中的負責任和有效使用至關重要。這些標籤說明基於在登記過程中進行的廣泛研究和評估,旨在最大限度地提高植物生長調節劑的益處,同時最大限度地降低潛在風險。智慧農業技術可以通過實現精確施用和追蹤植物生長調節劑的使用情況,在幫助農民遵守這些指南方面發揮至關重要的作用。
四、植物生長調節劑在台灣智慧農業上的應用
植物生長調節劑與智慧農業系統的整合
智慧農業強調精準、優化和數據驅動的決策,為提升植物生長調節劑(PGRs)在台灣的應用提供了一個強大的框架 3。通過利用各種技術,智慧農業可以幫助農民在正確的時間、以正確的劑量、在正確的地點施用正確的植物生長調節劑,從而獲得更有效和高效的結果。 這種整合的關鍵方面之一是植物生長調節劑的變量施用(VRA)的潛力。與在整個田地中施用統一劑量不同,變量施用允許農民根據田地內不同區域的具體需求調整施用量,這些需求由作物狀況和生長階段的實時數據確定 6。這種精準度可以最大限度地減少植物生長調節劑的過度使用,降低成本並減少潛在的環境影響。 智能感測器在智慧農業中發揮著至關重要的作用,為植物生長調節劑的明智施用決策提供必要的數據。這些感測器可以監測各種參數,包括環境條件(溫度、濕度、光照)、土壤特性(水分、養分)和植物健康指標(生長速率、生物量、胁迫水平)。然後可以分析這些感測器收集的數據,以識別哪些區域最需要施用植物生長調節劑,並確定要使用的最佳植物生長調節劑類型和劑量(詳見第5節)。 此外,智慧農業系統可以促進植物生長調節劑施用的精確時間控制。通過持續監測植物發育和環境線索,農民可以使用數據分析來預測施用特定植物生長調節劑以達到所需效果的最佳時間,例如在最有利的時機促進開花或結果。
植物生長調節劑在不同作物上的應用案例與研究發現
研究資料提供了幾個關於植物生長調節劑目前在台灣不同作物上的應用案例,這些應用可以通過智慧農業技術進一步優化:
- 葡萄:使用氯吡脲(福芬素)和細胞分裂素(喜果精)來改善著果並增加漿果大小。吉貝素也用於增加漿果膨大和總產量。矮壯素(克美素)用於控制過度的營養生長並改善著果。智慧農業可以根據葡萄藤的活力、開花強度和漿果發育的實時監測數據(使用感測器和成像技術)來優化這些應用的時間和劑量。
- 芒果:雖然目前台灣限制在芒果上使用乙烯利(益收生長素),但其過去用於催熟的應用突顯了植物生長調節劑在管理果實成熟方面的潛力。智慧農業可以探索其他批准用於芒果催熟的植物生長調節劑,或者制定精確的施用策略,以確保符合殘留限量。
- 鳳梨:乙烯利用於誘導開花,萘乙酸用於調節生產週期並增加果實重量。智慧農業可以使用環境感測器和植物生長模型來優化乙烯利施用的時間,以實現均勻開花,並精確施用萘乙酸以確保整個田地的果實發育一致。
- 梨:萘乙酸用於防止過早落果,吉貝素用於促進果實成熟並提早收穫。智慧農業可以使用感測器檢測早期落果跡象並觸發有針對性的萘乙酸施用,以及根據果實大小和成熟度指標優化吉貝素的施用。
- 番茄:4氯苯氧乙酸(番茄生長素)用作著果劑,尤其是在可能阻礙自然授粉的高溫條件下。乙烯利用於促進果實成熟並縮短收穫期。智慧農業可以使用溫度感測器和開花期監測來優化4-氯苯氧乙酸的施用,並利用成熟度指標來指導乙烯利精確施用以實現均勻成熟。
- 胡瓜: 胺鮮酯(果收生長素)用於促進整體生長並防止落花落果。智慧農業可以使用感測器監測植物活力和環境條件,以確定胺鮮酯施用的最佳時間和劑量以最大化產量。
- 蘋果:吉貝素和6-苄基腺嘌呤的混合物(勃寧激素)用於改善果實形狀並提高產量。智慧農業可以使用果實發育監測來優化這種植物生長調節劑的施用,以達到所需的果實特性。
- 水稻:萘乙酸用於促進幼苗的根系發育,這對於移植尤其重要。智慧農業可以通過控制環境農業技術和精確的灌溉管理來確保在育苗階段的最佳萘乙酸施用。
- 菸草:抑芽劑(抑芽素)用於控制腋芽(側芽)的生長,這些側芽會降低產量和品質。乙烯利也曾被使用。智慧農業可以使用植物生長監測來確定抑芽劑施用的精確時間,從而可能減少所需的用量。
- 台灣新興的研究也關注在農業中使用生物刺激素和植物生長促進微生物(PGPMs) 17。雖然在「農藥管理法」下與植物生長調節劑在法律上有所不同,但這些物質可以增強植物生長、養分吸收和胁迫耐受性,與智慧農業的目標一致。例如,使用植物內生菌來刺激生長並增強抗病性 17,以及應用特定的細菌菌株來促進生長素的產生 18。智慧農業為根據土壤健康數據和植物需求精確施用這些生物刺激素和植物生長促進微生物提供了一個平台。
研究資料突顯了植物生長調節劑在台灣農業生產中的既定作用。將這些應用與智慧農業技術相結合,為提高其效率、精準度以及對作物產量、品質和永續性的整體影響提供了巨大的潛力。對生物刺激素和植物生長促進微生物的新興興趣進一步擴展了在智慧農業系統中促進植物生長和健康的工具箱。
五、感測器與數據分析在植物生長調節劑精準施用中的作用
與植物生長調節劑施用相關的感測器種類
各式各樣的感測器在智慧農業中收集植物生長調節劑(PGRs)精準施用所需的數據方面發揮著至關重要的作用。這些感測器大致可分為環境感測器、土壤感測器和植物感測器,每種感測器都為影響植物生長和潛在植物生長調節劑干預需求的因素提供了獨特的見解 9。 環境感測器監測植物周圍的環境條件,包括溫度、濕度、光照強度(光合有效輻射 - PAR)和降雨量 19。這些數據至關重要,因為這些因素直接影響植物的生理過程,並可能影響植物生長調節劑施用的有效性。例如,某些植物生長調節劑的最佳施用溫度可能有所不同,並且施用後不久的降雨可能會沖走產品。 土壤感測器提供關於土壤環境的信息,這對於植物健康和養分吸收至關重要。這些感測器可以測量土壤水分含量、養分含量(例如,氮、磷、鉀)、pH值、電導率(指示鹽度)甚至基質中的氧氣含量等參數 19。這些數據有助於確定養分缺乏或失衡是否影響植物生長,從而可能影響對植物生長調節劑的反應。 植物感測器直接評估植物的狀況和生長: 光學感測器通常安裝在拖拉機或無人機上,測量植物冠層反射的不同波長的光 9。健康、旺盛的植物吸收更多的紅光並反射更多的近紅外(NIR)光。這種反射數據用於計算各種植被指數,例如歸一化植被指數(NDVI),它作為植物生物量、健康狀況和活力的指標。這些指數隨時間的變化可以表明需要施用植物生長調節劑以刺激生長或管理胁迫。主動式光感測器提供自己的光源,因此受陽光變化的影響較小,並且可以在不同的光照條件下(包括夜間)運行 9。 生長感測器可以直接測量植物的物理尺寸,例如莖直徑、葉面積和果實大小 20。這些感測器可以提供關於生長速率和發育的精確數據,使農民能夠根據特定的生長階段調整植物生長調節劑的施用並優化其效果。 生理感測器監測植物的內部過程,包括葉片溫度、水分潛力(指示水分胁迫)和光合作用活性 19。這些數據可以提供可能通過旨在增強胁迫耐受性的植物生長調節劑來緩解的胁迫條件的早期預警。 化學感測器是一個新興領域,具有檢測可能表明需要外源植物生長調節劑干預的內源植物激素或其他生化標記水平的潛力 21。正在開發用於植物中各種信號分子體內檢測的奈米感測器。
數據分析在優化植物生長調節劑施用中的作用
從這些各種感測器收集的數據產生了大量的信息,需要對其進行處理和解釋以優化植物生長調節劑的施用。數據分析在這個過程中發揮著至關重要的作用,它將原始感測器數據轉化為農民可操作的見解 6。 通過分析在一段時間內在田地中收集的感測器數據,農民可以了解作物生長和健康的空間和時間變異性 6。這種變異性可能是由於土壤特性、微氣候或其他因素的差異造成的。數據分析可以幫助識別田地內生長緩慢或表現出胁迫跡象的特定區域,表明可能需要有針對性的植物生長調節劑施用。 數據分析還可用於確定植物生長調節劑施用的最佳時間和劑量。通過將感測器數據與植物生長模型和歷史產量數據相關聯,農民可以預測在何時以何種濃度施用特定的植物生長調節劑最有效,以達到所需的結果,無論是促進開花、增強結果還是控制株高 6。可以使用統計實驗設計(例如Plackett-Burman和Box-Behnken設計)來優化植物生長調節劑的生產和施用條件 18。 將感測器數據與其他相關信息(例如天氣預報、歷史產量記錄和土壤地圖)相結合,可以進一步提高植物生長調節劑施用決策的準確性 6。例如,知道預計會出現乾旱期可能會促使施用已知能增強抗旱性的植物生長調節劑。 機器學習算法越來越多地應用於大量的感測器數據和作物對植物生長調節劑反應的數據集,以開發優化的施用策略 18。這些算法可以識別各種因素之間的複雜關係,並預測不同情況下最有效的植物生長調節劑處理方法。例如,機器學習可用於根據不同棉花品種在不同環境條件下對植物生長調節劑施用反應的歷史數據,開發針對特定品種的植物生長調節劑管理計劃 25。
精準施用技術範例
感測器和數據分析的整合使得智慧農業中植物生長調節劑的幾種精準施用技術得以實現:
- 變量施用(VRA): 該技術利用感測器數據和GPS技術,在施用設備在田地中移動時自動調整植物生長調節劑的施用量 6。根據分析的感測器數據生成的處方圖指導施用器在植物更需要刺激或生長調節的區域施用更高的劑量,而在已經生長旺盛的區域施用較低的劑量(或不施用)。
- 精準噴灑:先進的系統使用感測器和實時圖像識別技術來識別需要植物生長調節劑處理的特定植物甚至植物的特定部分 26。這使得能夠進行高度局部化的施用,最大限度地減少植物生長調節劑的使用量並減少脫靶暴露。例如,智能噴灑器可能會檢測到營養生長過度的區域,並僅在這些區域施用生長阻礙劑。
- 自動化施用系統(無人機和機器人):配備各種感測器(例如,多光譜相機)的無人機可以從上方評估作物的健康狀況和生長情況,生成詳細的地圖,然後可用於指導精確的植物生長調節劑噴灑 29。同樣,由感測器數據和GPS引導的機器人噴灑器可以在田地中導航並以高精度施用植物生長調節劑。這些系統對於大型田地、在難以到達的地形上種植的作物或需要非常精確的時間或位置的施用尤其有利。
先進的感測器技術和先進數據分析的協同結合正在徹底改變植物生長調節劑在農業中的施用方式。這種從統一的全面施用到高度精確的、特定地點的處理的轉變,在優化植物生長調節劑的使用、減少浪費、最大限度地減少環境影響以及最終提高作物生產力和品質方面提供了顯著的益處。
六、植物生長調節劑在智慧農業中提升農作物產量和改善品質並減少環境影響的潛力
對農作物產量和品質的影響
在智慧農業系統中策略性地使用植物生長調節劑(PGRs),具有顯著提升台灣農作物產量和品質的潛力 3。植物生長調節劑可以影響直接影響這些結果的各種生理過程。例如,生長素可以促進根系發育,從而更好地吸收養分和水分,進而支持植物整體生長並可能增加產量。吉貝素可以刺激細胞伸長和分裂,導致果實更大和生物量增加。細胞分裂素可以增強分枝並延緩衰老,從而提高產量並延長收穫期。 植物生長調節劑在改善農作物品質方面也發揮著至關重要的作用。它們可以影響水果和蔬菜的大小、形狀、顏色甚至營養成分 4。例如,吉貝素用於葡萄以增加漿果大小,而乙烯釋放劑如乙烯利可以促進番茄和其他水果的均勻成熟和顏色發育。生長阻礙劑可以導致更強壯的莖,減少穀物倒伏並改善穀物品質。 研究資料提供了這些影響在台灣作物中的範例。在葡萄中使用氯吡脲和細胞分裂素可改善著果並使漿果更大,直接影響產量和市場價值。在梨中使用吉貝素可以導致更早的成熟,使農民能夠進入優質市場。在具有挑戰性的環境條件下精確使用4-氯苯氧乙酸於番茄可確保更好的著果,從而提高產量。
植物生長調節劑操縱關鍵植物生理過程的能力為提高台灣的農作物生產力和品質提供了一個強大的工具。當與智慧農業的精準和優化能力相結合時,潛在的益處將會放大。通過僅在需要時、需要的地方以及以最佳劑量施用植物生長調節劑,農民可以最大限度地提高其在實現所需產量和品質屬性方面的有效性。
減少環境影響的潛力
在智慧農業框架內使用植物生長調節劑的顯著優勢之一是,與傳統的、缺乏針對性的施用方法相比,有可能最大限度地減少其對環境的影響 4。精準農業的原則本質上導致農業投入品(包括植物生長調節劑)的更明智和高效的利用。
- 減少植物生長調節劑的使用:通過使用感測器和數據分析來識別田地內植物的具體需求,智慧農業可以實現植物生長調節劑的變量施用和精準噴灑 6。這意味著植物生長調節劑僅施用於實際需要的區域或植物,而不是在整個田地中廣播,從而顯著減少了植物生長調節劑的總用量。
- 最大限度地減少脫靶漂移和徑流:精準施用技術,例如無人機或機器人系統的精準噴灑,可以顯著降低植物生長調節劑漂移到非目標區域或流入水體的風險 27。這保護了生物多樣性,並最大限度地降低了污染水資源的潛在可能性。
- 提高養分吸收效率:一些植物生長調節劑,特別是那些促進根系生長的植物生長調節劑,可以提高植物從土壤中吸收養分的能力 36。這可以減少對過量施用合成肥料的需求,而合成肥料本身也存在環境問題。 降低農藥使用量的潛力: 某些植物生長調節劑可以增強植物對病蟲害的自然防禦機制 4。通過促進更健康和更具彈性的植物生長,可能會減少對化學農藥的需求,從而有助於更可持續的病蟲害管理實踐。
智慧農業提供了必要的技術工具,可以利用植物生長調節劑的優勢來提高作物產量,同時通過更精確和優化的施用策略來減輕其潛在的負面環境影響。精準農業提供的精確性使得能夠以更可持續的方式使用這些強效的植物生長調節劑。
七、不同種類植物生長調節劑在智慧農業應用上的優勢與限制
生長素類(Auxins)
- 優勢:生長素,如萘乙酸(NAA)和吲哚丁酸(IBA),主要以促進根系生長和發育而聞名,這對於幼苗建立和移栽尤其有利,使其在智慧農業的受控環境農業中具有價值 1。它們還在細胞伸長和結果方面發揮作用,可以在智慧農業系統中精確管理這些過程以優化這些過程。例如,基於開花強度數據有針對性地施用生長素可以改善田地特定區域的結果。
- 限制:高濃度的生長素可能對根系生長產生抑制作用,並可能導致植物發育異常 2。不同生長素的有效性可能因作物品種和生長階段而異,需要根據植物感測器的數據仔細選擇和調整劑量。
- 智慧農業應用:在水培或氣培系統中精確施用以優化根系發育;根據產量圖或開花分析確定的田地特定區域有針對性地噴灑以增強結果;用於組織培養以在受控條件下高效繁殖。
吉貝素類(Gibberellins)
- 優勢:吉貝素(GAs),如吉貝素酸,是強效的莖伸長、種子萌發和開花促進劑,並且可以顯著增加果實大小 1。在智慧農業中,可以根據環境條件和植物發育數據優化其施用,以實現特定的生長目標,例如以受控方式打破休眠或促進整個田地的均勻開花。
- 限制:過度使用吉貝素可能導致不良的營養生長,而犧牲了生殖發育,如果不在正確的階段和劑量施用,可能會影響果實品質 2。精準農業技術對於在正確的時間和以正確的量施用吉貝素至關重要,這需要植物高度、開花階段和果實發育的感測器數據的指導。
- 智慧農業應用:根據植物成熟度數據對鳳梨等作物進行變量施用以促進均勻開花;根據田地內特定微氣候有針對性地施用以打破種子或芽的休眠;在葡萄園中精確使用以增加漿果大小和產量,並通過果實大小感測器進行監測。
細胞分裂素類(Cytokinins)
- 優勢:細胞分裂素,如氯吡脲和6-苄基腺嘌呤,主要促進細胞分裂和側芽發育,從而增加分枝並可能提高某些作物的產量 1。它們還在延緩葉片衰老方面發揮作用,從而可以延長光合作用的時間。在智慧農業中,可以根據植物密度和光截獲數據使用細胞分裂素來優化植物結構。
- 限制:在高濃度下,細胞分裂素有時會抑制根系發育,並且它們與生長素的相互作用對於植物的平衡生長至關重要 2。智慧農業系統可以通過根據全面的植物生長監測精確施用生長素和細胞分裂素來幫助維持最佳平衡。
- 智慧農業應用:根據植物密度和生長階段數據對棉花等作物進行有針對性地施用以促進分枝;在受控儲存環境中對收穫的葉菜進行局部處理以延緩衰老;與組織培養中的生長素結合使用以實現優化的繁殖。
乙烯類(Ethylene Releasers)
- 優勢:乙烯釋放劑如乙烯利對於誘導鳳梨等作物的開花以及促進番茄和芒果等水果的果實成熟和顏色發育很有價值(儘管目前在台灣限制使用於芒果) 1。在智慧農業中,可以根據果實成熟度指數和環境條件精確控制其施用時間,以確保均勻成熟和最佳收穫時間。
- 限制:乙烯釋放劑的有效性高度依賴於溫度和作物成熟度,使用不當可能導致過早成熟或落葉 1。智慧農業系統可以使用環境感測器和果實成熟度監測來確定乙烯利施用的最佳時間和劑量,從而最大限度地降低這些風險。
- 智慧農業應用:在收穫後儲存設施中控制乙烯的釋放以確保水果和蔬菜的均勻成熟,並通過乙烯感測器進行監測;在田地中進行變量施用以根據從無人機圖像獲得的成熟度圖來管理開花或成熟。
生長阻礙劑類(Growth Retardants)
- 優勢:生長阻礙劑用於抑制莖的伸長,導致植株更矮更強壯,不易倒伏,尤其是在穀類作物中 1。它們有時還可以改善開花和結果。在智慧農業中,可以根據植物高度感測器或遙感數據確定的田地內容易發生過度營養生長的區域精確地施用它們。
- 限制:過度使用生長阻礙劑會阻礙植物生長並降低產量,並且某些生長阻礙劑會在土壤中持續存在 12。精準農業技術對於根據植物高度、密度和環境條件的數據,以正確的速率且僅在必要時施用這些植物生長調節劑至關重要。
- 智慧農業應用:在容易發生倒伏的小麥或大麥田中進行定點施用,並以天氣數據和株高測量為指導;在觀賞植物苗圃中有針對性地使用以控制植物大小和形狀以滿足市場需求。
每種類型的植物生長調節劑在智慧農業的特定應用中都具有獨特的優勢和限制。關鍵在於利用智慧技術提供的數據和精確性來選擇最合適的植物生長調節劑,確定最佳的劑量和時間,並以有針對性的方式施用它,以最大限度地提高其益處,同時最大限度地減少任何潛在的缺點。
八、植物生長調節劑與自動化施藥系統在智慧農業中的結合應用
無人機施用植物生長調節劑
無人飛行載具(無人機)在智慧農業中被越來越廣泛地應用於各種任務,包括施用植物生長調節劑(PGRs) 29。無人機在植物生長調節劑施用方面具有多項優勢,尤其是在精準度和效率方面。它們可以進入傳統地面噴灑機難以或無法到達的區域,例如陡峭的山坡或水淹的田地。與人工噴灑相比,無人機還可以更快地覆蓋大面積區域,從而降低勞動力成本並節省時間。 使用無人機施用植物生長調節劑的關鍵優勢之一是它們能夠實現精確和均勻的覆蓋。許多農業無人機都配備了GPS技術和精密的噴嘴,可以控制以一致的速率輸送所需的植物生長調節劑量。一些無人機還採用旋轉或離心噴嘴,產生細小的液滴,從而提高覆蓋率,儘管需要仔細管理以最大限度地減少漂移 29。無人機螺旋槳產生的下洗氣流還有助於提高液滴在植物冠層中的穿透力,確保植物生長調節劑到達植物的所有部分 31。 研究資料中的範例說明了無人機施用植物生長調節劑的潛力。在荔枝栽培中,無人機已用於施用乙烯利以強制芽休眠並增強開花,與傳統人工噴灑相比,效果相當,但溶液用量顯著減少 33。SweetWater Technologies開發了一種名為DRONEZONE RECHARGED的植物生長調節劑,專門用於無人機施用,以增強各種作物的抗胁迫能力 32。 然而,使用無人機施用植物生長調節劑也存在一些考慮因素。必須遵守關於無人機操作和分發農業化學品的法規 29。應進行模式測試,以確定有效噴灑寬度並確保每種無人機型號和噴嘴類型在不同天氣條件下的覆蓋均勻性 29。電池壽命和有效載荷能力也可能存在限制,影響單次飛行可覆蓋的面積 29。
無人機技術為提升台灣智慧農業中植物生長調節劑施用的精準度和效率提供了重要的機會。它們自主導航、根據遙感數據以可變速率施用植物生長調節劑以及在具有挑戰性的地形中作業的能力,使其成為優化植物生長管理的寶貴工具。
機器人噴灑機施用植物生長調節劑
機器人噴灑機是智慧農業中另一種新興技術,可以與植物生長調節劑的施用相結合 26。這些自主或半自主機器可以在田地中導航並以高精度施用農業投入品。它們通常利用感測器和先進的控制系統來瞄準特定區域或植物,最大限度地減少脫靶施用並減少包括植物生長調節劑在內的化學品的總用量。 Blue River Technology(現為John Deere的一部分)和Bosch等公司開發的智能噴灑技術使用計算機視覺和人工智能來檢測雜草並選擇性地噴灑除草劑 26。雖然這些系統主要用於雜草控制,但精準施用的底層技術也可以適用於植物生長調節劑。通過訓練人工智能識別需要植物生長調節劑處理的植物或特定生長階段,機器人噴灑機可以將植物生長調節劑精確地輸送到需要的地方和時間。 New Holland的IntelliSense Sprayer Automation系統根據駕駛室安裝的攝像頭單元檢測到的實時生物量健康水平,提供包括植物生長調節劑在內的各種投入品的變量施用 28。該系統可以根據檢測到的整個田地作物的需求調整植物生長調節劑的施用量,優化其使用並可能提高作物均勻性。 對於果園和葡萄園等高價值作物,Smart Apply Intelligent Spray Control System等系統可以提高氣動噴霧機的精確性和性能,從而可能在保持產量的同時減少所需的植物生長調節劑量 26。 使用機器人噴灑機施用植物生長調節劑的優點包括提高精度、減少化學品使用、潛在的連續作業和降低勞動力成本。然而,初始投資成本可能很高,並且這些系統的適用性可能因作物品種和田地大小而異。
機器人噴灑機代表了智慧農業中植物生長調節劑自動化施用的前瞻方法。它們根據實時數據執行精準噴灑的能力在效率、精準度和環境永續性方面提供了顯著的優勢。隨著這些技術的不斷發展和變得更加經濟實惠,它們在台灣農業中的採用可能會增加。
自動化混合與輸送系統
雖然提供的研究資料中沒有明確詳細說明,但智慧農業的概念也包括植物生長調節劑混合和輸送過程的自動化。可以利用自動化系統根據處方圖或實時感測器數據精確混合植物生長調節劑濃縮物至所需的稀釋度。然後,這些系統可以以受控和有效的方式將混合的植物生長調節劑溶液輸送至施用設備(無人機或機器人噴灑機)。 這種自動化的優點包括提高混合比例的準確性、減少處理濃縮植物生長調節劑時的人為錯誤以及提高農業工人的安全性。這種程度的自動化將進一步提高智慧農業中植物生長調節劑施用的整體精度和效率。
自動化整個植物生長調節劑的施用過程,從混合到輸送和施用,代表了智慧農業中精準度的頂峰。這將確保以最優化的方式使用植物生長調節劑,最大限度地提高其有效性並最大限度地降低任何潛在風險。
九、台灣植物生長調節劑在農業上的管理規範與相關政策
監管機構與框架
台灣負責監督農業中植物生長調節劑(PGRs)管理的 主要監管機構是農業部農業糧食署(AFA)。在農業糧食署內,植物保護組在實施和執行與農業農藥(包括植物生長調節劑)相關的法規方面發揮著關鍵作用(從研究資料的性質和常見的農業監管結構推斷)。 管理植物生長調節劑的首要法律框架是「農藥管理法」 10。該法為台灣所有農業農藥(包括植物生長調節劑)的登記、生產、進口、出口、銷售和使用提供了法律依據。根據該法頒布了下級法規和指南,以提供關於植物生長調節劑管理各個方面的更具體的細節。
批准與登記流程
正如第三節所詳述,任何希望在台灣銷售植物生長調節劑產品的公司都必須經過嚴格的農藥登記流程 12。該流程涉及向農業糧食署提交全面的科學數據,包括關於植物生長調節劑的理化性質、毒理學特性(評估對人類健康和環境的潛在風險)、有效性數據(證明其對預期用途的有效性)、安全性資訊(包括對植物的潛在藥害和對非目標生物的影響)以及環境歸趨數據(評估其在環境中的持久性和行為)。 提交的數據由農業糧食署任命的專家組進行徹底評估。該評估過程確保植物生長調節劑在獲得登記批准之前符合必要的安全性和有效性標準。登記證書規定了植物生長調節劑的批准用途,包括可使用的作物、建議的劑量、適當的使用方法、使用時間以及要求的採收前間隔期。
使用指南與限制
一旦植物生長調節劑產品在台灣登記,其使用即受產品標籤上提供的說明和指南的約束,產品標籤是具有法律約束力的文件 11。農民在法律上有義務按照標籤說明使用登記的植物生長調節劑。這些說明涵蓋了植物生長調節劑施用的各個方面,包括目標作物、建議的劑量或濃度、最佳的使用時間和頻率、允許使用的特定生長階段以及要求的採收前間隔期(最後一次施用和收穫作物之間必須經過的天數)。 關於植物生長調節劑與其他農業化學品混合使用也有具體的法規和指南。正如第三節所述,某些植物生長調節劑(如菸草和葡萄中使用的那些)不應與其他農藥混合使用。產品標籤通常提供關於與其他產品的兼容性資訊。 通常禁止在標籤未明確規定的作物上或出於未經批准的目的使用植物生長調節劑。例如,儘管益收生長素(乙烯利)過去曾登記用於芒果催熟,但由於擔心殘留和對果實品質的潛在影響,目前的法規並未批准將其用於芒果 13。違反標籤說明或使用未登記的植物生長調節劑可能會導致嚴厲的處罰。 法規還包括關於安全處理、儲存和處置植物生長調節劑及其容器的指南,以最大限度地降低對人類健康和環境的風險 11。使用者在處理植物生長調節劑時必須採取適當的安全預防措施,例如穿戴個人防護裝備。
監測與執法
台灣政府通過農業糧食署及其地方機構,積極監測包括植物生長調節劑在內的農業農藥的使用情況,以確保遵守法規並保護食品安全和環境 13。這種監測可能涉及對農場和農產品市場的檢查,以及對農產品中農藥殘留的檢測。 違反「農藥管理法」及其相關法規可能會導致嚴厲的處罰,包括罰款,嚴重情況下甚至可能判處監禁 13。例如,使用未登記的農藥或超過農產品中農藥的最大殘留限量可能會導致巨額罰款。
與植物生長調節劑和智慧農業相關的農業政策
近年來,台灣政府一直積極推動智慧農業技術和永續農業實踐的採用 3。這些政策旨在提高農業部門的效率和競爭力,同時最大限度地減少其對環境的影響。 雖然可能沒有專門針對智慧農業中植物生長調節劑的具體政策,但更廣泛的促進智慧農業的政策可以間接鼓勵採用精準植物生長調節劑施用技術。例如,為採用感測器、無人機和其他智慧農業工具提供補貼或技術援助的政府計劃可以促進更精確和優化的植物生長調節劑使用。 台灣也越來越關注將生物刺激素和其他植物生長促進物質作為永續農業的一部分 17。雖然這些物質不像植物生長調節劑那樣受到「農藥管理法」的監管,但它們在促進植物生長和健康方面的作用與智慧農業和永續農業的目標一致。未來的政策可能會進一步明確這些物質的監管地位並促進其使用。
台灣已建立一套全面的監管框架,主要通過「農藥管理法」來管理農業中植物生長調節劑的使用。該框架強調登記、遵守標籤說明以及監測的重要性,以確保這些物質的安全有效使用。當前的促進智慧農業的農業政策可以通過鼓勵採用精準技術來進一步加強植物生長調節劑的負責任施用。
十、結論與建議
主要發現
台灣在「農藥管理法」下建立了一套完善的管理框架來管理植物生長調節劑(PGRs),將其歸類為需要登記才能合法使用的農業農藥。 多種植物生長調節劑活性成分,包括生長素、吉貝素、細胞分裂素、乙烯釋放劑和生長阻礙劑,已在台灣合法允許並登記用於多種作物,每種都有特定的應用和使用指南。 智慧農業通過使用各種感測器(環境、土壤、植物)和複雜的數據分析,為增強植物生長調節劑的施用提供了強大的方法,實現了可變速率施用和精準噴灑等精準技術。 植物生長調節劑與智慧農業的結合應用,具有通過優化植物生長和發育來顯著提高台灣農作物產量和品質的潛力,同時通過更有效和有針對性的施用來最大限度地減少對環境的影響。 不同種類的植物生長調節劑在智慧農業系統中具有獨特的生理效應,最適合特定的應用和生長階段,需要仔細選擇和數據驅動的管理。 無人機和機器人噴灑機等自動化施用系統越來越多地應用於智慧農業,並為精準高效地施用植物生長調節劑提供了顯著的優勢,尤其是在具有挑戰性的地形或大規模作業中。 台灣對植物生長調節劑的管理受嚴格法規和政策的約束,這些法規和政策強調安全、有效性和環境保護,並持續進行監測和執法以確保合規。
總結建議
- 研究方面:在當地環境條件下,評估不同台灣作物品種在使用智慧農業技術施用各種植物生長調節劑時的具體反應,進行更深入的研究。 研究並優化先進感測器技術和數據分析算法在台灣不同作物和地區實時監測和預測植物生長調節劑施用需求方面的應用。 探索在智慧農業系統中將植物生長調節劑與生物刺激素和植物生長促進微生物相結合的潛在協同效應,以可持續的方式增強植物生長、產量和胁迫耐受性。 對台灣智慧農業中植物生長調節劑使用的長期環境影響進行全面研究,重點關注土壤健康、水質以及對非目標生物的影響。
- 政策調整方面:考慮簡化專為智慧農業系統設計的新型創新植物生長調節劑配方和施用技術的監管審批流程,同時保持嚴格的安全性和有效性標準。 制定關於在台灣環境下安全有效地使用無人機和機器人噴灑機等自動化施用系統施用植物生長調節劑的具體指南和最佳實踐,解決漂移管理和法規合規等問題。 探索政府政策和激勵措施的潛力,以鼓勵台灣農民採用精準植物生長調節劑施用技術,認識到其在生產力、永續性和環境保護方面的益處。 考慮為台灣的生物刺激素和其他植物生長促進物質制定明確的監管框架,承認其在永續農業中的日益重要性及其與智慧農業實踐結合的潛力。
- 實際應用方面:開發並推廣用戶友好的工具和平台,為台灣農民提供關於合法允許使用的植物生長調節劑、其具體用途、建議的施用量和時間以及將其整合到智慧農業系統中的最佳實踐的易於獲取的資訊。 為農民組織和舉辦關於正確使用感測器、數據分析工具和自動化施用系統以優化植物生長調節劑施用的培訓計劃,強調遵守標籤說明和法規指南的重要性。 促進台灣農業研究人員、技術提供者和農民之間的合作和知識共享,以促進針對當地需求和條件量身定制的智慧植物生長調節劑施用技術和策略的開發、採用和改進。
結論
植物生長調節劑在智慧農業框架內謹慎而精確地應用時,為提高台灣的農業生產力、改善農作物品質和促進環境永續性提供了一個強大的工具。通過利用先進技術並遵守健全的監管實踐,台灣的農業部門可以充分利用植物生長調節劑的潛力,以滿足日益增長的糧食需求,同時最大限度地減少其對環境的影響。
表1:台灣合法允許使用的植物生長調節劑活性成分
活性成分名稱(通用名稱) | 化學類別(若有) | 登記產品範例 | 主要應用 |
萘乙酸(NAA)及其鈉鹽 | 萘類化合物 | 早生果、美旺果 | 促進多種作物發根,防止梨落果,促進南瓜結果,調節鳳梨產期和增加果重。 |
吲哚丁酸(IBA) | 吲哚類化合物 | 促進發根。 | |
4-氯苯氧乙酸(4-CPA)(番茄生長素) | 氯代苯氧乙酸類 | 番茄生長素 | 番茄著果 |
胺鮮酯(Atonik)(果收生長素) | 硝基酚類化合物 | 果收生長素 | 促進胡瓜生長,防止落花落果 |
氯吡脲(福芬素) | 苯脲類化合物 | 福芬素、福祿滿多 | 洋香瓜著果,葡萄果實肥大。 |
細胞分裂素(Cytokinin) | 喜果精 | 葡萄花穗生長及著果 | |
6-苄基腺嘌呤 | 腺嘌呤類化合物 | 新巨果(與吉貝素混合) | 改善蘋果果形,提高產量 |
吉貝素 | 超過25種商品名 | 促進菠菜、芹菜生長,促進無子葡萄生長及增加產量,促進梨果實成熟、提早採收期。 | |
乙烯利(益收生長素) | 多種商品名 | 促進加工番茄、鳳梨、梨及葡萄果實的催色及催熟,抑制菸苗徒長。 | |
矮壯素(克美素) | 銨化合物 | 克美素、美立精、抑美素、矮壯素 | 抑制葡萄枝條徒長,提高著果率,促進菊花植株矮化、增大花冠及增進花色。 |
多效唑(巴克素) | 三唑類化合物 | 巴克素、穩妥當、好採頭 | 抑制蓮霧及在來檬果新梢生長。 |
抑芽劑(抑芽素) | 二氫吡啶酮類化合物 | 抑芽素、益農鉀素、益能素、美能素 | 抑制菸草腋芽發生和蒜球貯藏期之萌芽。 |
表2:植物生長調節劑在台灣主要作物上的應用範例
作物名稱 | 植物生長調節劑活性成分 | 應用目的 | 登記產品範例(若有) |
葡萄 | 氯吡脲、細胞分裂素 | 促進著果,增加漿果大小 | 福芬素、喜果精 |
葡萄 | 吉貝素 | 增加漿果大小,提高產量 | 超過25種商品名 |
葡萄 | 矮壯素 | 抑制枝條徒長,提高著果率 | 克美素 |
芒果 | 乙烯利(歷史上) | 催熟 | 益收生長素 |
鳳梨 | 乙烯利 | 誘導開花 | 益收生長素 |
鳳梨 | 萘乙酸 | 調節產期,增加果重 | 早生果 |
梨 | 萘乙酸 | 防止落果 | 早生果 |
梨 | 吉貝素 | 促進果實成熟,提早採收 | 超過25種商品名 |
番茄 | 4-氯苯氧乙酸 | 促進著果 | 番茄生長素 |
番茄 | 乙烯利 | 促進成熟,縮短採收期 | 益收生長素 |
胡瓜 | 胺鮮酯 | 促進生長,防止落花落果 | 果收生長素 |
蘋果 | 吉貝素 + 6-苄基腺嘌呤 | 改善果形,提高產量 | 新巨果 |
水稻 | 萘乙酸 | 促進移植苗發根 | |
菸草 | 抑芽劑 | 抑制腋芽生長 | 抑芽素 |
蓮霧 | 多效唑 | 抑制新梢生長 | 巴克素 |
在來檬果 | 多效唑 | 抑制新梢生長 | 巴克素 |
菠菜 | 吉貝素 | 促進生長 | 超過25種商品名 |
芹菜 | 吉貝素 | 促進生長 | 超過25種商品名 |
菊花 | 矮壯素 | 促進矮化,增大花冠,增進花色 | 克美素 |
表3:不同種類植物生長調節劑在智慧農業應用上的比較
植物生長調節劑種類 | 在智慧農業中的主要優勢 | 在智慧農業中的主要限制 | 智慧農業中的潛在應用範例 |
生長素類 | 促進根系發育,細胞伸長,著果;適用於早期生長階段和繁殖 | 高濃度可能抑制根系生長,效果因作物和生長階段而異 | 精準應用於水耕系統以優化根系發育;根據開花強度數據有針對性地噴灑以改善著果 |
吉貝素類 | 促進莖伸長,種子萌發,開花,果實膨大;可打破休眠,延緩衰老 | 過度使用可能導致過度營養生長,如果不在正確階段和劑量施用可能影響果實品質 | 變量施用以促進作物如鳳梨的均勻開花;根據微氣候數據有針對性地施用以打破特定區域的休眠 |
細胞分裂素類 | 促進細胞分裂,側芽發育,葉片擴展;可延緩葉片衰老 | 高濃度可能抑制根系發育,與生長素的平衡至關重要 | 有針對性地施用以促進棉花等作物的分枝;局部處理以延緩收穫後葉菜的衰老 |
乙烯類 | 誘導某些作物開花,促進果實成熟和著色,可用於脫葉 | 有效性高度依賴於溫度和作物成熟度,使用不當可能導致過早成熟或落葉 | 在收穫後儲存設施中控制乙烯釋放以確保水果和蔬菜的均勻成熟;根據成熟度圖進行變量施用以管理開花或成熟 |
生長阻礙劑類 | 抑制莖伸長,導致植株更矮更強壯,減少倒伏;有時可改善開花和結果 | 過度使用可能阻礙植物生長並降低產量,某些可能在土壤中持久存在 | 在容易發生倒伏的小麥或大麥田中進行定點施用;在觀賞植物苗圃中有針對性地使用以控制植物大小和形狀 |
參考資料
- 植物生長調節劑簡介
- 農好事Know How's 小學堂--認識植物激素(生長調節劑)與使用原則參考
- 植物生長調節劑產業趨勢分析
- The Role of Plant Growth Regulators in Sustainable Agriculture - Agro Orbit
- 連結世界:一位生技先驅如何將植物轉變為科技夥伴 - Imaging CoE
- TAVAP: Timing and Variable Application of Plant Growth Regulators - eo science for society
- The Future of Plant Growth Regulators (PGRs) in Precision Agriculture | Dhanuka Agritech
- 植物保護用植物荷爾蒙農藥製劑之發展 - 農業部
- Sensor–Based Variable Rate Application for Cotton | Digital Ag
- 農藥簡介內容 - 農藥資訊服務網- 農業部動植物防疫檢疫署
- 農藥定義 - 農藥資訊服務網- 農業部動植物防疫檢疫署
- 植物保護信箱(63) - 農業藥物試驗所
- 益收生長素是我國芒果核准登記用藥在作物及水土環境中分解快,仍籲請農友應正確用藥
- 克美素農藥殘留檢驗 - SGS安心資訊平台
- 成品農藥中植物生長調節劑多重檢測分析方法之建立
- 確保芒果果實品質安全,切勿使用生長調節藥劑 - 臺南區農業改良場
- 神奇植物內生菌發威,強大農作物的生長力 - 國立中興大學
- Optimization of the growth conditions through response surface methodology and metabolomics for maximizing the auxin production by Pantoea agglomerans C1 - Frontiers
- Which sensors can you use to collect data in horticulture? - Royal Brinkman
- Wearable sensor supports in‐situ and continuous monitoring of plant health in precision agriculture era - PMC - PubMed Central
- Revisiting the Role of Sensors for Shaping Plant Research: Applications and Future Perspectives - MDPI
- New horizons in smart plant sensors: key technologies, applications, and prospects
- Optimization and reactor-scale production of plant growth regulators by Pleurotus eryngii
- Plant Growth Regulator-based Tissue Culture System Optimization for Cymbidium faberi Rolfe in - ASHS Journals
- A Meta-Analysis of Cotton Response to Plant Growth Regulators from the Scott Learning Center 2011-2021 - Bayer Crop Science
- Smart Spraying Technology in Agriculture + 6 Examples - Euristiq
- Smarter Spraying Tech Expansion - Deere & Company
- New Holland launches IntelliSense Sprayer Automation - African Farming
- LSU Ag Center explains effective use of agricultural spray drones - American Sugar Cane League
- Drones for Spraying Pesticides—Opportunities and Challenges | Ohioline
- Cotton Farming with DJI Agriculture Drone Solutions
- SweetWater Technologies Amps Up Crop Defense with DRONEZONE RECHARGED
- Application of Ethephon Manually or via Drone Enforces Bud Dormancy and Enhances Flowering Response to Chilling in Litchi (Litchi chinensis Sonn.) - MDPI
- The Role of Plant Growth Regulators in Sustainable Agriculture
- How Do Plant Growth Regulators Impact Crop Quality and Production? - Bulk Agro Chem
- Revolutionary Crop Growth Regulators Supercharge Agricultural Yields and Food Security
- Editorial: Growth regulators and biostimulants: upcoming opportunities - PMC
- Innovative Approaches to The Use of PGR in Modern Agriculture 2025
- The Environmental Impact of Precision Spraying: Reducing Chemical Use and Protecting Ecosystems - AgTechLogic
- 農藥管理-農藥所民意信箱問答集
- Major Differences Between Auxin and Gibberellin - BYJU'S
- The Impact of Auxin and Cytokinin on the Growth and Development of Selected Crops
- Plant Hormones and Sensory Systems | Organismal Biology - Georgia Tech
- Getting to Know Plant Growth Hormones - Hefty Seed Company
- Plant Hormonomics: A Key Tool for Deep Physiological Phenotyping to Improve Crop Productivity - PubMed Central
- 植物保護信箱(105) - 農業藥物試驗所
- New Holland Launches IntelliSense Sprayer Automation - CropLife
- 除草劑及植物生長調節劑應用-農藥所民意信箱問答集
- 植物生長調節劑Radiate Next - 國家新創獎
更多訊息
川普宣布針對台灣鯛課徵32%稅率 專家:相較主要競爭對手,台灣仍具出口優勢
台灣農業不僅是糧食安全的重要保障,也是國內經濟與出口貿易的關鍵基石。儘管面臨可耕地有限、氣候變遷與農村高齡化等挑戰,台灣仍成功發展出高效且高度技術化的農業體系。現今,透過智慧農業、自動化技術與永續耕作方式,農業正邁向現代化轉型,以提升產能、降低人力依賴,並強化抗風險能力。
在全球範圍內,對動物蛋白的需求正以前所未有的速度增長。這主要是由於世界人口的持續攀升以及人們飲食習慣的轉變。隨著越來越多的人口從低收入轉向中高收入,他們對肉類、家禽、乳製品和魚類等動物源性食品的消費量也隨之增加。為了滿足這一日益增長的需求,畜牧業面臨著提高生產效率和產量的巨大壓力。
張市長表示,首先恭賀平鎮區農會擺脫疫情的困境,財務狀況穩定發展;同時成功與在地農民攜手開發琳瑯滿目的新創農產品,去(113)年成功舉辦了「首屆蘿蔔節」,也開發了由有機「黑葉白菜」製作的「神農水餃」及以酸菜和梅干菜製作的「客家包子」。市府將與平鎮區農會持續合作,協助地方農業的智慧升級、青農的輔導及年長農友的照護,讓平鎮區農業更加蓬勃發展。
印尼最大農民組織、農民協會副祕書長翁芷瑋表示,糧食安全是總統普拉伯沃的重要政策,如營養餐食計畫等也涉及農業領域,他指出,台灣有先進的農業技術和優良種子,期盼增進印尼和台灣農業合作。
碳費制度於今年上路,依據「碳費收費辦法」的規定,碳費徵收對象在明(115)年5月時,就要依114年全年度的溫室氣體排放量計算並繳交碳費。環境部表示,經過調查,約有8成的徵收對象有意願提出2030年的指定減量目標與自主減量計畫的申請,以適用每公噸二氧化碳當量50元或100元的優惠費率。
農業部今天指出,台灣農業部與荷蘭農業部舉辦農業合作會議,兩國首次匯聚政府及產業力量,未來將聯手推進未來食品,透過積極合作,搶攻低碳、替代蛋白相關市場。
對於人類而言,養殖魚正成為可與肉類相匹敵的蛋白質來源。全球養殖魚産量30年間增至4倍以上。産量超過了牛肉,逼近豬肉和雞肉。
隨著全球暖化加劇,各國致力於減少溫室氣體排放,農業部門作為排放來源之一,需要透過低碳畜牧、負碳農法、資源再利用及綠色技術等策略達成永續發展目標。此外,精準農業、可再生能源與廢棄物再利用技術也能提升資源利用效率,改善土壤及水質,促進農產品品質。文章以台灣及國際案例說明具體應用,例如台灣的農食循環工廠和日本的碳交易制度。