創新拿鐵/文:陳蔚銘
美國加州的新創企業「BeeHero」旗下有超過 10 億的蜜蜂「員工」,他們把低成本的感測器裝進蜂箱,即時監測蜂群的健康狀況,整合果園的微氣候來改善農作物授粉的效率,為加州的杏仁農提高 3 成產量,也讓蜜蜂死亡率下降 1/4。
蜜蜂對人類有多重要?失去他竟會產生糧食危機
根據聯合國農糧組織的統計,全球仰賴昆蟲授粉的作物經濟規模高達 5770 億美元,佔全球 87 種主要糧食作物產量的 35%,其中由蜜蜂貢獻的授粉比例更是超過 8 成,而我們常吃的南瓜、蘋果、草莓等蔬果都包含在內。
然而,由於環境過度開發、氣候變遷、農藥濫用等因素,自 1906 年開始學者就觀察到野生蜜蜂數量有逐年減少的趨勢;到了 2006 年,美國學者明確將這種現象定義為「蜂群崩壞症候群(Colony Collapse Disorder, CCD)」,密切注意 CCD 是否會造成全球糧食供應的潛在危機。
野生蜂群減少後,許多果樹只開花不結果,再加上美國農業動輒數英畝的耕種面積也不可能以人工授粉,農夫往往辛苦了大半年,最後卻得到不成比例的收穫。
於是,逐花而居的蜂農應運而生:他們飼養上百箱的蜜蜂,順應各種作物的開花期千里跋涉,把握短短幾週、甚至數天盛開的黃金時期,載著數以百計的蜂箱到農田或果園讓蜜蜂採蜜、授粉。靠著農夫支付的租金以及採到的蜂蜜作為收入來源。
不過,由於美國地大,蜂箱長途運輸產生的損耗,氣候變化,再加上農業經營漸漸工業化的特性,都讓養蜂產業面臨更艱困的挑戰。
用智慧蜂箱監測工作環境,提升蜜蜂福利也減少蜂農損失
David Hackenberg 是一位蜂農,每年冬天會和他的蜜蜂員工待在溫暖的佛羅里達州過冬。早春杏仁樹開花前,David 會移師到加州為當地的杏仁樹授粉,接著會到以水蜜桃聞名的喬治亞州工作,再一路前往緬因州的藍莓農場、紐約州採三葉草蜜,最後到賓州的南瓜田,結束一年的奔波。
如此萬里奔波,運輸過程中若有閃失,一不小心就會讓蜜蜂全軍覆沒。再加上農夫為了提高產量,在大片農田裡噴灑農藥、種植單一作物,都對蜜蜂適應環境變化的能力有害。此外,跨區運輸也可能讓蜜蜂最怕的寄生蟲「瓦蟎(Varroa destructor)」擴散。
日漸嚴苛的現實條件讓蜜蜂的折損率越來越高,蜂農的利潤也逐年降低,許多人因此退出經營。BeeHero 的共同創辦人 Omer Davidi 認為:「萬一養蜂事業賺不到錢,行業就會漸漸沒落,沒了蜜蜂,農夫種不出作物,我們就會餓肚子。」
為了拯救蜂農,BeeHero 設計了「SmartHive」智慧蜂箱。他們嘗試在一般的蜂箱內裝上偵測溫濕度、磁場(蜜蜂靠地球磁場導航,因此蜂箱應避免置放於電磁干擾大的地方)、GPS 的感測器,持續監測環境變化是否會威脅到蜜蜂的健康。舉例來說,若蜂箱內的溫度變化超過 5°C,就會影響蜜蜂幼蟲的發育,也會讓成年蜜蜂抗農藥的能力下降。
因此,一旦感測器偵測到環境產生異常變化或蜂王死亡(工蜂會驚慌停止採蜜,尋找新的蜂王),BeeHero 就會發送警告簡訊或電子郵件通知蜂農,改善通風或是買新的蜂王替換,避免整群蜜蜂死亡。
不過,BeeHero 開發感測器的初期並不順利,感測器被蜜蜂視作外來威脅,常常被蜜蜂咬壞,或被蜂蠟包覆而失效。
要解決這個問題,得找出蜜蜂可以接受的材質和形狀。BeeHero 的研發團隊用 3D 列印技術快速嘗試各種組合,最後終於找到一種耐磨的圓形尼龍外殼能相安無事與蜜蜂共存。
解決應用面的難題後,蜂農只需處理發出警報的蜂箱就行,省下本來需要定期開車到實地巡迴檢查,發現問題還得多跑一趟的時間和心力,蜜蜂的死亡率也下降了 25 至 30%。
分析數據找到最佳蜂箱設置,讓果樹產量增加 3 成
美國加州是全球杏仁最大產區,126 萬英畝的杏仁園的產量佔全球 8 成,年產值達 60 億美元。每到花期,全國有 7 成的蜂農都來到加州,部署超過 270 萬個蜂箱為杏仁授粉。
隨著杏仁需求持續增加,杏仁農想要提高產量,除了改善土壤、灌溉和害蟲防治之外,如何提高授粉效率也是關鍵,若不能在短短幾天的開花期盡可能讓所有花朵授粉,結果的比例就會下降,影響獲利。
在過去 50 年中,加州的杏仁農們沿襲傳統作法,每英畝杏樹園(約 10 個籃球場大小)配置兩個蜂箱。然而,杏樹的密度、樹齡、當年的氣候條件都可能改變配置的比例。因為蜂箱放太多了浪費、放少了又會授粉不足,傳統做法只能憑著經驗調整,缺乏精確的判斷依據。
於是,BeeHero 在蜂箱的入口加裝了花粉收集器和鏡頭,用來監測蜜蜂進出的次數、採集的花粉量,再加上原先設置的感測器數據,上傳到雲端後和當地的天氣整合分析,找出哪些因素會影響蜜蜂的授粉力,呈現在杏仁農和蜂農的手機或平板電腦,讓他們有量化的數據來決定今年要準備多少量的蜜蜂協助授粉。精準度從「每英畝需要幾個蜂箱」細緻到「每棵果樹需要幾隻蜜蜂」。
如此一來,杏仁農與蜂農就能更彈性地調配蜂箱部署。若當年氣候佳、花期長,搭配上好天氣讓蜜蜂活力充沛,就不需要那麼多的蜜蜂;相對地,花期短加上惡劣的天氣則需要在短時間內部署更多的蜜蜂搶收。此外,BeeHero 還能計算出蜂箱的最佳排列設置,最終讓配置智慧蜂箱的杏仁園產量增加 20% 至 30%。
數據化經營為果農們創造非常高的經濟價值:傳統作法在授粉狀況佳的好年影響不大,每個人的收穫都不錯,產量雖多但價格也相對便宜。但在授粉狀況差的年份裡,產量有限價格上漲,若能借助數據的力量比別人多收穫 3 成的杏仁,獲利相當可觀。
即便如此,BeeHero 雖成功為蜂農降低蜜蜂損失,但根據研究,在蜂群數量沒有顯著成長的前提下,2030 年後現有的蜜蜂數量將不足以應付全球持續成長的糧食需求。因此「開源」的作法如:減少農藥使用,保留植物多樣性,營造蜜蜂友善的環境(實際作法可參考這篇文章)等等,都有助於找回「消失的蜜蜂」,更是我們必須重視的當務之急!
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