本篇摘錄自沙烏地阿拉伯伊斯蘭開發銀行(Islamic Development Bank, IsDB) 的報告，介紹農業科技在未來幾年內的重要技術趨勢與應用案例。

一、未來農業技術趨勢與對小農的影響

趨勢(一) 自動化系統的整合
自動化系統可提升農場營運效率與生產力，目前上市的產品包含擠奶機器人和自動餵飼系統等畜牧自動化設備，自動駕駛曳引機、GPS驅動噴灑機、以及自動除草機等農耕用設備(圖二)。
在多數的IsDB成員國中，由於破碎的地形與農地使重型農機的使用仍受到限制，而以體力勞動為主，但已有許多私人企業在開發更小型、更實用的機器人，預計未來機器人將取代人為驅動的曳引機。

趨勢(二) 數位化、大數據和人工智慧
利用自動化系統和大數據的精準農業能整合價值鏈並提高產量，該市場成長主要與自動化系統市場的成長密切相關，預計將在未來幾年內快速擴張。利用收割機、播種機和肥料噴霧器等農業機械間的數據交換，有助於提高灌溉效率、精確施肥、更靈活的安排耕作制度等。在畜牧業中，數據可以改善動物健康和福利，例如客製化餵飼策略。而區塊鏈和類似的應用程式可增加追溯性和連接性，改善價值鏈上的市場合作夥伴關係，這將對小農有很大的助益，因為以數據為基礎的創新通常是市開發成成本可負擔的工具，例如免費的行動裝置應用程式。

趨勢(三) 基因工程
在過去20年中，基因工程主導著農業領域的技術發展，基因轉殖作物的引進成功增加產量並減少農藥的施用，例如孟加拉、蘇丹和巴基斯坦等國成功種植基改棉花、玉米和茄子，並降低殺蟲劑的使用。目前市場上的基因轉殖作物的主要特徵是提升對特定農藥與害蟲抗性，而對於IsDB國家來說，高營養價值與抗旱作物也特別受到關注，但目前尚未有投入市場的產品。

趨勢(四) 替代性農耕方案
替代性農耕方案是指從根本改變的農業栽培方式，例如水耕或空氣栽培等(Hydroponic, Aquaponic and Aeroponic Farming Methods)替代傳統的土壤栽培方式。另一個例子是垂直農場，在室內堆砌農作物，利用營養添加、人造光和灌溉代替土壤、日光和雨水，使作物佔用的空間較小並獲得更好的保護，並且可由機器人管理。目前世界上最大的垂直農場在杜拜，每天可生產2,700公斤的葉菜，而其他可耕地少的IsDB國家，例如巴林、卡達和阿拉伯聯合大公國也可以從此類栽培方式受益 。

趨勢(五) 再生農業
再生農業包含採用廢棄物資源化系統、永續原料、以及循環水和材料的使用等，增加生物多樣性，並改善土壤和地下水，例如將植物廢棄物重新利用為生物燃料或肥料、使用藻類和噬氣細菌(Gas-Fed Bacteria)等永續原料等措施。透過協作網絡與資源集中，將小農的農業廢棄物蒐集並再生使用，然而，目前在撒哈拉以南非洲地區進行的研究指出，需要溝通與談判才能使農民購買相關產品並達到大規模回收所需的臨界數量。

二、全球應用案例介紹

 (一) 大規模虛擬農場：GrowList
小規模農業常見的三項主要阻礙為脆弱且不協調的作物計劃、有限的市場力量、以及採後處理過程的糧食損失，導致生產效率和盈利的限制，例如在撒哈拉以南非洲地區，因為貯藏或運輸延誤等原因導致約35％的蔬菜收成後損失。為解決第一個問題，德國聯邦農業部資助的GrowList利用大數據和數位網絡，對農業食品價值鏈進行垂直和水平整合。
GrowList主要有兩項目的，其一是創建以「需求」為導向的生產計畫，將B2B客戶整合到作物規劃系統中，讓客戶提前訂購並決定種植的品項和數量。其次，為了滿足大客戶的需求，通過共享的作物規劃系統，小農可以合作並匯集許多小面積土地來構建虛擬的大型農場。目前較大的限制是部分農村地區缺乏網路的連接，然隨著智慧型手機的興起並覆蓋了大多數的農村地區，目前此類應用程式多是為智慧手機所設計。

(二) 自動化雜草管理：Robovator 和See & Spray
The Robovator是機械式自動除草系統，安裝在農用車輛上，以植物檢測攝影機追蹤與區分農作物和雜草後，鋤掉雜草。See＆Spray利用數位成像和機器學習，精準的對雜草施用除草劑，而不是對整個田地進行噴灑，大幅減少除草劑的使用。其他公司也提供完全自動化的系統，例如瑞士Naio Technologies的蔬菜除草機器人Dino，以及德國Fendt的MARS計畫部署成群的衛星引導微型機器人進行播種和除草。然而這些除草系統目前仍有些限制，例如僅適用於某些特定農作物、成本較高將限制中小型農民的使用，以及供應量有限等困境。

(三) 垂直農場：Techno Farm 
日本農業技術公司Spread推出的Techno Farm已是垂直農場中的領導者之一，垂直農場是將作物種植在室內工廠中，並精準控制其陽光、水分與營養的供給，使產量最大化，並不受四季的限制。自2007年以來，Spread在京都持續建造垂直農場，並逐漸減少該技術的高耗能與水資源回收等問題。
Techno Farm的優勢包括可適用於狹小的都市空間外，永續性亦是很重要的因素，例如用水量減少70-95％，同時提高50-100倍的產量，並避免農藥和除草劑的使用，同時自動化亦減少人力成本。然而，因為設備費用高昂，該系統目前僅適用於栽種高價的生菜，而對於小麥或玉米等大宗作物而言並不具成本效益。

三、結語
未來十年，農業食品部門將面臨的四項挑戰已顯而易見：糧價飛漲、消費者偏好轉變、資源枯竭和農村人口外流，為解決這些問題，全球農業技術正不斷向精準化與永續化發展。基因工程、自動化、數位化、精準農業和永續創新是轉變農業食品價值鏈的未來關鍵技術，為避免在全球性競爭中落後，該報告目的為促進IsDB成員國對這些技術的研發投資，以適用於任何規模的農場。