溫網室設備之發展現況

馮丁樹

 


廿世紀的台灣地區農業,其成長率將大不如前。從前那種農業培養工業的光榮日子,似乎已經愈來愈遙遠了。就農業成長的趨勢而言,這實在是一項危機,故如何重新出發,以高品質的農業來取代傳統型態的農業,化危機為轉機,實為當前有志農業之人士必須反躬自省,積極尋找解決方案的重要課題。

台灣地區農地狹小,農業之發展受先天的限制很大。但土地與台灣相當的荷蘭,或略小於我國的以色列,其農業之發展或農業現代化的情形,在在告訴我們,這是我們今後農業所應當追求與努力的目標。

一般榖物類作物的生產,仍然需要使用傳統的耕作方法。以集約栽培為經營方式的設施園藝,則最適合推行於人口密集、耕地難求的地區。從生產的觀點而言,設施園藝有下列諸特性:單位面積產量高、產品品質優良、生產量受季節的影響較小等等。台灣的地理環境除具有上述適合推展設施的條件外,更由於農村經濟人力結構的改變,傳統式農業的工作環境對新一代漸失其吸引力。因此,環控農業或設施園藝應可提供農民一個較為舒適的農業工作環境,也是我們未來農業的一項新契機。

 

一、台灣的環控農業可行性


環控農業是一種為改善自然環境,以利動植物生長的農業生產方式。其主要著眼於食物的生產與製造以及相關環境之自動控制。環控農業、設施園藝與傳統露地農業的最大區別便在於前二者去除了靠天吃飯的不利因素,進而由被動的農業轉而為主動的農業。事實上,也唯有完全掌握農作物生長環境,才有可能去要求農產品品質上之精確細緻。

目前國內設施園藝之栽培面積有果菜320公頃、竹筍及其他葉菜類為90公頃、切花類500公頃、蘭花100公頃、果樹類50公頃、菇類400公頃,總計約1,580公頃。有人會說,這面積與四十七萬餘公頃之台灣耕地面積比較,其比例實在少之又少。但就目前的發展趨勢,應是農業更進一步的主要力量。

溫網室之應用比傳統栽培需投入更多資金,以添置及維護各種設備。由於類似設備之建構成本較高,而台灣地區之氣候條件又相當特殊,夏季容易通風不良、溫度偏高,進而影響作物之生長。是以發展一低成本但結構強固的溫室,並研究有效通風、降溫的方法,以特別適應台灣的情況,是為今後農業人員應努力的方向。

二、熱帶溫網室之特性


就全世界的發展趨勢而言,溫網室設施產業已迅速由中北緯25度區往北緯50度較潮濕之熱帶地區擴展。這些地區之勞力狀況、可用水源及光照等因素均相當良好。同時這些地區的國家中,其經濟能力均有相當的改善,故對高品質產品之需求亦大為增強。

    但是專為北方氣候設計的荷蘭溫室並不適合熱帶地區作物微氣候的需要。為此農友們必須願意改變作業方式與溫網室設計來適應本地的環境條件。基本上,亞熱帶或熱帶地區所需之溫網室常具下面諸特性:

1.  大量通風:高濕、滯留性空氣使得產量降低和病蟲害難以控制,故必須利用較大的風量進行空氣替換。

2.  需能防雨:亞熱帶地區雨量特多,故在大雨狀況下仍能繼續生產的能力很重要。

3.  需能防風:風力在熱帶通常都較強,台灣地區尤其多颱風,因此在溫室結構設計上也必須加強,或使用較為抗風的結構,方能配合實際之需要。而且需容易重建,以防遭受颱風破壞時能立刻重建。

4.  降溫與遮蔭之能力:由於室溫經常很高,故必需能在高溫時利用種種低成本之方式進行冷卻作業,以減少溫室內之熱累積。光照方面亦必須設法加以調節與控制,或以遮蔭的方式減少日射量,使其獲得適於植物生長的日照。

5.  適當的加溫能力:必須具有適量加溫的能力,以便在冬天提供作物所需要之熱量與溫度。在濕冷的冬季,加溫可以降低濕度,並保持作物溫暖環境。

6.  防蟲及防菌的能力:亞熱帶之氣溫高、空氣潮濕,容易成為昆蟲及病菌的溫床。故溫室本身必須要有較為有效的防蟲及防病設施。目前雖有許多的研究正在進行中,設法以網幕來防止蟲類入侵溫室,但效果仍然不大。

 

由於台灣地區屬於亞熱帶氣候,其特徵是氣候高溫多濕,且太陽能豐富,故其所需之溫室條件與上面所列之特性應相去不遠。其所需考慮的因素及調制功能亦應包含在上面所列的範圍。

三、本省現有之溫網室種類


結構型溫室

本省所常用之園藝設施可分為結構型簡易型及網室型三種。結構型屬永久性建築以玻璃玻璃浪板或塑膠布溫室為主。主要應用於研究蘭花及種苗之生產。台大園藝系則完全自荷蘭引進一座連棟型之玻璃溫室,並完全電腦控制。而台糖研究所為種植蝴蝶蘭亦分別在烏樹林及台南各由荷蘭引進連棟型玻璃室。種苗繁殖改良場亦自荷蘭引進約一公頃的玻璃溫室,以繁殖蔬菜種苗而一般業者也部份採用此類溫室。

結構型溫室每坪造價在5,000元至一萬元左右,依所用之材質而不同由於價格高昂,初期民間仍然很少採用現在已逐漸增加如學甲阿蓮民雄等之種苗業者埔里之盆花、切花,田尾永靖及嘉義等地之切花業者。未來在蔬菜及花卉種苗之生產方面,其應用面積將會逐年增加

 

簡易型溫室

簡易式設施在國內應用較早,屬露地栽培之簡單設施。溫室之規模均較小,並以單棟居多均以塑膠布為覆蓋有些則以帆布為遮蔭平時採開放天空之方式如北斗業者。簡易型溫室之造價較低,每坪約在1,000元至5,000元之間屬半永久式。結構上均以鍍鋅鐵管加工成型,容易拆裝組合。國內早期推廣應用於花卉防雨栽培目前則推廣於一般葉菜類如冬季蕹菜莧菜等。應用於果菜方面則包括香瓜甜椒胡瓜及番茄等

簡易型溫室之結構簡單,可依目的作物不同而使用不同材料,故成本其低。結構上分尖頂及圓頂兩種。前者排水較易,不易積熱,但抗風力較差。圓頂者則抗風力佳,其造價亦較價宜,約比尖頂者低25%左右故國內之簡易型溫室仍以圓頂者為最普遍。目前簡易型溫室依其高度規格與用途可分為高、中及低隧道型三種型式。其尺寸(高度x寬度)分別為2.7-3.2m x 5m1.8m x 4.2m 1.4-1.6m x 1.0-1.2m。高隧道型者以切花或精緻網室蔬菜之種植為主,散見於埔里、嘉義及台中近郊。蔬菜則如善化與屏東地區。中矮隧道型則如洋香瓜、苦瓜及芹菜等在濱海地區是一種較為經濟型之保溫栽培措施。矮隧道型以種植蔬菜、瓜類為主,散見於雲林、斗南、西螺及台中軍功寮等地區目前其栽種面積已達400餘公頃。

北部亦有菊花業者為提高外銷菊花之品質,並防止天候之陰雨,則採用力霸鐵棚架之固定型開放式塑膠布溫室,其造價甚低,每坪約500元。這種簡易固定型後來也推廣到南部地區。但由於鐵架容易腐蝕,其使用壽命約五至七年。

網室型

網室設施是一種溫熱帶地區之特殊應用其功能雖無一般簡易型及結構型之保溫及防雨之強力效果但至少仍具備其應有之中度特性,高溫時仍具遮蔭效果,寒冬時仍具保溫特性,而在暴雨來臨時,可以細碎雨滴,防止其直接打傷葉面;此外,其在防蟲的功能上則更顯著,可以減少藥劑之施用。整體而言網室型設施乃具適合於高濕之亞熱帶氣候之應用

網室栽培是於民國六十年由農林廳推廣,其主要目的在穩定夏季蔬菜之生產但經試驗結果這種網室栽培頗適於一般性葉菜類如小白菜芥藍菜及菠菜等之生產基於氣候及產區之區隔最後選定在雲林縣西螺二崙地區推廣後來亦擴及彰化永靖等地區當時所採用之方式係以葡萄棚架為支撐,高度約1.8m,外面張掛綠色尼龍網四週力求密閉以防止外界昆蟲進入形成大面積方體塊狀之保護網,作物則進行地面栽培,不加其他設施,人與小型機械仍可在網室中操作在非葡萄園地區有些則以鍍鋅鐵管為支架在施工上更為容易

有別於方塊田區之形狀後來農民亦開始發展出以矮型隧道溫室為骨架外面蓋覆紗網的方式以生產蔬菜苗及一般葉菜類。這種栽培方式後來傳至日本硫球,並廣為應用。目前在台灣仍以西螺及二崙為多,北部亦隨處可見。這種紗網覆蓋栽培之方式其所衍生之方式亦有多種,其所採用之紗網顏色則有綠、黑、白及藍等,可以調整不同之波長,以適應不同蔬菜之生長。蔬菜種類則有小白菜、莧菜、菠菜及芹菜等。

 

四、溫網室之選擇


台灣地區屬亞熱帶氣候,理論上整個地區之大環境即為一個天然的大溫室。冬季溫度雖時有霜害之苦,在其他季節之溫度則甚適中,唯夏季期間因潮濕多雨,作物較易遭雨浸與風害。故若能針對這些特定的環節設法因應,則大部份環控的問題自可迎刃而解。目前在台灣地區所使用之溫室,仍以簡易型與隧道型者居多。這種溫室均以PE塑膠布或PVC布覆蓋,因此成本甚低。但由於其設置零散,設置地點亦時有變動,故其所費勞力甚多,較難進行機械化或自動化。玻璃溫室則因成本高,其應用需因所栽培之作物種類而定並以能量產為主。近年來台糖公司開始使用玻璃溫室栽培蝴蝶蘭、部份蘭花業者亦有使用玻璃溫室者,均屬高價之經濟作物。

農業自動化並不一定以溫室的作業為主。一般若有相同而頻繁的固定作業必須持續進行時,則無論有否溫室,均可加以自動化如水稻育苗中心之設置。就環控的觀點而言,有關溫室的選擇可分別說明如下:

 

1. 玻璃或塑膠溫室

荷蘭以玻璃為主面積佔98%以上。日本溫室,使用塑膠布者佔96%,玻璃溫室僅及4%。美國則有19.6%為玻璃溫室,27.6%為硬塑料及玻璃纖維,其餘52.8%為塑膠溫室。故使用玻璃或塑膠材料,純就經濟層面考量較多,對於所種之作物影響較小。

溫室之結構無論使用玻璃或塑膠為透明材料,均可達成同程度的環控效果。以塑膠布為材料主要有下列優點:

    --容易裝卸,所費人工較少

    --成本較低,容易維護

    --可製成任意型狀及長度,適應各種規格及用途

    --結構較為簡單

    --本身具有彈性,抗風性較強

    --可採用雙層結構,保溫性較佳。

 

    其一般缺點如下:

    --不能耐久,每兩至三年必須加以更換一次

    --容易沾塵,需常加清洗

    --不容易作成天窗形式,必須由側面通風,或需佐以風扇通風

    --更換後之塑膠廢料處理容易造成環境污染的問題。此情形尤以PVC塑膠布為嚴重。

 

以目前國內溫室之使用情形觀之,小量規模之生產幾乎以塑膠布為主。而在大型的溫室中,由於目前我們所接觸的均以荷蘭為標本,故短期仍無法突破以塑膠布為大型溫室透明材料的觀念。惟大型的溫室,無論是為玻璃或塑膠材料,基本上,材料之來源及其經濟性方是重要的考慮因素。有些園藝學者由於其實驗大多來自玻璃溫室,故常直覺對塑膠溫室有排斥的意象,則並不一定正確,畢竟塑膠布之使用亦是在生產可行性與成本原則的篩檢下方能獲得生存。

2. 精密溫室的走向

就環境控制技術層面而言,大型精密溫室在國內的發展及營運成本均會比其他國家為高。荷蘭、日本其發展溫室均以加溫為基本設計,其主要目的在於溫室如何保溫,並無所謂之溫室冷卻問題,因此其所需之成本可用材料結構及其他能源取代方案降低運作成本。美國佛里達州其所用的溫室則冷卻與保溫並重,類似於台灣地區,但由於其濕度不高,較低成本之水簾冷卻法及一般通風方式仍然可用。台灣地區溫度不但高,相對濕度經年也高,故水簾降溫方法之效果有限,反而因利用水簾保持高濕環境於事後會造成蟲害、病害繁衍的問題。故台灣地區推廣之溫室仍應以通風為主配合遮蔭措施應可達到良好的效果茲就不同生產對象加以說明

花卉生產

    為適應大型溫室的作業,選擇合適的作物種類相當重要。就目前台灣的情況而言,花卉作物包括切花及盆栽作物等是相當理想的溫室作物。目前國內在此方面之發展已相當具規模,民間投入之意願也相當高,只是自動化的程度仍然甚低,故所需人力甚多。但為適合台灣的特殊氣候及兼顧成本之需要,生產花卉用的溫室並不一定完全為塑膠或玻璃溫室,一般農民仍以採用溫網室為多或以遮蔭主。以解決積熱與通風的問題。

 

種苗的生產

大型溫室未來之發展潛力應在種苗之生產方面。無論是蔬菜或花卉生產,其需要之種苗數量相當多。以蔬菜為例,其生期短,複作指數高,故數量之需求大而且期間長,故非常適合於以溫室大量生產。利用大型精密溫室生產規格化之秧苗,使其品質一致,供應下游農民之種植,自成為一個種苗的供應體系。如此,整個生產的成本可望降低,農民所得之種苗來源亦較為有保障。目前蔬菜育苗場亦正在推廣之中,利用大型溫室之栽培系統應可望於近期實現。這種大型種苗供應中心存在的基本條件如下:

--將來小種苗種植可採用穴盤式栽培,設法使穴盤之規格統一,以適用於所有移植機械。

--農民必須與種苗供應商實施契作,如此供應商方能進行企劃生產,進而降低成本。

--精密溫室中之作業應力求機械化及自動化,以減輕作業成本。

--配合目前之代耕中心,並輔導其購置相關機械,使農民部份之機械化亦能如水稻之稻秧機械一樣普遍。

蔬菜的生產

蔬菜生產過程之溫網室化亦是可行的辦法西螺漢光亦有類似產品上市有些農民亦開始採用蔬菜水耕栽培系統。對於蔬菜水耕栽培的使用有些農藝及園藝專家仍持懷疑或保留的態度但此種利用營養液配方及岩棉的無土栽培方式,在荷蘭卻己逐漸盛行,並可能成為將來的蔬菜生產主流。日本及美國也有相同的趨勢。在台灣地區此種水耕方式被認為不可行主要在於其病害感染的問題,由於其營養液循環使用,故病害的傳染機會大增,蟲害也常在第二年開始出現,而溫室的高溫也成為難以解決的問題。

無可諱言,水耕系統對我們而言仍是相當大的一項挑戰但其發展潛力仍然很高。就目前的蔬菜生產仍可能以簡易型溫室或網室之配合較為可行。

 

3. 簡易型溫室之應用

除非農會積極介入或農民有自組公司的能力,否大型溫室企業很難由農民獨資進行。農民本身雖有作農的經驗,對作物生長之瞭解比較方透澈,但也並不擁有所有之耕作技術。此外農民本身也缺乏資金,缺乏經營管理的理念,對溫室之性能及控制觀念,更無法理會。故溫室大型化或自動化,對一般農民而言並無可發揮的空間。

簡易型或網室對農民而言則比較有參與感,這是從農事耕作所延伸出來的一環使農民在農事作業上仍有其分享自動化的餘裕。一般言之,簡易型溫網室成本較低,亦不需要高深的技術,通常均以塑膠布紗網作為蓋覆,或使用黑色網幕進行遮蔭,故十分適合民間使用。但這種設施則不易進行自動化的作業。其所需之裝卸人工亦相當多。簡易型溫網室則可進行管路自動噴藥裝置,及使用簡易之機械裝置。環境控制方面,有時甚少引用通氣裝置,簡單者僅採用通風扇為多,或以手動之方式將兩側之塑膠布捲起。

簡易及隧道型溫網室將是未來環控農業推廣之重要機種。其分佈層面亦較為廣泛,將來如何在此方面加強,應是必要考慮的問題。這類溫室之標準化問題亦甚為重要,將來工程人員應多參與此方面之設計,使其更臻實用。目前農民所用之塑膠透明材料以PVC為多。這是因為日本廠商積極推銷的原故,事實上世界的潮流是使用PE布為主。日本因為設備已經投資,故主張採用PVC。PVC的優點是保溫性較好,但對於以冷卻為主的台灣溫室而言,此項優點並無多大好處。而PVC則有下列缺點:

    --PVC布之廢棄物污染甚為嚴重,燃燒時容易造成空氣污染

    --PVC之寬度固定,無法作大面積之應用

    --PVC布容易沾油塵,而且不易洗滌

    --PVC布容易長青苔,減少其透明度。

結論


溫網室設施之應用在本省已經歷經一段初創的時期其推廣亦相當普遍故如何將舊有的系統與新的設備相互結合使其作業效更為提高是一項相當重要的工作以往的研究目的在引進歐美的新技術,並如何落地生根,但由於溫網室栽培與地域及氣候之影響甚大有時必須自已發展一套適合自已環境應用之相關技術如此作物之生產不但會有更好的效率而且在國際市場上亦更具競爭力農業從此方能由惡劣的環境中走出其應有的方向