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《微笑台灣》報導:揭開松露生長之祕 就靠智慧裝置發功

揭開松露生長之祕 就靠智慧裝置發功

109-11-30

微笑台灣

 

 

臺灣山區曾零星發現原生松露,未來有沒有可能人工栽培松露,走向產業化?但是松露生長原因至今成謎,宜蘭大學利用智慧裝置揭密,為松露新興產業完成最後一哩路。

 

 

研究團隊今年秋季監測4年樹齡的寄主樹,發現菌根狀況發育良好,入冬後有機會生成塊狀松露。
(圖片提供:林世斌)

 

 走臺7甲線沿著蘭陽溪往上行,從溪谷沖積地、路邊坡地到河階臺地,只要是平坦處,幾乎都被種高麗菜、大白菜等高冷蔬菜。

 

 位於蘭陽溪上游的泰雅族部落──四季村、南山村,是高冷蔬菜的重要產區。由於種植一期的蔬菜,需要翻耕一次的土地,長年下來,翻耕次數頻繁了,菜田表土容易被暴雨沖刷流失,而且累積在田裡的農藥、肥料,也會跟著沖到蘭陽溪裡。

 

 「宜蘭沒有水庫,由蘭陽溪提供民生用水。但上游用慣行農法種菜,水質污染蠻嚴重的。」宜蘭大學食品科學系特聘教授兼主任林世斌說,宜蘭縣政府為了降低高冷蔬菜產業對蘭陽溪環境、生態的衝擊,從2014年起與宜蘭大學合作「松露試驗栽培計畫」,選定四季、南山的階地平臺(四南平臺)試種松露。

 

 

高冷蔬菜是四季、南山的經濟命脈,近年生產爆量價跌,收益不如以往,加上農務吃重,引發農民轉作松露的興趣。

 

 

科技監測、解密  有助未來產業複製

 

 氣味芳香的松露,是昂貴的頂級食材,像法國黑松露1公斤要價高達5~6萬元,被譽為「泥土下的黑鑽」。從上個世紀至今,法國、義大利、西班牙等產地,向全球出口野生松露、大賺外匯。但目前野生松露生產量逐年銳減,過去在山區零星發現原生松露的臺灣,有沒有可能藉由人工栽培,發展這項新興產業?宜蘭大學借助智慧科技,從挑戰中找解答!

 

 曾經成功培育松露的前臺大森林系教授胡弘道,擔任這項栽培計畫的顧問,他認為四南平臺的冷涼氣候、菜田排水性良好的礫石質地,以及農民撒石灰解決土壤酸化造成偏微鹼的pH值,符合松露生長的環境條件。因此宜蘭大學研究團隊在2014~2018年,購買市面上的法國、中國松露,將菌絲接種在「宿主樹」青剛櫟、板栗樹苗的根部,然後移植到四南平臺。

 

 考量全球人工培育松露的成功案例並不多見,過去至今都缺乏科學資料的佐證,宜蘭大學研究團隊取得科技部「智慧科技於農業生產之應用」專案的支持,整合感測器、頻譜分析、網路通訊、雲端儲存、大數據等相關軟硬體,準備透過智慧科技取得監測數據,分析、拆解松露的秘密。

 

 但是臺灣從未有過完整的松露產業,也非大家所熟知的松露產地,「所以這項研究計畫給人感覺很夢想,但我們也是冒險去做。松露產業未來要複製、推廣,有必要先了解栽種環境的微氣候條件。現在就連法國等全球松露產地國家,都沒辦法掌握這些條件,如果我們成功了,就是全球第一位。」林世斌露出靦腆的笑容說。 

 

 

宜蘭大學研究團隊追查松露成長、栽培之祕,希望推動發展松露產業,
協助偏鄉造林、水土保持、增加多元農產收穫、發展六級產業。
(從左至右為機械與機電工程學系教授王宜達、園藝學系副教授林建堯、食品科學系特聘教授兼主任林世斌、資訊工程學系教授吳庭育) 

 

 

 

從天空到地底  成長動態全都錄

 

 人類雖然很會品味松露,然而其風味形成的關鍵與松露種源、土壤中微生物菌相極其相關,不易掌握。此外,「松露生活史是最困難的研究!」林世斌解釋,目前研究發現松露菌可能屬於異型交配,且每一株宿主樹的樹根有很大的機率只會感染單一型的松露孢子,因此自己不會長出松露,必須要跟隔壁另一株感染不同型松露菌的樹根相接(交配),才能形成松露的塊狀子實體。

 

 於是,林世斌必須挖掘取出樹根、土壤等樣品,進行分子鑑定,建立土壤微生物、松露塊菌菌種、交配型鑑定平臺,並找出不同感染型的兩株樹的樹根交會處,標定為交配熱區。他說,四南平臺總共種植2000多株宿主樹,而且菌根與土壤有千百種的菌,從分子鑑定所得到的大數據資料非常複雜,「最重要的是確認樹根的松露種源有沒有跑掉,目前看來狀況都很穩定。」

 

 由於松露菌與樹根共生,兩者是「一榮皆榮、一損皆損」的生命共同體。松露菌會將從土壤吸收的水分與養分,供應給宿主樹,同時宿主樹也把葉片光合作用所產生的葡萄糖,輸送到根部,與松露菌分享。也就是說,宿主樹長得枝繁葉茂,代表地下的菌根發展旺盛,反之亦然。所以宿主樹的健康狀態,成為研究團隊必須掌握的資訊。

 

 

研究團隊將松露菌的菌絲,接種在青剛櫟、板栗樹苗的根部,培育宿主樹。
(圖片提供:林世斌)

 

 

 然而四南平臺的2000多株宿主樹,分散種植在18位農民無償提供的2.6公頃土地上,研究團隊若是派人觀察、記錄每一株樹的葉片生長狀況,耗時、費力且效率差。為此,宜蘭大學園藝學系副教授林建堯運用搭載RTK定位技術、多光譜影像儀的無人機,定期空拍宿主樹的多光譜影像,由影像數據分析每一株樹樹葉的葉綠素、水分含量,快速找出樹勢比較差的宿主樹,另外提出肥培管理、改善供水等因應對策,同時也監測栽培環境的地貌變化。

 

 地上宿主樹的健康,有無人機觀察,至於要確認地下松露菌根長得好不好,現階段只能用肉眼判斷才能辦得到,可是菌根非常脆弱,禁不起挖掘。於是,宜蘭大學資訊工程學系教授吳庭育研發了一款地底菌根攝影機,可以克服地底暗黑的環境,並在松露菌根熱區將玻璃管斜插入地表,配合App從遠端遙控鏡頭,拍下菌根的發育動態。

 

 想要解開松露之祕,光是上天下地的追蹤還不夠。從光線、濕度、溫度、二氧化碳、降雨等生長環境的微氣候條件來看,松露仍有很多未解的成長謎團。

 

 這時,科技就成為解密的好幫手。吳庭育設計長駐型與攜帶型的智慧遙測觀測裝置,全天候監測栽培場域的微氣候變化。其中,長駐型裝置架設在四南平臺松露基地,攜帶型裝置則是寄到澳洲、中國合作夥伴的松露原生產地,收集當地氣候資料。未來這些數據搭配松露成長指標,可分析、確認適合栽培松露的微氣候條件,或是這些條件對松露風味、品質的影響性,進一步建立產業模型、形成決策系統。

 

 

智慧遙測觀測設備全天候紀錄溫度、濕度、紫外線、風速、海拔高度等12項環境數據,
幫助研究團隊了解松露栽培地的微氣候。

 

 

研發電子豬  精準找松露

 

 時序進入11、12月的冬季,樹齡6年以上的宿主樹,通常就有機會在這個季節長出一整顆的松露子實體。這時候的松露會散發代謝熱、二氧化碳與氣味,從地面土壤的孔隙散發出來。「我們很難用肉眼找到長在土裡的松露,以前歐洲人都訓練豬、狗去聞味道,挖出松露。不過,動物有時很不受控,我們就研究開發『電子豬』,用科技找松露。」宜蘭大學機械與機電工程學系教授王宜達說。

 

 王宜達利用透地雷達技術、感測溫度與二氧化碳的儀器,進行影像處理技術的開發,研發一臺智慧松露探勘車(電子豬),只要推著這臺車走一趟栽培地,即能立刻判讀、示警松露的所在位置。而且這臺車還能搭配自動噴灑系統,在行進間自動噴灑松露孢子液,達到多工運行、降低人力成本的效益。

 

整合透地雷達、多種環境感測器、太陽能發電等技術的智慧松露探勘車(電子豬),不僅能找出松露的位置,也可探勘山林環境的微氣候。

 

 

 四南平臺的松露栽培實驗,引發許多人詢問與關心,像餐飲界期盼臺灣出產本地松露,發展成為新招牌食材;部分有高冷蔬菜區的縣市,也對發展松露產業產生興趣;2019~2020年,國際扶輪社3490地區全球服務計畫挹注12萬美元,贊助在地農民參加教育訓練、購買機具,改種植高經濟價值的松露,穩定部落經濟、保護水資源與土壤環境。

 

 在四南平臺一處栽培基地裡,農民在地面上鋪滿稻殼,將青剛櫟、板栗的落葉全都聚攏在樹底下,細心照顧未來會長出松露的宿主樹。這個松露產業夢,不光是宜蘭大學研究團隊傾力投入,農民也認真逐夢,期待夢想成真。(財團法人農業科技研究院/協力執行)

 

 

本次科技部專案成果,由農科院智慧農業小組協助推動。

#欲了解技術詳情,資訊請洽:1032201@mail.atri.org.tw;03-5185092 陳小姐

 

 

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