Google+ 生物產業機械: 溫室設施

Tuesday, May 31, 2005

溫室設施

主題:二十一世紀的溫室
張鈞傑

  這一周是由方煒老師代課,主講的題目為溫室。上課中老師先提了一個別人曾經問過他的問題:台灣已經算是個四季如春的寶島了,那還要溫室做啥勒? 而老師的回答也很妙:就算是在台灣,同樣面積的一畝地,要是我的地種的是有溫室保護的經濟作物,我最後的收入可能能夠比沒溫室的多上幾十倍,那你覺得我們需不需要有溫室勒?

  老師的回答雖然是純粹由經濟報酬的觀點來回答,但實際上,這確實是需要重視的一個問題。尤其這也是影響到為什麼今日農藝領域較不受年青人喜愛,而導致農村人口一直流失的關鍵點之一。但老師也說了,其實要是溫室發展的好,其產物的附加價值是可以比高科技產業還要高的。就像現在一顆IC可能只值幾十元,其價值還不如一朵玫瑰花,更別說是可能要好幾百塊的高等盆栽了。也因此,發展更新更好的溫室,來使得台灣未來的農藝能有持續且看好的遠景,就變成一個重要的課題了。

  面對即將到來的21世紀,未來的溫室進展,將是希望溫室能更高、更大,功能更加複雜化,但是成本要求要愈低。而且必須得滿足以下需求:

1.單位面積更高的產量。
2.產品的品質更為提高、更好。
3.化學品(農藥、肥料等)的使用量愈低。
4.資源(能源)與資材的消耗愈少。
5.興建與使用成本愈低。

為了滿足上述,溫室產業的未來發展將有如下的演變:

一、溫室愈高、面積愈大、功能愈完善

  由於材料與建築結構之進步,溫室高度逐漸加高,溫室高度愈高,能夠利用的上方空間愈大,許多機具如自走式噴灑設備,行走式天車輸送設備等都可以在上方空間活動,由於所有機械設備都必須付出高投資成本,因此溫室面積愈大,機器功能發揮愈容易,另一方面環控功能愈加強。以屋頂開啟式之溫室為例,除了屋頂開啟設備,也添加了水牆、風扇、內遮蔭、加溫機等環控設備。

二、善用陽光

  陽光對於溫室的重要性,不僅在於利用進入的光能量進行加溫,而且要善用光合作用光譜範圍內的各種色光,例如利用近紅外線與其他顏色光之比例,對植物之成長或花朵著色特性都可以控制。
  由於光質的利用性,未來的覆蓋材料中塑膠布比玻璃更為重要。由於塑膠布在製造過程可以添加各種化學原料,因此可用以調節進入溫室內部的光質。未來的塑膠布覆蓋材料將會出現以透過不同光線為訴求的原料,以供生產者選用。

三、更複雜的環境控制系統

  溫室內部環境系統在未來不僅是提供作物一個良好生長空間,還要設法協助植物扺抗病蟲害。因此環控的目標不僅只是滿足作物成長生理需求,也要考慮病蟲害的繁殖環境。在生物防治的應用比例逐漸增加時,利用電腦環控使作物生長與生物防治之環境需求達到最佳化。以荷蘭為例在過去十年之內,由於生物防治之引入應用,農藥的使用量已降低了80%。未來目標則是結合環控系統,使生物防治效果更佳。

四、離地栽培與植床應用

  由於土壤病害造成的連作問題,在亞熱帶地區的溫室栽培逐漸朝向離地栽培。離地栽培代表不再種植於地面,而是栽植於介質袋或盆器之內。完成栽培,收穫作物之後,再更新介質,或是將介質重新殺菌、清理。此外未來的溫室栽培逐漸朝向以植床為單位,先種植於盆器之內,再放置於植床。在工作間完成種植作業,以輸送機具將植床送入溫室。溫室內部以環控系統加以管理,由於人員行走的空間保留至最低程度,因此空間利用率更高。此種作業型態有兩點特色。

1.人員在溫室內的工作時間減少到最低,因此溫室內部的環境控制以作物為主,而不再以工作人員的舒適程度為主。此即為以作物需求為優先之環控策略。

2.在最初之種植至最後的採收作業都在工作室內進行,因此以作物靠近機器,而非以機器接近作物。機器不必一邊行走、一邊作業。機械結構可以簡化,成本可降低,而且動作可更加精確。

五、影像處理技術之應用

  在傳統的園藝機械中,溫室產業使用的機器主要以介盤充填機,播種機、上盆機、移植機與自走式灑水機具等為主。近年來影像處理技術與機器結合稱為機器視覺。包括檢視作物的生長狀態,檢測植物是否存在病蟲害等等。合格品加以分級,不合格品則送回溫室繼續栽植或丟棄。

六、自行組合式溫室

  在未來的產業趨勢中,人力資源更為珍貴,技術性操作者之工資下降的機會有限,在溫室興建成本中,人力成本占總成本之比例愈來愈高。為了有效降低成本,溫室公司的對策包括減少了零組件種類,施工作業簡化,與鼓勵購買者自行組合溫室。在許多產業中,DIY逐漸與起,溫室產業也不例外。以法國DICHEL公司為例,其溫室興建之前,由該公司工程人員,在興建地區召募臨時工人,三天之後每人每天可搭建100坪以上的溫室。溫室公司也逐漸朝向此DIY方式溫室成本,以競爭世界市場。

  由上述之討論可知,二十一世紀的溫室不僅只是一個遮蔭蔽雨的設施,而是一座植物生產工場。結構要愈簡易,成本要降低,功能要複雜多樣化,而世界性的競爭愈強。溫室除了提供作物生長的空間,也要用以執行綜合性病蟲害防治之功能,要協助保護生態環境。所有生產的資源如灌溉水、介質、作物殘餘物都要回收處理。台灣對二十一世紀溫室工業之規劃要是做的好,也可能能是另一個多元發展下的重要產業。

參考資料:http://bse.nchu.edu.tw/prod01.htm