精确判读土壤检测掌握肥力 土壤也要检测！氮、磷、钾是植物成长所需重要养分，各家土壤肥力不同，作物需求各异，何时施肥？施什么肥？比例如何？是老农秘而不传的经验谈。工研院开发的「土壤肥力检测检测套组」，30分钟就能检测出土壤中氮、磷、钾的含量，帮助农民快速订立施肥方针，在植株需要营养的关键时刻，即刻提供补给。「土壤肥力检测检测套组」可快速检测出土壤中氮、磷、钾含量，让农民即时订立施肥方针，提供补给。如同人要吃东西，土壤也需从肥料中获得营养。以往农民采用观察法，判断植株特征给予肥料，比如叶片黄了，就加重氮肥：叶片枯了，就增加钾肥。但施肥不像特效药，能马上改善病征，必须经过代谢才有效果，当植株有问题时，想再追肥，往往已无济于事，因此需即时掌握土壤肥力，及时施肥。

检测套组国产化适宜风土目前国内农业试验所及各区农业改良场，皆有提供免费的土壤肥力诊断服务，却因检查项目详细，需耗时1个月，无法即时改善植株问题。对农试所来说，1年检测数量高达3万件，检测成本约1,500万元，所费不赀。另一个快速解决方案，则是利用土壤检测试剂。以国外检测套组来说，只检测氮、磷、钾等影响肥力的三大要素，不考虑萃取时间约半小时就能知道结果，但国外的检测套组和数值指标并不适用于土壤，工研院材料与化工研究所经理黄静萍表示，「检测试剂是一个很好的工具，但如果没有搭配地域特性，对农夫的效益不大。」于是在2019年，工研院与农试所展开合作，投入国产化的土壤肥力检测检测，操作方法很简单，将田地土壤放入萃取瓶中加水，再加入萃取试剂，摇晃1分钟然后静置30秒后，即得到融出氮、磷、钾的澄清液体，再放入呈色盒，放入呈色试剂，观察颜色的深浅变化，只要30分钟，就能知道土壤的氮、磷、钾浓度。专利试剂配方加数位判读准确率达8成黄静萍指出，虽然工研院和国外一样采用呈色的方式，但工研院的技术有四大突破。首先是萃取试剂的配方研发，由于检测是利用水萃取出土壤里待测的氮、磷、钾离子，但当土壤分散在水里时，「就像烂泥巴一样，水是浊的，」国外检测是透过沉淀方式，等水变干净，「快的话等到隔天，但有些土等1个月也不见得会澄清。」于是工研院研发萃取试剂，仅捕捉让土壤变混浊的微小粒子，却会放过氮、磷、钾离子，只要摇晃后等待短短30秒就能得到干净的萃取液。第二是呈色试剂的配方研发。黄静萍表示，呈色反应跟温度和时间有关，在大太阳底下和在冷气房里的颜色反应不同；而时间则与反应速度有关，「就像新冠的检测试剂，之所以要等15分钟，就是要等它完全反应才准，太快或太慢都不行；如果反应速度没有控制好，颜色就会一直改变。」于是团队在研究呈色试剂的配方时，把温度和时间全都考量在内，才找出最佳配方。第三是呈色盒为独家专利设计。它是透明盒子，光线、角度都会影响人眼对颜色的判断，于是团队在盒子外侧加上阻挡阳光的遮光层，把光的干扰消除7成。而呈色盒外的对照色卡，国外产品是由浅到深的方式排列，但团队采取错位的方式呈现颜色，「因为人眼会视觉疲劳，依序排列容易感到疲累，错位设计是为了扰乱视觉，让你更容易对照。」最后，除了肉眼判断还不够，团队更进一步提供数位判读服务，农民只要用手机拍下液体颜色，上传云端，AI演算法会自动匡列色卡辨识比较颜色相似度，直接显示氮、磷、钾比对色阶，将比对准确率从肉眼判读的5成提升至8成。大数据分析建立完整施肥平台这套检测套组除了快速和准确率高等优势外，更节省农民成本。国外套组检测1次要100元，工研院透过推出试剂补充包的方式，将成本大减一半。从施肥角度来看，掌握土壤肥力也能避免过度施肥，约可减少20%〜50%的施肥量，若以1公顷肥料成本年省2,000元、全台稻米耕种面积26.3万公顷来计算，1年就能省下高达5.3亿元的肥料费用。先前工研院的团队已在高雄湖内、云林土库和台中神冈等地，完成青花菜、玉米、花生、芦笋、火龙果等作物的样本实测，最近也将导入台糖的甘蔗田，从今年开始，团队更选定恒春的洋葱田，进行长期的场域验证。团队还有一个更大的目标，透过长期搜集检测数据，连结地区、植株、土壤肥力和施肥的关系，建立完整资料库平台，提供农民精准的施肥建议。从土壤检测模组到大数据分析，农业的智慧化在科技的帮助下，正大步向前迈进。