[海外慈善]加州新创打造智慧蜂箱,解决粮食危机

2021年12月6日8:15 来源:社企流 作者:陈蔚铭

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  随着气候变迁、农业规模化发展破坏自然栖地,再加上农药滥用,使得近年来野生蜜蜂近乎绝迹,连带威胁了许多必须靠蜜蜂授粉的农作物。《时代杂志》就曾在2013 年以封面故事探讨蜜蜂消失的严重后果。

  美国加州的新创企业「BeeHero」旗下有超过10 亿的蜜蜂「员工」,他们把低成本的传感器装进蜂箱,实时监测蜂群的健康状况,整合果园的微气候来改善农作物授粉的效率,为加州的杏仁农提高3 成产量,也让蜜蜂死亡率下降1/4。

  蜜蜂对人类有多重要?失去他竟会产生粮食危机

  根据联合国农粮组织的统计,全球仰赖昆虫授粉的作物经济规模高达5770 亿美元,占全球87 种主要粮食作物产量的35%,其中由蜜蜂贡献的授粉比例更是超过8 成,而我们常吃的南瓜、苹果、草莓等蔬果都包含在内。

  然而,由于环境过度开发、气候变迁、农药滥用等因素,自1906 年开始学者就观察到野生蜜蜂数量有逐年减少的趋势;到了2006 年,美国学者明确将这种现象定义为「蜂群崩坏症候群(Colony Collapse Disorder, CCD)」,密切注意CCD 是否会造成全球粮食供应的潜在危机。

图像野生蜜蜂数量有逐年减少的趋势。来源:Unsplash

  野生蜂群减少后,许多果树只开花不结果,再加上美国农业动辄数英亩的耕种面积也不可能以人工授粉,农夫往往辛苦了大半年,最后却得到不成比例的收获。

  于是,逐花而居的蜂农应运而生:他们饲养上百箱的蜜蜂,顺应各种作物的开花期千里跋涉,把握短短几周、甚至数天盛开的黄金时期,载着数以百计的蜂箱到农田或果园让蜜蜂采蜜、授粉。靠着农夫支付的租金以及采到的蜂蜜作为收入来源。

  不过,由于美国地大,蜂箱长途运输产生的损耗,气候变化,再加上农业经营渐渐工业化的特性,都让养蜂产业面临更艰困的挑战。

  用智慧蜂箱监测工作环境,提升蜜蜂福利也减少蜂农损失

  David Hackenberg 是一位蜂农,每年冬天会和他的蜜蜂员工待在温暖的佛罗里达州过冬。早春杏仁树开花前,David 会移师到加州为当地的杏仁树授粉,接着会到以水蜜桃闻名的乔治亚州工作,再一路前往缅因州的蓝莓农场、纽约州采三叶草蜜,最后到宾州的南瓜田,结束一年的奔波。

  每一年,David 载着蜜蜂平均移动22 次、距离达10 万英里,足足可绕台湾160 圈。(同场加映:一年只卖三个月,三天就腐烂的产品怎么赚钱?美国水蜜桃公司如何将稍纵即逝的美味变现?)

  如此万里奔波,运输过程中若有闪失,一不小心就会让蜜蜂全军覆没。再加上农夫为了提高产量,在大片农田里喷洒农药、种植单一作物,都对蜜蜂适应环境变化的能力有害。此外,跨区运输也可能让蜜蜂最怕的寄生虫「瓦螨(Varroa destructor)」扩散。

  日渐严苛的现实条件让蜜蜂的折损率越来越高,蜂农的利润也逐年降低,许多人因此退出经营。BeeHero 的共同创办人Omer Davidi 认为:「万一养蜂事业赚不到钱,行业就会渐渐没落,没了蜜蜂,农夫种不出作物,我们就会饿肚子。」

  为了拯救蜂农,BeeHero 设计了「SmartHive」智能蜂箱。他们尝试在一般的蜂箱内装上侦测温湿度、磁场(蜜蜂靠地球磁场导航,因此蜂箱应避免置放于电磁干扰大的地方)、GPS 的传感器,持续监测环境变化是否会威胁到蜜蜂的健康。举例来说,若蜂箱内的温度变化超过5°C,就会影响蜜蜂幼虫的发育,也会让成年蜜蜂抗农药的能力下降。

  因此,一旦传感器侦测到环境产生异常变化或蜂王死亡(工蜂会惊慌停止采蜜,寻找新的蜂王),BeeHero 就会发送警告简讯或电子邮件通知蜂农,改善通风或是买新的蜂王替换,避免整群蜜蜂死亡。

  不过,BeeHero 开发传感器的初期并不顺利,传感器被蜜蜂视作外来威胁,常常被蜜蜂咬坏,或被蜂蜡包覆而失效。

  要解决这个问题,得找出蜜蜂可以接受的材质和形状。BeeHero 的研发团队用3D 打印技术快速尝试各种组合,最后终于找到一种耐磨的圆形尼龙外壳能相安无事与蜜蜂共存。

  解决应用面的难题后,蜂农只需处理发出警报的蜂箱就行,省下本来需要定期开车到实地巡回检查,发现问题还得多跑一趟的时间和心力,蜜蜂的死亡率也下降了25至30%。

  分析数据找到最佳蜂箱设置,让果树产量增加3成

  美国加州是全球杏仁最大产区,126万英亩的杏仁园的产量占全球8 成,年产值达60 亿美元。每到花期,全国有7 成的蜂农都来到加州,部署超过270万个蜂箱为杏仁授粉。

  随着杏仁需求持续增加,杏仁农想要提高产量,除了改善土壤、灌溉和害虫防治之外,如何提高授粉效率也是关键,若不能在短短几天的开花期尽可能让所有花朵授粉,结果的比例就会下降,影响获利。

  在过去50 年中,加州的杏仁农们沿袭传统作法,每英亩杏树园(约10 个篮球场大小)配置两个蜂箱。然而,杏树的密度、树龄、当年的气候条件都可能改变配置的比例。因为蜂箱放太多了浪费、放少了又会授粉不足,传统做法只能凭着经验调整,缺乏精确的判断依据。

图像杏树园与蜂箱。来源:BeeHero

  于是,BeeHero 在蜂箱的入口加装了花粉收集器和镜头,用来监测蜜蜂进出的次数、采集的花粉量,再加上原先设置的传感器数据,上传到云端后和当地的天气整合分析,找出哪些因素会影响蜜蜂的授粉力,呈现在杏仁农和蜂农的手机或平板计算机,让他们有量化的数据来决定今年要准备多少量的蜜蜂协助授粉。精准度从「每英亩需要几个蜂箱」细致到「每棵果树需要几只蜜蜂」。

  如此一来,杏仁农与蜂农就能更弹性地调配蜂箱部署。若当年气候佳、花期长,搭配上好天气让蜜蜂活力充沛,就不需要那么多的蜜蜂;相对地,花期短加上恶劣的天气则需要在短时间内部署更多的蜜蜂抢收。此外,BeeHero 还能计算出蜂箱的最佳排列设置,最终让配置智能蜂箱的杏仁园产量增加20% 至30%。

  数据化经营为果农们创造非常高的经济价值:传统作法在授粉状况佳的好年影响不大,每个人的收获都不错,产量虽多但价格也相对便宜。但在授粉状况差的年份里,产量有限价格上涨,若能借助数据的力量比别人多收获3 成的杏仁,获利相当可观。

  即便如此,BeeHero 虽成功为蜂农降低蜜蜂损失,但根据研究,在蜂群数量没有显著成长的前提下,2030 年后现有的蜜蜂数量将不足以应付全球持续成长的粮食需求。因此「开源」的作法如:减少农药使用,保留植物多样性,营造蜜蜂友善的环境(实际作法可参考这篇文章)等等,都有助于找回「消失的蜜蜂」,更是我们必须重视的当务之急!(任真摘)

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