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   水耕栽培(Water Culture)与养液栽培





    水耕栽培在国内曾有一段风光且轰动的岁月。在设施栽培的研究中,水耕栽培
    为显学地位,被誉为尖端科技与高级农业之代表。然而曾几何时,水耕栽培研究
    项目在研究界己逐渐稀少。而国内之水耕业者仍然不断持续奋斗。对消费者而
    言,水耕蔬菜之评论也时有争议在神农杂志第三期中曾有专文介绍国内一些水耕
    业者之经营现况并说明澄清传播界曾有的误解。个人并非水耕业者,也未曾执行
    水耕栽培之相关研究,仅以个人之观点提出对水耕栽培之一些看法。
     在国内,水耕栽培与养液栽培几乎是相同的名辞,在许多介绍水耕的文
    章,两者意义完全相同,但是事实上两种栽培方式并不一样。自定义加以区分,
    养液栽培系指利用液体供给作物生长所需养份之一项栽培技术,其特点在于作物
    之养份不由泥土供给,因此作物得以脱离泥土的拘拌。在养液栽培中,植物根部
    可浸于水中(水耕栽培)或位于空气中,而由其他容器固定植株,也可以其他非
    泥土的固型介质加以固定(固定物栽培)。
     由上述之栽培作业说明,可知水耕为养液栽培的一项技术,但并不完全
    等于养液栽培。由养液栽培之定义可用以说明无土栽培(Soilless culture)。
    无土栽培之目的即在于使作物脱离泥土,而由养液供应生长所需养份,因此养液
    栽培与无土栽培之意义较相近。参考日本施设园艺学会所制定之使用手册与世界
    粮食与农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,
    FAO) 所出版之无土栽培手册(Soilless culture for horticultural crop
    production),养液栽培(或称无土栽培)之分类如下:
    A.水耕栽培
    a. 液体水耕
    1.养液配合强制通风法
    2.循环使用法
    3.液面土下浮动法
    4.液面沉降法
    b.NET 法
    c.喷雾耕法
    B. 固定培养基栽培
    a. 无机固体开放式:砾耕法、砂耕法、岩棉耕法
    b. 无机固体密闭式:砾耕法、砂耕法 2
    c. 有机介质:植床法、介质袋法
     养液栽培与传统土耕之比较,其优点不可胜数,例如施肥均匀、肥份可
    以自我控制、增加栽培密度、不需进行杂草防治、自动化程度高以减少劳力需求、
    消毒容易、产量提高、而且可在土壤状况不适合之环境下从事耕作。然而养液栽
    培主要有两大项问题:
    (一).初期投资成本高。
    (二).栽培技术之要求程度高,管理作业复杂。养液栽培中,作物直接由液体供
    应养份,其对病虫害之缓冲能力较少,而以水耕栽培作业而言病害传播(尤其水
    生菌类)远比传统土耕快速。
     由上述之讨论得知,水耕栽培为养液栽培之一种,而其特点在于根群环
    境没有其固形物支持,因此其缓冲能力小,比较容易受外界影响。
    二、养液栽培与化学物
     养液栽培系以液态方式供应作物之水份与养份,养液之成份为化学物
    质,因此养液栽培不等于有机栽培。养液栽培中,养份若能维持于无菌状态,则
    可消除水生菌之感染,但是并不代表整个栽培环境完全处于无细菌,无病害之情
    况。利用养液栽培以生产作物,并不能完全保证没有病虫害,有了病虫害问题必
    须加以解决,因此农药等化学药物亦仍在养液栽培中使用。
     养液栽培所使用之化学物另一个引起疑虑之问题。在于养液中硝酸盐之
    浓度。对叶菜生产而,硝酸盐在生产过程中扮演重要之地位,而对果叶或花卉之
    生产而言,因为作物之收获物并非叶部,因此硝酸盐之浓度对生产之影响并不
    大。 "只要正确合理之使用,硝酸盐之浓度在规定限制范围内,并未有安全问题"。
    而留给消费者的疑虑在于规定的限制范围是多少?要如何检测蔬菜产品其硝酸
    盐浓度是否合乎在标准范围之内。
    三、以栽培技术观点看养液栽培
     国内水耕之研究与推广,曾有一段风风光光的岁月,而今反而少为农业
    界所提及,而甚至成为敏感避谈之主题。国内之养液栽培,也自"水耕蔬菜"转而
    朝向以养液栽培生产果菜与观赏植物。其中必须反省深思之问题在于养液栽培之
    技术。利用养液栽培,有其优点,更有其限制条件。而在进入商业化生产之前,
    这些栽培技术是否己完全齐备,例如栽培用设施或温室的抗风、抗雨性,内部微
    气候的调节能力、养液的配方(化学成份)、养液之施用技术(何时给液、给多少)、
    作物之病虫害防治技术、养液施用所产生化学物对环境之冲击与解决之道,栽培
    成本与销售市场等问题,在进行商业化生产之前,都必须考虑周详。
    以技术之观点,对国内之水耕栽培。提出相关之问题如下:
    (一)、设施与温室 3
     养液栽培应该在设施之内是可以露地栽培?利用设施栽培要利用成本
    低廉的遮雨棚,或是环境设备齐全的电脑环控温室?这些问题没有独一无二之模
    式可参考;而是因时(生产季节),因物(栽培作物),因地(所在地自然环境)加以
    决定,而设施或温室的生产成本更是无法忽略。国内在水耕栽培之研究中,并未
    如同欧美、日本等国家之循序路径,而是自露地栽培跃进至养液栽培。而今以养
    液生产之各种训练班为例,几乎未见有关设施与温室之介绍,生产者对其设施之
    结构,覆盖材料,环控设备等知识是否充份?所搭建之设施是否适当?外在大气
    环境对设施内部微气候之影响将间接影响作物之生长,这些技术恰是国内养液生
    产所缺乏之环节。内部微气候环境若未能掌握、调节,对于养液生产中根部环境
    之交互作用则无法确立。
     以水耕蔬菜业者常用之温网室为例,主要结构系以塑胶布搭盖屋顶以挡
    雨。四周围绕细网以防虫,为了避免热累积则加高墙壁,升起屋顶。为了抗强风,
    则必须降低高度以减少向风面积,屋顶高低要如何取舍?以温网室之宽度而言,
    为减少内部热累积,方便于以风力排除热量,宽度则加以缩小,但是宽度减少即
    造成每一生产单元之面积减少,网壁之搭建面积相对增加。过窄的宽度配合太高
    的屋顶,外界雨滴容易因风力影响而落入设施内部,在台风来袭时,此型温网室
    抗强风之能力并不高。
     如何配合养液栽培而使用适当之温室或设施?国外先有设施之研究利
    用再进入养液栽培生产阶段,而国内过去之研发系以跃进方式执行与推广,要如
    何弥补此差距?
    (二)、病虫害防治
     人难免有病痛,养液栽培之蔬果也如此,在循序渐进之技术衍进之下,
    设施内养液栽培之作物其发生病虫害机会应远少于露地栽培,但是如果发生病
    害,传播则更为快速。对于病害之产生条件而言,寄主(作物)自身的健康状况,
    病害、环境与时间等四要素中,病害之防治方法,首先系减少出现之机率,自种
    苗、灌溉水、介质等加以留意并以防虫网协助隔绝昆虫与虫类带来之病害。在生
    长环境保护方面,以国内常用的温网室为例,只有消极的挡雨与防虫,对于设施
    内部温度,相对湿度与通风量无法主动性的调节,因此无法利用生长环境之调整
    (例如减少空气之相对湿度,增加通风量)以协助抵抗病虫害之危害。在有病害发
    生时,最后终究走回了利用化学药剂之路。
     (三)、水耕以外之栽培技术
     利用养液供应肥料、水份,而配合滴灌设备,以穴质袋方式种植果菜在
    国内己发展出纯熟的技术。在叶菜方面,以穴盘分格分别种植,配合机械播种之
    穴盘蔬菜其栽植面积也逐渐扩大。因此对蔬菜培而言,传统土耕之外,水耕并不4
    是唯一之方式。而且水耕之技术也不仅适用于蔬菜。对花卉等观赏植物而言,水
    耕、养液栽培皆有其发挥的空间,无须局限水耕蔬菜生产。
    四、以经济成本看水耕栽培
     水耕栽培能否赚钱取决于其销售的价格与生产之成本。前者则取决于其
    竞争对象,尤其是传统土耕蔬菜。愈能避开传统土耕之盛产季节,愈能维持好品
    质,则售价才有机会胜过土耕产品。水耕栽培若是未能克服夏季高温问题,仅在冬
    季方能维持好品质、高产量,此生产方式即未能错开生产期。在成本方面,固定成
    本包括温室、设施、设备(例如养液之混合、控制器、邦浦等)之折旧与利息,
    变动成本包括电力、维修、人工工资与资材等成本。愈好的温室设施,愈多控制
    设备,生产的条件愈能控制、调节,作物之生产产量与产期愈能把握,相对地投
    资成本愈高。如何在单位面积之作业成本,产量与售出收入之间得到利润,此为
    经营者智慧之所在。
     国内之设施栽培成本分析与比较中,补助款之比例一向为人所忽视。并
    不是所有水耕业者都得到有关单位之补助。由于补助款主要以购置设备,因此受
    补助之水耕业者其设备成本往往不能代表真正的作业成本,受补助之业者其投资
    成本。在立足点上即低于未受补助之业者,因此真实成本之计算中,"水耕能否
    赚钱? "其成本计算基准点需要加以留意。
    五、消费者之立场看水耕栽培
    (一).环境保护的问题
     以养液栽培盛行的荷兰,对于农业生产中所利用之资材对环境之冲击性
    己加以设限并立法执行。其中之两大原则如下:1.化学物必需存在于循环密闭系
    统中,不使其逸散于大自然。 2.作物生产所用之资材必须可回收,可在大自然中
    分解。国内使用开放式的养液栽培,将植物未吸收多余养液直接排入大地对环
    境影响如何?以岩棉等未能分解之资材从事作物栽培,未来如何处理这些无法
    分解的癈弃物?以荷兰的标准要求,对国内现况似乎过于严苛,但是在生态农业
    与永续经营的环保求下,国内养液及水耕栽培如何逐渐符合此要求?
    (二).食用安全性问题
     水耕蔬菜是否安全,消费者一定关心,而对水耕蔬菜也有许多未见证
    实之传言猜测。专家提出说明"在安全范围内,使用化学药物对人体无害" 。对
    于农药残毒而言,土耕蔬菜己有许多单位加以检测,水耕蔬菜也能同样处理。但
    是对硝酸盐浓度而,言安全的极限是多少? 600ppm、800ppm 或是 1000ppm?如何
    检测?那些单位检测?这些都是需要澄清、说明问题。
    七、亚热带之农业特色与水耕 5
     本省环境中对园艺作物不良之逆境有高温、高湿、强风、暴雨、强日照
    量与冬季的寒流。国外现成的栽培技术若受到大气环境之影响则未能适用于台
    湾,温带国家之水耕蔬菜栽培技术,能否直接应用于国内,以国外之资料做一引
    证。
     依世界粮食与农业组织(FAO)于1990 年出之"园艺作物无土栽培"一书
    (Soilless culture for horticultural crop production)中,对有别于温带农
    之热带地区无土栽培技术有如下之建议: "在温度不特别高,雨量不是极端集中
    之地区,虽然在一年中多数的月份作物可以在露天中栽培,引入无土栽培仍需挡
    雨与防风之设施。再简易之设施其设置固定成本与作业成本仍然高过露地栽培。
    无土栽培管理经营者需要更高技术之训练。除此之外,无土栽培之市场经营需要
    评估,对本地之市场需求与国外进口之竞争货源均需要了解。水耕栽培优势在
    于:1 某些特定季节传统土耕不能耕作,2.栽培之品质能高于土耕种植,3.以上
    述两项因子能卖到更好的价格。
     特别值得注意的事项是病虫害管理,无土栽培虽然不是栽种于泥土之
    中,但是并不代表不受地区性病害之影响。在许多热带地区,许多重要的果菜如
    蕃茄、甜椒与茄科作物,仍然受到青枯病病菌引起之细菌性萎凋病所影响。利用
    水耕技术往往被认为可以不受到土生病菌所影响,但在实际状况下未必如此。一
    旦细菌感染出现在养液再循环系统(例如NFT 栽培或砾耕栽培),感染则千分快速
    而造成严重损害。
     对于上述之问题,可行的方式系利用介质袋,而将作物栽植于袋中,养
    液施用后不再回收利用,介质在每期作物栽培之间必须消毒,供应用水要确定未
    受感染。


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