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   动态浮根式叶菜类水耕栽培





    一 前言
     动态浮根式水耕栽培系统(dynamic root floating system, DRF system)是笔者服务
    之龙岩区农业改良场于1986 年底开发完成之一套适合热带地区气候之水耕栽培技术。所
    谓「动态浮根式水耕栽培技术」,系基于植物栽种于本水耕系统时其根系在每次营养液之
    灌排流程中,随养液之升降而上下左右波动,且随植物根系之伸长时,藉由栽培床之水位
    自动升降排液器,使营养液由7~8 公分逐渐降至4~5 公分。因之,上位根部可露于空气层
    中而增加根部活性,而且无惧夏季高温所引起溶氧量缺乏之困扰。
    二、动态浮根式水耕系统之构筑
     自1986 年笔者开发完成动态浮根式水耕技术后,经三年来三十多位先进农民及总栽作
    面积达4.2 公顷之试作成果显示,诚然,动态浮根式系统已解决了热带地区无法经济性栽
    种水耕植物之困境。惟,技术上仍有诸多之困扰;首先,农友采用之网温室不外乎为高架
    隧道式塑胶布网温室或力霸钢架式透明塑胶浪板温室两种,由于内部空间太大,农友无法
    一次全部采收。因之,每日必需进入温室内进行采收及移植作业,如此酷热下,在不施用
    农药之原则下,却又无法避免病虫之为害,甚至盛夏之际为了避免网温室通风不良引起之
    高温,许多附加之喷雾装置,强制通风设备及遮阴置施等设施一一出笼,而增加了营运成
    本。再者,每年7~11 月间台风之侵袭,网温室抗台之能力亦是令人头痛之问题。而栽培
    设施之缺失为:(1)需进入温室定时调整每一单位栽培床内养液之水位,(2)移植后有缺株
    之虑,及(3)栽培长度超过15 公尺时溶氧量(dissolved oxygen)低下。因之综合上述之缺
    失,笔者以为一套适合热带气候条件之实用化经济型水耕栽培技术的设计准则,必需同时
    考虑到网温室设施及栽培设施之均衡性,始有推广落实于农村之可能性。换言之,在网温
    室设施方面需具备之要件为:(1)抗台风性,(2)通风性,(3)冬略夏凉性,(4)防虫性,(5)
    单一采收性,(6)多层次立体化栽作性。而在栽培设施方面需具备之要件为:(1)栽培床具
    隔热保温性,(2)具诱引气根装置,(3)养液之溶养量高,(4)具省能源养液循环再使用系
    统,(5)在水温高达33~35℃下仍能正常生长,及(6)采用移植栽培法。以下即根据数年来
    之实验结果提出一套适合热带地区之水耕蔬果栽培技术。
    (一)、基本配备
     以 862.4 m2
     (19.78mx 43.6m)之土地面积来设计,动态浮根式水耕系统之基本配备
    则可搭建 2.13 x 19.8 m2
     之矮架温室12 间及内配置下列10 项(详如图7-1,及7-2): (1)
    养液自动控制用上槽,容量为6~10 吨,每862.4m2
    仅须配置 1 个;(2)养液喷灌用电源自
    动开控制器每 862.4 m2
    仅须配置1 个;(3)养液自动控制用下槽,容量为6~10 吨,每862.4
    m
    2
    须配置1 个;(4)浮球式水位控制器,每862.4 m2
    仅须配置 1 个;(5)抽水帮浦, 1.5HP,
    1
    〃
    ψ,每 862.4 m2
    须配置2 个,(6)空气混入器,每862.4 m2
    须配置 12 个;(7)营养液交
    换槽,每一座矮架温室须配置1 个;(8)养液储藏槽,容量6~10 吨,每862.4 m2
    须配置 1
    个,(9)气根式栽培床,每具宽201 公分,长90.1 公分;每862.4 m2
    须室须配置 264 个;
    (10)矮架组合式温室,每座宽2.13 公尺,高2.10 公尺,基本长度19.8 公尺,每862.4m2
    仅须配置 12 座。进一步地,若以 862.4 m2
     (19.78mx 43.6m)之土地面积来设计,则可搭27
    建 2.13 x 19.8 m2
     之矮架温室 12 间。兹将每 862.4 m2
    水耕温室之配备图详如图十一及,
    图十二而其组件规格及参考价格如表7-1 所示:
    图十一 动态浮根式水耕栽培系统
    图十二动态浮根式水耕栽培系统之组件:矮架组合式温室(右下);
    空气混入器及水位调节器(左下);气根式栽培床(右上);
    育苗用海绵及承篮(左上)。
    (二)、矮架组合式水耕温室之结构
    针对热带海岛型、亚热带地区之气候及水耕栽培的特性,矮架水耕专用温室。此种网温之
    主要结构体为 1/2〃
    ψ及 3/4〃
    ψ之镀锌铁管。配合笔者自行开发之T 型,十字型,L 型接头
    及水平调整纽和坊间现成之 1/2〃
    ψ x 1/2〃
    ψ及 1/2〃
    ψ x 3/4〃
    ψ之钢管夹,塑胶布固定夹及
    固定压条,而成功地组合成一座水耕专用温室,网温室上方以0.2mm 之PVC 或PE 透明塑
    胶布罩之,以利于防雨栽培,四周则以24 网目(mesh)之白色尼龙网围之,以隔绝虫害。 28
    本网温室之特点乃采组合式,铁管间之接合点系利用十字型,L 型及T 型接头及螺丝,农
    民购得零件后即可自行搭建之。本网温室侧高149 公分,中央作业点高210 公分,栽培架
    高 60 公分,为一角锥屋顶之结构体。此网温室之栽培架以每1.2 公尺处由一支长度为2.13
    公尺,口径为 3/4〃
    之镀锌铁管为边柱,并以L 型接头及T 型接头来固定水平横向接管(3/4
    〃
    ψ),又 T 型接头下另由 3/4〃
    ψ之中央承管将横向接管固定之。至于置于横向接管上方之 5
    支纵向接管,其规格为口径 1/2〃
    的镀锌铁管。纵向接管与横向接管间之接合系利用1/2〃
     x
    3/4〃
    之弹簧夹固定之;至于屋顶部分,则以门字型之1/2〃
    ψ镀锌铁管直接插入 3/4〃
    ψ之边柱
    中,而十字型接头之作用系在网温室测方3/4〃
    ψ与 1/2〃
    ψ镀锌铁管间之接合,又屋顶上方
    之透明塑胶布及四周尼龙网之固定,乃采用国内自行开发之固定压条及塑胶布(网)固定
    夹。又,本矮架温室为了避免市售一般塑胶布易产生结露现象,乃建议采用不结露之塑胶
    布,其厚度0.15~0.20mm,长度依温度而定,宽度则在3.0 公尺~4.5 公尺间。在盛夏之际
    为了减少日照量,及减少设施内之热堆积,因之可在网温室上方加覆35~45%之黑色PE 遮
    阴网。表7-2 所示,系以7.2 公尺长及2.13 公尺宽为基准,来构筑一矮架组合式温室所
    需之各项资材及参考价格如表8 及表9。
    表8 动态浮根式水耕系统(19.78mx 43.6m)之标准组件及参考价格
    项目 规 格 数量 单价 总价
    培床栽保利龙成型,气根式凹凸床,长90.1公分x宽201公分x宽5~6公分,具坡度1;89 264 床350 84,000
    防漏塑胶布PE黑色材质,厚度0.15~0.20 mm,长42公尺x 宽3公分12 件1,800 21,600
    定植板保利龙成型,单面具凹凸性,内附等距播种穴80个,长90公分x宽88公分x厚4公分528 片50 26,400
    排液沟板保利龙制,长90公分x宽16公分x厚4公分264 片10 2,640
    空气混入器PVC制内附排液器1组48 支200 960
    营养液交换槽 PVC管,3/8〃
    ψ长19.8公尺,内附176个等距喷射口12 个850 10,200
    喷射管PVC制,方型桶长1公尺x宽80公分x高45公分,容量290公升12 支400 4,800
    养液储藏槽水泥制,长10公尺,寛1公尺,高1.0公尺内包覆红泥塑胶布1 个39,600 39,600
    养液控制用上槽PE制,黑色圆桶,容量6吨1 个23,500 23,500
    养液控制用下槽PE制,黑色圆桶,容量6吨1 个23,500 23,500
    抽水帮浦1.5 HP,220V,三相高回转速,3,400rpm 2 个4,500 9,000
    浮球水位控制器 塑胶制 1 个 300 300
    养液喷灌用电源自动控制
    器
    内附24小时及0~12分钟定时开关各一个,无镕丝延迟开关及电源开关各1 1 个4,500 4,500
    养液灌排配管 1
    〃
    ψPVC管及接头 12 组 1,500 18,000
    矮架组合式耕室镀锌铁管材质长19.8公尺x 宽2.13公尺x高2.10公尺12 座40,000 480,000
    总 计 NT$749,000 (US$23,406)
    注:新台币:美金=32:1 29
    表9 构筑7.2mx 2.13m 矮架组合式水耕专用温室之标准组件及参考价格
    件
    号
    名称 规 格 材 质 数量 单 价
    (元)
    总 价
    (元)
    1 边柱ψ3/4"×650公分镀锌铁管14 支60 840
    2 拱型管 ψ1/2" 镀锌铁管 7 支 200 1400
    3 纵向接管ψ1/2,7.2公尺镀锌铁管5 支180 900
    4 十字型接头ψ1"×3/4" 铜质铸件52 个38 1976
    5 纵向接管ψ1/2",2.13公尺镀锌铁管7 支90 630
    6 T型接头ψ3/4"×1/2" 铜质铸件7 个50 350
    7 中央承柱ψ3/4" 镀锌铁管7 支40 280
    8 床面接管ψ3/4"×2.13公尺镀锌铁管7 支100 700
    9 床面纵向管ψ1/2"×7.2公尺镀锌铁管5 支180 900
    10 弹簧夹ψ3/4" ×1/2" 钢线35 支6 210
    11 顶架纵向管ψ1/2",7.2公尺镀锌铁管3 支180 2400
    12 弹簧夹ψ0.5"×1.5" 钢线21 支5 105
    13 固定压条及弹簧压
    条
    长7.2公尺 镀锌铁件
    及钢线
    2 组 280 560
    14 压条固定器及插梢ψ1/2"镀锌铁管用镀锌铁件12 组18 216
    15 水平调整螺丝ψ5/8"×3" 镀锌21 个7 147
    16 水平调整螺帽ψ5/8" 镀锌21 个1 21
    17 水平调整垫圈ψ5/8" 钢质材料21 个12 252
    18 尼龙纱网16 目,7.6×2.4公尺PE 材质1 件200 200
    19 尼龙纱网24 目, 21×1.8公尺PE 材质1 件600 600
    20 透明塑胶布7.5×4.5公尺防结雾1 件650 650
    21 L型接头ψ3/4"×3/4" 铜质铸材14 个65 910
    22 塑胶布固定夹ψ1/2"镀锌铁管用塑钢60 个6 360
    总计 NT$ 14,607 (US$4869)
     
    (三)、气根式栽培设施之结构:
    动态浮根式水耕系统之栽培设施计分成:(1)气根式栽培床,(2)定植板,(3)排液
    沟板,(4)空气混入器及(5)养液交换槽(排液器)五种,其规格及每862.4m2
    所需资材详列
    于后:
    1.气根式栽培床:气根式栽培床的资材为保利龙制重1.8 公斤,其规格长90.1 公分,宽
    201 公分内部由八条凹凸槽所组所,凹凸槽长189 公分其宽度在下缘凸起处宽3.0 公分,
    上部为 2.1 公分。两凸槽间之距离为8.3 公分,凹槽之深度系以1:189 之斜度,即由右
    边之 5 公分深斜至右边之 6 公分。在栽培床之右边预留着一条深3 公分,宽4.5 公分之
    满槽,供为安置养液喷射管用。并具在栽培床左边有一条深6.2 公分,宽13 公分之沟
    槽,此乃养液回流之通道。
    2.定植板:定植板的资材为保利龙制,重0.48 公斤其规格长90 公分,宽88 公分,厚度
    4.0 公分。每一气根式栽培床配备定值板 2 片。又,每一定植板内分布 8x10=80 个等距
    的定穴。定植板上方之穴口直径为2.8 公分,下方为2.0 公分。再者,在定植板上方每
    一穴口四周另由厚1.0 公分,宽3.0 公分之保利龙条围住,使穴口与液面间有一
    8.3x5.8x1.0=48.1 立方公分之空间。
    3.排液沟板:在气根式栽培床之左边排液沟槽上有一片厚度4 公分,宽16 公分,长90 公
    分之排液沟板,此沟板之作用主要在于保持养液循环之通畅及避免因阳光直射于养液而
    着生青苔,并堵塞回流管。
    4.空气混入器:空气混入器之大体资材为PVC 成型之组件,其构成体采用如太空舱式的两
    个PVC 材质之圆锥管,上方管内径为1/2〃
    φ下方管为 3/4〃
    φ,此圆锥管全长 8.0 公分, 30
    由 3/4〃
    φ处算起 3.5 公分处斜屈延长为 1/2〃
    φ。两个圆锥管由 3/4〃
    φ处互相接合,在接
    合前下方之圆锥乏内先置入螺旋浆片闸门,片长2.0 公分组在上,2.3 公分组在下。接
    着,利用长 3.0 公分,口径为 3/4〃
    之 PVC 管及 PVC 硬质胶水将之胶合。最后由接合处算
    起4.5 公分处,以电钻二个对称直径为0.3 公分之吸气口。
    5.养液交换槽:养液交换槽系利用坊间现成之塑胶盆,其规格长54 公分x 宽37 公分x 高
    14.5 公分。在塑胶盆内装置有养液升降排液器及床面养液回流用排液器各一。养液升
    降排液器之资材为ABS 塑胶射出成型的圆筒装置,本体外环及内环所组成。圆筒之外环
    直径为10.5 公分,外环之固定高度为8 公分,而下下方右有一对称且直径为2 公分之
    排水口。内环之资材亦为ABS 材质之塑胶套环,其直径为7.5 公分。又内环系由四个厚
    度不一的套环所组成其厚度规格又细分成3 公分(一个),2 公分(2 个)及1 公分(1 个)
    等三种。进行水位调整时,依实际需要将各套环组成而可精确地控制水位成0~8 公分。
    至于床面养液回流用排液器,其内缘口径为1〃
    ,为坊间惯用之成品。
    (四)、养液灌排系统之配备
    养液储藏槽之养液,经由于抽水帮浦之动作再流经空气混入器而由喷射射入栽培床
    ,而抽水帮浦之动作时间则取决自动控制器中定时之多寡。一般而言,每一小时动作 2 次
    ,每次3 分钟,又,养液之回流经由排液沟槽中床面排液孔,流至交换槽,再由交换槽之
    内环流回地下之养液储藏槽。因之,栽培床中实际之水位则取决于交换槽中排液器内环之
    高度而定;一般而言,内环之高度大致在4~7 公分。至养液控制用下槽之作用,一方面与
    储藏槽相通,平时可借之了解储藏槽之实际水量,一方面与养液控制用上槽相通,藉由其
    内之浮球水位控制器,使储藏槽内之水量不得低于满水位之10%。每 862.4m2
    之栽培面积
    ,可将养液之灌排系统区分成1~2 系统,即每一座长19.8 公尺之温室配备有3 个养液储
    藏槽,故左右2 列之6 温室,各有18 个排成一列之养养储藏槽,每一储藏槽,各以1〃
    φ
    PVC 管与主排液管之一头相接,而立排液管之另一头则接至养液控制下槽。又 1.5HP 之抽
    水帮浦则接在养液控制下槽之另一边。左右两座养液控制下槽可互通或个别独立。至于养
    液控制下槽又,1.5HP 之抽水帮浦则接在养液控制下槽之另一边。左右两边养液控制下槽
    可互通或个别独立。至于养液上槽,则分别由 1〃
    φ之PVC 管,经由浮球水位控制器与养液
    与下连通之,其作用系将高张浓度之养液以每日全水量1%之补充量为基准流入养液下槽
    ,以确保栽培床中养液之均衡性。又养液上槽之容积或个数则取决于业者之经济能力而定
    。
    三 叶菜类栽培管理
    (一)、选种作业
    任何一项栽培,都需作好育苗的工作,有健全的种苗,才能顺利地栽植出好的植株,
    水耕栽培亦不例外,有纯熟的育苗技术,能提高发芽率减少种子的耗损,能促进苗期的生
    长,缩短育苗时间。
    1.适栽作物:叶菜类水耕所用之种子、栽培季节与土耕相同,其依作物生长状况不同而使
    每一定值板所栽植的株数不同,一般而言以一块88 公分x90 公分之定植板,普通叶菜31
    类栽植 80 株,结球性则为 9~13 株。日常我们所食用的叶菜类如表10 所示,大致皆可
    采用水耕法栽培。为了考虑经济效益则需选择非季节性之蔬菜或本地稀少之菜种,较能
    获致高效益。
    表 10 适合水耕栽培之叶菜品种
    季节 作 物 别 每一承板
    栽种种数
    盛夏白菜、空心菜、青江菜、芥蓝菜、苋菜、莴苣、
    油菜
    80
    春秋白菜、空心菜、青江菜、小松菜、芥蓝菜、苋菜
    、叶莴苣、油菜、芹菜、鸭儿芹、雪体白菜
    80
    冬结球白菜、甘蓝、结球莴苣、芥菜
    茼蒿、芹菜、叶莴苣、芹菜、芫萎、菠菜
    9~13
    80
    (二).播种作业
    水耕种苗之培育作业可分成点播、撒播和移植等三种。点播及撒播法适合一般粒径较小
    之种子,而移植法则适用于粒径较大之种子或结球性之蔬果,种子先播种于其他介质,
    待幼苗成株后再移入海绵中。若以播种效率来分类则依操作步骤之快慢又可分成人工播
    种及机械播种两种。笔者所服务之龙岩区农业改良场已完成水耕育苗专用之穴播种器,
    可将种子直接播入海绵中,每一次操作费时3 分钟,与一般人播种相比约快7 分钟,兹
    将点播与撒播法之种苗培育操作介绍如下
     (1).播种:进行水耕种苗之培育时,首先取干种子直接播种于预先切割成十字型播种穴之
    海绵片中,供为育苗之海绵其特性为吸水性佳,但保水性差。每一片海绵之规格为长 28
    公分,宽19.5 公分,其内已预先切割成92 小块海绵,而此小块海绵之规格为2.5 公分
    x2.5 公分 x 3 公分。又每一块小海绵之中心有一十字切口,点播时便将2~3 粒种子播入
    此十字切口中。播种作业时,依种子粒径之大小来决定播种深度,种子粒径较小时,播
    种深度要浅,约0.3~0.5 公分左右,大种子要深约0.5~1 公分左右,种子太深会影响发
    芽,太浅则于浸种时种子会流失。本场开发之拨杆式播种器操作时系将种子直接播入海
    绵中,每次同时播入 96 穴。
     (2).撒播:是较为简便快速的方法,首先将海绵片完全浸湿置于育苗盘内,取量3 片海绵
    片(96 穴x3)所需之种子量,此种子量要以每穴3~4 粒种子来计算,所以3 片海绵片约用
    1000 粒种子在种子百粒重算出后再以10 倍重量取量之。之后,直接将种子均匀的散布
    于海绵片表面,再用黑色不织布覆盖在上面。不织布要常浇水,保持湿润,以利发芽。
    (3).浸种:这是水耕栽培之一特别的处理,而发芽状况的好坏亦受此一处理极大之影响,
    将点播好的海绵片,以三片为一单位,排置于育苗盘中,由盘缘加水,海绵会浮起,轻
    轻均匀地于海绵片全面拍打,促其吸水,使海绵充分湿润,待三片海绵皆湿润后,育苗32
    盘中保留1/3 高度之水量,供其利用。再用浸湿之黑色不织布覆盖住,以隔阳光,保持
    饱和湿度并放置于阴凉通风处。
    (三)、育苗作业
    (1).健苗:一般白菜约2~3 天便会发芽,莴苣则3~4 天,待其发芽率达八成后,便可将不
    织布掀去,置于日照充足接受绿化健苗,当子叶完全展开,本叶开始生长时,便要用营
    养液代替水继续浇灌之。营养液之配方,如表 7-4 所示。加营养液时需由盘缘慢慢灌入
    ,不要由海绵表面直接浇入否则海绵表面会生青苔。又目前坊间生产之发泡绵(海绵)
    ,一旦浸水后会产生碱性反应,PH 会升高2 度左右,虽然其释放之碱性物质并不会影
    响种子发芽,但pH 值若高于7.5 则有害于幼苗之根系伸长。因之,在健苗过种所用之
    营养液 pH 值需维持在 5.5~6.0 间。换言之,利用营养液之弱酸性来中和海绵所释放之
    碱性。
    表11 龙岩区农业改良场培育水耕种苗营养液配方
    (2).幼苗管理:为了确保育苗盘中种子之高发芽率及幼苗成长顺利,最好能有一座育苗室
    ,育苗室之温室保持在25~28℃间,光度在10,000 lux 左右,如此,播种后之育苗盘
    可直接置于育苗之承载床上,藉由养液之自动循环而不需每日之洒水管理,且可达到由
    播种、浸种侵苗及幼苗管理一贯化之目标。育苗室之承载床,长度20 公尺,宽61 公分
    ,深度5 公分,床面上先铺上0.15mm 之黑色塑胶布,接着铺上0.5 公分厚寛61 公分之
    海绵,海绵上面再铺上一层厚0.1~0.2mm 之不织布。育苗时,可径将育苗盘直接置于其
    上。而养液乃采用喷射循环式,从上午8 时至下午16 时,每隔15 分钟循环1 次,每次
    1 分钟,16 时至隔天8 时间,每2 小时循环1 次,每次3 分钟。
     蔬菜种子从发芽成长到2~3片本叶之时间不一,尤其育苗之环境不良时,种苗之成
    长度速极慢,无法预估其最适移植期。表7-5 所示之最适移植日期,乃为25~28℃下各
    种蔬菜之实际育苗日数。
    元素别 营养液名称 用量(mg/L)
    巨量元素
    硝酸钙[Ca(NO3) 2.4H2O]
    硝酸钾(KNO3)
    硫酸镁(MgSO4.7H2O)
    磷酸一铵(NH4H2PO4)
    118
    202
    61
    28
    微量元素 嵌合铁(Fe.EDTA) 10
     pH=5.75±0.25, EC=0.45 mS/cm 33
    表 12 各种蔬菜之最适移植日数
    最适移植日数(日) 蔬菜别
    发 芽 期 育 苗 期
    总计(日)
    空 心 菜
    土 白 叶
    绉 叶 白 菜
    青 梗 白 菜
    油 菜
    芥 菜
    芥 蓝 菜
    莴 苣
    苋 菜
    香 菜
    菠 菜
    茼 蒿
    芹 叶
    鸭 儿 芹
    2~3
    1~2
    1~2
    2~3
    1~2
    1~2
    2~3
    3~4
    4~6
    4~6
    3~4
    3~4
    5~7
    17~10
    7~14
    7~10
    7~10
    7~14
    7~14
    10~16
    10~16
    10~16
    14~18
    14~20
    10~16
    10~16
    14~20
    15~20
    9~17
    8~12
    8~12
    9~17
    8~16
    11~18
    12~19
    13~20
    18~24
    18~26
    13~20
    13~20
    19~27
    22~30
    (四)、移植作业
    移植作业对于业者而言,是每日必需进行之步骤,因之每日从育苗室选取达最适移植期
    之种苗进行移植作业。换言之,即选取已生长至本叶2~3 片叶子,其根系亦伸出海绵3 公
    分以上之种苗。移植时只要将小海绵轻轻剥开便可剥离,再一块块植入栽培穴中。移植时
    ,要注意根部于植入栽培穴时,不要使根部被夹于海绵于保丽龙板之间,以致根吸不倒水
    而枯死。再者,幼苗根系在穿过栽培穴后需附着于下方栽培床之沟槽凸起处,以诱引形成
    气根系。
     由于动态浮根式水耕栽培技术,系以「蔬菜生产工厂化」为着眼点。因之,一间温室
    内必需同时栽种数种蔬菜,且在栽培后一定时间内时收获之。为了达到此理想,则需依蔬
    菜之生长特性,使之移植后需与其他蔬菜可在同一天达收获期。换言之,蔬菜达最移植期
    时,其苗龄并不相同,例如土白菜在子叶完成展开后即可移植,芥蓝菜则需至本叶展开后
    才可移植。表12 即为各种蔬菜达最适期所需之日数。
    (五)、例行栽培管理
    进行动态浮根式水耕栽培蔬菜之优点为:栽培过程不需掀开温室四周之尼龙网,仅需
    定期掀开温室外面之交换槽,调整其水位高低即可。
     水耕栽培过程会遭受病虫害侵袭之主要原因,系来自育苗过程种子带菌,或幼苗时不
    幸被害虫侵袭。为避免病虫害之感染,最好有一育苗专用网室。育苗网室经常全面消毒,
    则可将病虫害之发生频度减至最低,否则一旦发生小菜蛾、夜盗蛾、蚜虫或红蜘蛛等之危34
    害后,除非废耕而进行全面消毒外,无法彻底根除之。
    水耕栽培并无法绝对防止病虫害之危害,为了彻底执行蔬菜栽培期间不喷洒农药之
    原则,因之,每一作采收后至下一作移植前、或定期地,网温室内栽培床架下方及栽培床
    需全面消毒。栽培床之消毒方法大致上先将营养液排回养液槽中,然后将栽培床上之定植
    板取出清洗,而让栽培床直接曝晒于大太阳中。栽培床或定植板若着生藻类则可用700-750
    ppm 之过氯酸钠NaClO 消毒水(钠消毒水)浸泡12~24 小时则可去除青苔。至于栽培床下
    ,则可喷洒一般杀虫剂防治之。
    四、叶菜类水耕营养液之调制及管理
    (一)、营养液配方
    水耕栽培之成败除前述种苗之培育是否健康外,正确的营养液管理及调制亦占一半以上
    之因素。理论上每一种蔬菜均有其最适之营养液配方,但实际操作时,会发生困难。换言
    之,为了达到每一种蔬菜有其最适配方则营养液之循环系统必需各自独立,如此投资成本
    相对提高。根据笔者之多年经验发现,若采用「渐近浓度」之养液管理方式,使水耕植物
    从幼苗移植至收获前之营养液成分逐渐增加,则不论那一种蔬菜均可使用龙岩区农业改良
    场之叶菜类水耕营养液配方来栽种之。在实际进行养液调配时可依表7-6 之成分量和成分
    量,而微量元素部分仍维持基本配方(S)之成分。
    (二)、营养液调配法
    依表13 之基本配方中成分及表14 栽种作物别和季节别选定所需之配方后,各组成分化学
    药剂可向坊间化工原料行购买,巨量元素以选购食品级或工业级为宜,微量元素则以分析
    最佳,购买时需了解各成品之有效成分(浓度),及不纯物之种类和成分量,否则一旦含过
    量之重金属时将危害到消费者之健康。
    表13 龙岩区农业改良场叶菜类水耕营养液基本配方(S)
    最适浓度 EC 值(mS/cm) pH 值
    蔬菜别
    春夏季秋冬季春夏季秋冬季春夏季秋冬季
    白菜、莴苣、青梗白菜、菠菜、苋
    菜、油菜、瓮菜
    1.2 S
    ↓
    1.5 S
    1.5 S
    ↓
    2.0 S
    1.02
    ↓
    1.28
    1.28
    ↓
    1.70
    5.5
    ↓
    6.0
    6.0
    ↓
    6.5
    茼蒿、芥菜、芥蓝菜、
    结球莴苣
    1.5 S
    ↓
    2.5 S
    2.0 S
    ↓
    3.0 S
    1.28
    ↓
    2.13
    1.70
    ↓
    2.55
    5.5
    ↓
    6.0
    6.0
    ↓
    6.5 35
    表14 叶菜类蔬菜所需之渐近营养液浓度建议量
    五、 栽培成效
    (一)、动态浮根式水耕系统之特性:
    1.较易维持养液温度及诱引气根系:由于气根式栽培床内有八条保利龙凸起之沟槽,由于
    幼苗系移植于沟槽上,使根系形成倒V 字型,根系上方充满雪白之气根系流程仅2.0 公
    尺。因之,即使气温在35℃时,水温仍能维持在28.0~29.1℃间。
    2.溶氧量较高:气根式栽培床之特性之一为养液之灌排流程较短,再者进液时采用喷射灌
    液方式。因之,不论养液采用自然落差灌液方式或采用抽水帮浦强制灌液,溶氧量均维
    持在 5~6ppm 间。
    3.根系较发达:移植于气根式定植板的蔬菜根系,由于其上方根系1.0 公分左右的根系自
    然地露于湿空气中,而且下方根系一旦与栽培床的凸槽接触后,即沿着凸起处向方伸
    长而形成倒 V 字型的气根系。
    4.需养液量较省:由于气根式栽培床具凹凸浪板特性,每单位栽培床最高养液装载量仅
    105 公升。以栽种一次青梗白菜为例,在气温35℃下,每1,000m2
    可节省 7.7 公吨的养
    液,结球莴苣则可节省11.1 公吨的养液。
    5.耗电量较省:由于动态浮根式栽培技术改采用喷灌进液,每小时仅打3~5 分钟,每日动
    作 16 次。因此每 1,000m2
    每日耗量仅 10~12KWH。
    6.采移植栽培,周年性产量固定:如表7-8 及7-9,动态浮根式水耕栽培技术是将各种蔬
    菜的生育期控制在24 天,即允许各种蔬菜长至最适移苗期才移入温室中,移植后,至
    24 日每穴即有 53 公克的平均收获量。
    7.采企业化栽培,收入固定:动态浮根式水耕技术采用工厂化经营理念,将862.4m2
    的 12
    间温室区分成24 区,即每日收获1 区及移植1 区。由于各种蔬菜的生育期需控制在 24
    日内,因此,每日的收获量为19.8 公尺长、宽2.13 公尺温室之半(19.8x2.13÷2=21.1m2
    )
    如表表7-8 及7-9 所示为各种蔬菜的实际生产量,即以经营862.4m2
    之水耕农场,则业
    元素别 营养液名称 用量(mg/L)
    巨量元素
    硝酸钙[Ca(NO3) 2.4H2O]
    硝酸钾(KNO3)
    硫酸镁(MgSO4.7H2O)
    磷酸一铵(NH4H2PO4)
    磷酸一钙[Ca(H2PO4) 2. H2O]
    118
    404
    123
    57
    126
    微量元素
    铁(Fe.EDTA)
    硼酸(H3BO3)
    氯化锰(MnCl2.4H2O)
    硫酸铜(CuSO4.5H2O)
    硫酸锌(ZnSO4.7H2O)
    钼酸钠(Na2MoO4.2H2O)
     20
    1.2
    0.72
    0.04
    0.09
    0.01
     PH=6.0±0.5
    EC=0.85 mS/cm 36
    者每日可采收86.6 公斤,带根的蔬菜。
    8.落差连续式渐近浓度追肥管理,施肥合理:坊间惯行之肥料管理法,大致依据本场过去
    发表的间歇式追肥管理法,即每隔7~10 天测定水耕浓度(EC 值),再依间歇式追肥管理
    公式公补之:
    此追补法是大缺点为盛夏之际水耕液浓度变化太大,若7~10 天才追补,则养液浓度
    早已超出原先标准值的10%,造成后续追补量误差太大。缺点之二为,惯行的肥料管理
    法,采用栽培期间单一浓度管理法,因此,若沿用较淡的浓度,则植株生育后期易发生
    营养不良;而若沿用较浓的浓度,则植株生育初期,尤期是移植后3~5 天间,会发生生
    长停顿的现象。
    落差连续式渐近浓度追肥管理法,则依落差连续式追肥管理公式(详如第六讲第七节
    所述)和表 7-6 及 7-7 的浓度配方。各种蔬菜的配方相同,仅有冬夏季之别,并利用简
    易的自动控制允许栽培床上的浓度以每日1%之浓度差之变异,将蔬菜生长间之浓度
    维持在原先设定值99%以内,以期蔬菜之稳定生长。
    9.造价便宜:动态浮根式水耕农场每862.4m2
     (19.78mx43.6m)之土地面积中可搭建
    2.13x19.8m2
    之矮架温室12 间,其总栽种面积为506.1m2
    ,即土地使用面积达 58.7%。又
    ,每一间矮架温室,包括内部栽培设施之造价为新台币55,000 元,再加上每6 间设施
    共同之养液自动灌排系统需新台币50,000 元,因之,若以862.4m2
    当作一单位水耕农场
    ,则其设施成本之估算如下:55,000 元x12+55,000 元x2=760,000 元,为日本同类水
    耕设施构筑费用之 1/4~1/10。最特别地,本项水耕设施中个别网温室之构筑,系为独
    立工程,即在经不充裕或栽培技术尚未熟练前,农友可视经济状况构筑一、二网温室,
    假以时日再扩充之。
    10.设施结构简单,施工及维修费用较低:由于动态浮根式系统中之网温室采用矮架组合
    方式,因之,农友可依本文中之图样及购得各项套件后,自行搭建之。国外水耕栽培系
    统或温室之构筑均属专业技术,一向由私人之科技公司承包之,价位极高;而笔者提供
    的矮架式水耕温室不论在构筑方面,或尔后之维修方面,甚或日常屋顶塑胶布之清洗
    作业均可自行操作之。
    11.防虫性佳:利用高隧道式网温室或力霸钢架网温室来栽培水耕蔬菜币端之一为防虫性
    不佳,而本场新开发之矮架温室,则采用独栋采收之作业。因之,一旦蔬菜栽至栽培床
    上则四周立即以24 目白色尼龙网封葟,直到收获日才再掀开。故栽培过程发生病虫之
    机率较低。甚至一旦某温室在采收时发生严重病虫害,也较易于进行独栋之消毒作业。
    12.抗风力强:根据国立台湾大学农业工程系王鼎盛教授对本温室结构分析结果显示,一
    座长7.2 公尺宽2.13 公尺之矮架组合式温室,骨架重量为171.90 公斤,若不放置何任
    栽培设施则其能抵抗之最大风压力为13,739 公斤/平方公尺,而本省房屋设计之最小
    风压力(100 级区)为70 公斤/平方公尺。换言之,矮架组合式温室之骨架,置于本省任
    何地区,一旦起风时,都有倾倒之可能。若栽培床水深10 公分时或床下用砖头或铁环
    以100 公斤/平方公尺压住时,可抗风压又可升至129.2 公斤/平方公尺,相当于风力
    区 150 级区及 200 级区。唯,镀锌铁管仅能承受之风压力为41.25 公斤/平方公尺,因
    之可在温室前、后方之纵向出入口处,各以2 支口径为3mm 之镀锌铁管交叉补强之。又
    本温室高度仅1.8 公尺,因此,补强后之水耕温室仍可抵抗100 级区风力。又,若能在
    此型温室之四周或至少该地区之迎台风面,构筑一道挡风墙,将可增强其抗风力。唯则 37
    ,此型温室之承架部分之边柱及中央承柱,一旦由水平调整纽架好水平后,若能以水泥
    封位各柱脚,将亦可增强其抗风力。
    (二)、生产力之估算:
    依季节不同,生长速度会有快慢,详如表15 所示,夏季较快冬季较慢,白菜18~25
    天,叶莴苣28~35 天便可采收,采收时将植株连根拔起即可,其根茎间之小海绵毋需去除
    ,这是水耕蔬菜不可仿冒之标志。
     表15 为水耕蔬菜之产量调查资料,估算标准系以蔬菜长至第8 片叶片完全展开时为
    经济采收期,结球莴苣例外,表中为单穴调查资料,一栽培床产量及100 平方公尺面积之
    产量。
     由表15 及16 可知,水耕蔬菜生长期间较土耕缩短5~7 天,尤以夏天更明显,如此一
    年可栽植12~20 次,且无病虫害之虑,又不会受到天候不良之限制,生产量平稳。由于叶
    菜类为短期性作物,定植至采收之间只隔20~30 天,且叶菜类叶片鲜嫩肥大,一般露地栽
    培,虫害严重,不施药是不可能有好的收成,一旦施药控制,安全问题十分严重。水耕栽
    培所生产之蔬菜可说完全不需依赖农药,只要设施结构完整,育苗室、栽培室保持清洁,
    防范蝶、蛾之飞入,病虫害无从产生。
    若采用工厂化之经营理念,即将862.4m2
    之12 间温室区分成24 区,即每日收获半间之
    温室;则各种蔬菜之生育期需控制在24 日内。因之,每日之收获量仅有19.8 公尺长,寛
    2.13 公尺温室之半(19.8x2.13÷21.1m2
    ),如表15,表16 所示,各种蔬菜之实际生产量。
    因之,以经营 862.4 m2
    之水耕农场,则业者每日可播收86.6 公斤带根之蔬菜。
    表 15 水耕蔬菜生产特性(100m2
    ,一作)
    季
    节
    别
    蔬菜种别 叶数 生长
    日数
    单穴鲜克重
    (公克)
    去根
    鲜重
    (公克)
    栽培床
    产量
    (公斤)
    100m2
    之产量
    (公斤)
    冬
    季
    土白菜
    青梗白菜
    尼龙白菜
    苋菜
    绉叶莴苣
    结球莴苣
    8.0
    8.5
    8.5
    15.0
    8.8
    26.3
    20
    22
    21
    28
    22
    40
    63.9
    84.4
    83.0
    60.6
    86.6
    369.8
    61.3
    78.7
    81.1
    54.5
    81.1
    345.5
    7.7
    10.1
    9.9
    7.3
    10.4
    6.9
    268.4
    354.5
    348.6
    254.5
    363.7
    241.8
    夏
    季
    土白菜
    青梗白菜
    尼龙白菜
    苋菜
    结球莴苣
    7.9
    7.4
    6.8
    12.2
    8.9
    14
    23
    22
    20
    18
    70.0
    46.4
    65.5
    54.5
    76.0
    68.0
    44.3
    62.8
    45.2
    71.0
    8.4
    5.6
    7.9
    6.5
    8.6
    294.0
    195.0
    275.1
    228.9
    300.7
    注:每穴栽植株数结球莴苣及夏季青梗白菜为1 株,余为2~3 株,每100 m2
    可
    置35 个栽培床,每一栽培床之实际栽培面积为3.62 m2
    。 38
    表16 各种水耕蔬菜之生产特性(24 日2.13 x 9.9=21.1 m2
    )
    生产量(公斤)
    蔬菜种别
    单穴鲜重
    (公克)
    去根鲜重
    (公克) 单一栽培床 21.1 m2
    土白菜
    绉叶白菜
    青梗白菜
    小松菜
    中国绍叶
    广东菜
    芥蓝菜
    土莴苣
    绉叶莴苣
    空心菜
    苋菜
    红叶菜
    塌茹莴
    茼蒿
    菠菜
    58.2
    56.3
    50.8
    41.2
    60.4
    50.0
    50.6
    71.3
    51.3
    100.3
    40.2
    36.0
    56.8
    36.2
    36.4
    52.0
    50.4
    46.4
    34.7
    52.8
    44.6
    43.6
    57.3
    43.8
    90.8
    35.2
    29.3
    45.6
    28.4
    29.4
    8.4
    8.1
    7.3
    5.9
    8.7
    7.2
    7.3
    10.3
    7.4
    14.4
    5.8
    5.2
    8.2
    5.2
    4.2
    92.4
    89.1
    80.3
    64.9
    95.7
    79.2
    80.3
    113.3
    81.4
    158.4
    63.8
    57.2
    90.2
    57.2
    46.2
    平均 53.1 45.6 7.6 86.6
    (三)、水耕蔬菜之品质:
    水耕蔬菜与一般土耕者品质之差异是消费者心中之疑惑,也是国内试验场所专家们所
    关心之问题。由于水耕营养液系由一般无机化学物质(表7-6)所组成,植物可能因吸收养
    液中之NO3-N、NO2-N、Mn、Fe 等物质使该物质因累积而残留于植物体,一旦人类食用后而
    有不良之影响。
    表17 之结果,是以白菜为植物材料,栽种方式分别为土耕及水耕,水耕所用之方
    式为动态浮根式,土耕则以相同之栽培床内装填砂质土壤,而每天定时由表土洒入耕养液
    ,使土壤水分保持田间容水量,另外由菜市场抽样买回白菜为对照,用来比较三者间化学
    成分之差异。测定结果发现蛋白质及脂肪成分方面三者差异不显著。蛋白质含量大致在
    1.36~1.42%,而脂肪则在 0.16~0.19%间。淀粉方面以水耕者之9.41%最高,其次为土耕及
    市场取样者之 7.80%及 6.47%。纤维含量则相反,以市场取样者之0.59%最高,其次为土
    耕的 0.49%及水耕之 0.24%。至于叶绿素含量测参试之土耕者及水耕者大略相似为
    0.43~0.44%,而市场取样者较高为 0.65%。在维生素方面白菜含有丰富之维生素A、C,但
    测试结果三者之间差异不显著。
    近年来食品蔬菜及饮水中硝酸盐及亚硝酸盐含量之问题逐渐被重视,主要是蔬菜或
    饮水中之硝酸盐可因唾液中或其他微生物之硝酸还原酵素将之还原为亚硝酸盐,而亚硝酸39
    在酸性下易与一些二及三级胺反应而形成亚硝酸胺,而此物质可能为癌物质或致生肿瘤,
    再者,近年亦发现蔬菜或饮水中之亚硝酸盐含量与人类之变性白色蛋白血症有关。换言之
    ,人体血液含过多之亚硝酸盐时会阻碍血红素之携氧作用,而导致病人发生缺氧病征。就
    蔬菜而言,叶片之硝酸盐含量与施肥量,栽种季节及收获后储藏方式有关。就表 17 之结
    果亦得知,由相同之肥料配方所生产之白菜,以水耕者之含NO3-N 最低,仅136.4ppm,其
    次为土耕425.3ppm,含量最高者为取样自市场者之对照1932.9ppm。而诸处理中 NO2-N 之
    含量均低,大致在2.0ppm 以下,其中亦以水耕者之0.24ppm 最低,其次为土耕之0.84ppm
    及对照之 1.57ppm。据此可知,就一般化学成分而言,水耕栽培之蔬菜应无异于传统之土
    耕蔬菜。但因水耕栽培时养液中含各成分均维持一定浓度,使小白菜之逐日吸收量较均衡
    ,因之其 NO3-N 及 NO2-N 之含量最低。
    采收后之水耕蔬菜其含水量较高,采收后若静置于室温中,则脱水率高于一般土耕
    蔬菜。根据笔者之实验得知,若以塑胶袋装盛之,则采收后24 小时内脱水率下降,且其
    根系乃具活力,若再将之浸水则仍能回复其新鲜外貌。故,在实际采收作业上,在装袋前
    尽量保持根系之水份,及让海绵充分吸水以确保其品质。
    表17 栽培方式别白菜营养成分之影响
    栽培方式
    化学组成
    土耕 水耕
    市场取样
    (对照)
    蛋白质(%)
    脂肪(%)
    淀粉(%)
    纤维(%)
    叶绿素(%)
    维生素 A(%)
    维生素 C(%)
    NO3-N(ppm)
    NO2-N(ppm)
    1.36
    0.16
    7.80
    0.49
    0.44
    0.28
    0.041
    425.3
    0.84
    1.42
    0.19
    9.41
    0.24
    0.43
    0.31
    0.039
    136.4
    0.24
    1.39
    0.17
    6.47
    0.59
    0.65
    0.34
    0.046
    1832.9
    1.57
    (四)、经济分析:
    经营水耕农场,是一种工厂化的投资,故必需估算其经济效益,以构筑862.4m2
    之一
    间水耕农场为例,依表8 所示,设施成本大约在新台币74.9 万元间,再加上每一间温室
    施工费用,大约10,000 元,则总投资额达85.4~87.7 万元间。至于其年收益如何呢?
    如表 18 所示,每 862.4 m2
    可生产31,609 公斤之蔬菜,若以每公斤单价30 元而计,
    则年毛利为 948,270 元。扣除在开支方面之696,655 元,即种子费4,000 元,海绵费40,485
    元,养液费91,250 元,电费40,000 元, 水费1,895 元,消毒用药剂费6,000 元,雇工
    费用240,000 元,设备折旧费159,232 元,包装材料费66,379 元及包装耗损费47,414 元,
    则年净所得达 251,615 元。即所得率在 26.5%。换言之,以投资 862.4 m2
    之水耕农场而言,
    3.39~3.49 年间可回收其成本。


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