文心蘭周年栽培設施之規劃--國立中興大學農機系 陳加忠

文章來源:國立中興大學-生物系統工程研究室

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文心蘭周年栽培設施之規劃

國立中興大學農機系  陳加忠

前言

        在台灣花卉產業中，文心蘭是近年來生產面積增長最快的花卉作物，在農林廳的官方統計中，面積大約160-170公頃。在民間非正式之統計中，己超過300公頃。此原因在於初期投資成本不大，以一分地的生產場而言。遮蔭網設施配合植床，加上澆水設備也不過五十萬元以內。在初期生產時，種苗、介質、盆器等資材全部之成本也不外乎20-30萬元。由於投入之資金與其他花卉相比較並不是昂貴，造成了種植面積不斷增加，然而文心蘭的栽培技術仍然有所限制。產期每年以9月-11月為主，在盛產期由於生產過剩，非盛產期則因品質不佳(A級品比例低)，因此農民收益有限。

        由文心蘭產期之田間調 查中，目前文心蘭生產主要問題在於產期集中，品質不整齊，病蟲繁多。此篇文章第一部份即以文心蘭生產所用設施加以探討文心蘭生產時植株所處微氣候環境，並 以各種環控設備之搭配，說明使用環控設備配合溫室對於微氣候的調解能力。因此使得文心蘭得以終年生產。第二部份針對周年性溫室之內部作業設備加以規劃，以 達到穩定與產量之目標。

第一部份：文心蘭生產所用設施

目前文心蘭栽培使用之設施主要有兩種：

一、遮雨棚搭配遮蔭網

        此種設施以C型鋼或鍍鋅鐵材為骨架，以金屬錏管為支持物。再使用披覆透光材料形成屋頂。披覆材料有PC浪板或塑膠布。屋頂有山型或圓拱型。連棟間裝設水槽以排除雨水。在屋頂內、外加裝遮蔭網以形成內遮蔭或是外遮蔭。

        此種設施的主要功能為防止雨水進入內部，並使用遮蔭網以減少陽光進入，因為成本高於遮蔭網室，因此主要用以為組培苗移植後幼苗之健化作業，可稱為健化苗使用設施。

二、遮蔭網室

        此型設施係以金屬管或水泥柱為支架，以黑色遮蔭網覆蓋形成一間網室，主要的目的在於減少陽光進入之能量，以避免日燒現象。遮蔭網有單層或是雙層。

設施常見之問題

        設施栽培的目的在於提 供適合作物生長的空間，使內部作物的生產品質提昇而且產量穩定。在消極方面，用以抗拒外界不利之天候如暴雨、強風、烈日，使文心蘭不受到外界不利氣候因子 之傷害，在積極方面，利用設施結構配合各種環控設備，積極調節設施內部溫度、相對濕度、日射量、與風量等。

        對文心蘭所用之設施而言，不論是遮雨棚或是遮蔭網室，其使用目的僅在於消極的抗拒外界不利氣候，遮雨棚用以擋雨，增加遮蔭網則用以遮住部份比例之陽光。但是也衍生了其他效應，尤其是熱累積問題。

一、遮雨棚

        遮雨棚引起的效應在於熱累積，尤其在四周有高大植物(例如竹林、甘蔗園等)時，大氣風力無法進入遮雨棚內部排除熱累積量。在強日射量下高溫成為主要的生理障害。若是在高溫低濕狀態，文心蘭根部假如缺乏足夠水份，植株本體即有高溫發燒現象，本體溫度高於大氣溫度。若是處於高溫高濕狀態，文心蘭之病害繁殖更為容易。

        為了疏解遮雨棚內熱累積量，通常以太子樓式屋頂，在上方開口式使熱量自內部排出設施外部。在亞熱帶的氣候下遮雨棚利用上方屋頂之開口以降溫，必須符合以下兩個條件：1.屋頂開口面積至少為地面面積20%以上，2.每一設施之寬度不論棟數，不得高於24公尺。然而國內遮雨棚設施很少合乎此條件。

        另一種疏解熱累積的方式在於利用外界風力排出內部熱量，此種降溫方式唯有在風向固定，風力足夠強且常年有風之狀況下才能發揮功效。上述討論僅是說明遮雨棚在夏季面臨之熱累積問題，對於其他季節，遮雨棚內微氣候問題如下：

(一)、春季

        春季多雨，日射時間短，高濕等是遮雨棚內部微氣候之主要問題。由於遮雨棚具有擋雨的功能，文心蘭植株由於雨水淋洗高濕而增加多病之機率可以降低。但是遮雨棚若常久處理高濕狀態，仍然不能免除病害。

(二)、秋季

        此季節氣溫溫和，除了在正午強日射量之時刻之外，遮雨棚內熱累量並不嚴重。

(三)、冬季

        在冬季，遮雨棚內部有局部加溫之功能，但是效果並不顯著，因此在低溫低日照量時，內部溫度仍然低於適合生長溫度。在寒流來襲時，則有可能發生寒害。

二、 遮蔭網室

        遮蔭網室由其結構可 知，以黑網阻隔內外，用以減少外界進入之光量。雖然解決了陽光入射量太強的問題，但也衍生了其他問題，尤其因為網目結構嚴重阻擋了氣流之流動。在大自然風 力強的地區，問題較不嚴重，但在無風時候，通風不良則帶來了其他問題。利用遮蔭網室栽培文心蘭面臨之問題如下：

(一)、春季：

        在春天的季節中，氣溫 適合文心蘭成長，但是春雨則帶來了問題，春天的梅雨季節除了造成光質不良之外，設施內部因雨水形成高濕狀態，時間久即引起病害。因此在春天的文心蘭產量， 品質都不穩定。在雨水少，下雨時間短，通風良好的文心蘭產地即有好產量、好品質，否則就得不到好收成。

(二)、夏季

        夏季高溫，強日照也是文心蘭網室之嚴重問題。雖然黑網阻絕了大部份的陽光，但是進入的陽光能量與高溫造成內部嚴重的熱累積。在通風不良的地區，內部溫度高於大氣溫度10℃以上。在夏季有35℃之正午，國內文心蘭網室內部有高達45-50℃之記錄。

(三)、秋季

        在秋季，大氣溫、濕度適合文心蘭生長與開花，因此國內之產期集中於此季節，也因此埋下了生產過剩之原因。

(四)、冬季

        冬季的主要問題是低溫，尤其是寒流。網室雖然有網目隔絕內外，但是網目在冬天對保溫效果無多大的幫助，在夏季容易引起熱累積。因此冬天寒流來臨次數愈多、溫度愈低、時間愈久對文心蘭之生產影響愈大。

        由上述之討論可知，利用遮蔭網室只有幫助文心蘭適應大氣日射量，在溫、濕度之調節方面，遮蔭網可謂冬天成事不足(無法幫助保溫)，夏天敗事有餘(顯著提高了內部溫度)。僅滿足光線需求而對溫度、相對濕度無助且有害。

文心蘭設施之環控作業

        設施環控的目的在於利 用各種環控設備，配合設施結構以調整內部的溫度、相對濕度、日射量與風量。在國內花卉產業中，環控設備最完備係屬於蝴蝶蘭栽培用溫室。由於溫室結構完整， 加上各項設備，足以調節內部微氣候。文心蘭所用之設施中，遮雨棚只有擋雨功能，遮蔭網只具有遮光效果，對於其他微氣候因子：溫度、相對濕度與風量，唯有依 靠大氣現有之條件(氣溫、大氣相對濕度)與自然風力大小的變化而變化，無法主動積極的調節內部微氣候。

        對於小苗栽培所用的遮雨棚，若只是依賴自然風力為主。設施基地的選定則必須以當地經年的風向、風力為主。大苗用遮蔭網設施亦然。若要積極的調節內部微氣候，可用的環控設備與使用技術介紹如下：

一、光量調節：理想的遮光網為兩層，一層固定，一層為活動式，兩層網的遮光率由當地日射量強度加以決定。

二、溫、濕度調節

        在春季，遮蔭網室加上 不透水屋頂，即有遮雨棚之效果。在冬季，設施四周加上不透風之覆蓋材料即有保溫效果。國內最簡易之材料為塑膠布。而春、冬雨季，仍有急待克服之問題，利用 擋雨屋頂與四周圍繞塑膠布，可以疏解雨水高濕與低溫問題，但對於通風作業需求仍然無法有效解決。尤其在高溫環境，仍然免不了有病害繁生之機會。

        由此可知，文心蘭設施不論遮雨棚或是遮蔭網室，最難克服之問題仍是內部通風問題。除了在當地風向，風力都能維持一定之地區，通風不良為國內文心蘭設施生產主要之缺點。另一方面，國內夏季設施內部將氣溫降低至30℃以下的合理環控技術唯有利用通風作業配合蒸發冷卻作業。

        由於文心蘭設施不具牆壁，無法如同蝴蝶蘭溫室利用大風量之負壓型風扇自外界吸入空氣進入設施內部而再排出外界。無論是遮雨棚或是遮蔭網室，四周牆壁為開放狀態，要利用負壓風扇，兩側牆壁必需成密閉狀態。

文心蘭設施之夏季降溫技術

        夏天時，蝴蝶蘭溫室使用風扇，水牆可以使溫室內部溫度維持於28-30℃。以文心蘭之開放設施，利用相同的蒸發冷卻原理，採用噴霧噴頭配合風扇作業也可以對於設施內部產生降低氣溫、提高相對濕度之效果。

        文心蘭植株之蒸散作用 己完成研究，文心蘭之蒸散作用特性有別於其他切花，在早上陽光漸加強時，文心蘭蒸散量逐漸加大。到了中午之後，陽光光量逐漸降低，蒸散量反而減少停止。換 言之，在相同日射量之環境下，早上之蒸散量遠大於下午之蒸散量。在夜間，無陽光而且相對濕度提高的大氣狀態下，文心蘭反而自大氣中吸收水份。

由此生理作用，文心蘭夏季降溫策略如下：

1.在早上進行灌溉作業，使文心蘭根部有足夠水份。

2.在早晨至正午時段，溫室內部只要通風良好，由於蒸散作用，文心蘭植株之本體溫度可低於30℃。

3.在午後 利用噴霧降溫，以間斷式噴霧與通風作業。供水量大於空氣到達飽和狀態所需水量，因此一方面使得氣溫降低(可比大氣低下3~5℃)，一方面多餘之水滴在植株上，因蒸發冷卻作用使植株溫度均低於30℃之內。

理想的文心蘭設施

由上述討論中，理想的文心蘭設施可規劃如下：

1.維持兩層遮蔭網，一層固定，另一層活動開閉式。

2.具有屋頂以擋雨。

3.四周有可上下捲收之牆壁，春、秋季打開以通風，冬季放下保溫，夏季放下，配合噴霧作業以降溫。

4.牆壁一端局部密閉，開口面積大於對面所有的風扇總面積，風扇裝於另一端，可使用負壓風扇。

5.以溫度，相對濕度與日射量強度以控制噴頭作用數目(即作用水量)與作業時間。

6.對於組培苗馴化用溫室，裝設內循環風扇，維持高濕狀態以協助組培健化作業。

        目前文心蘭設施僅是使 用簡易之遮雨棚與遮蔭網，環控功能有限，依賴外界風力進行通風調節。由於大氣氣候無法掌握，因此產量產值也不穩定。利用設施配合各種環控設備可以掌握內部 微氣候，然而成本也為之增加。如何在提高生產成本之條件下，使單位面積收入顯著增加以得到利潤，此即為生產者的考驗。善用環控技術可改善生產環境，但是能 否帶來收入?這才是投資經營者主要的問題。

第二部份   內部作業設備

        在第一部份之溫室結構與環控設備中，已針對國內大氣環境與文心蘭生長要求加以規劃周年性生產之溫室。但是與傳統的遮兩棚與遮蔭網加以比較，溫室成本顯著提高。因此如可增加單位面積的產量，此為內部作業之主題。

        目前文心蘭的栽培方式為固定植床，上方放置盆器。依作業需要，分別安裝灌溉(兼施肥)用噴頭與施藥用旋轉噴頭。收穫作業以人力進行，再依次搬運到頭地後送到工作室。

傳統內部作業方式有如下問題：

一、空間利用率

       目前的遮蔭網內部空間安裝固定植床，植床面積占所有內部空間之比例為40%。在植床上因為放置盆器，因此植床種植之植物空間也未達到80%。由此可知，目前蔭網下之設施其面積利用率未到32%。

        在周年生產之溫室內部，因為採用機械通風，因此作物之通風需求不再受到大氣風力之影響。植床搭建成本採用固定植床配合狹窄走道方式，或是活動植床兩方式加以比較。

二、栽培容器

        為了增加空間利用率，栽培容器自圓盆改為長條形栽培槽。栽培槽寬度與原來圓盆直徑相同，長度由栽培槽承載介質之總重量加以估算。總重量為兩人所能搬運之負荷為規劃上限。栽培槽深度由文心蘭根部支撐所需介質高度以決定。

三、灌溉作業

        傳統噴灑式葉面澆水兼施肥作業來自蝴蝶蘭之栽培方式。但是蝴蝶蘭的葉片為平面式，截留肥液之比例高，文心蘭之葉片為劍葉型，水滴藥液不易停留於葉面。因此造成肥料之浪費與環境的污染。

四、搬運作業

        傳統的搬運作業主要是文心蘭剪下後成束的搬運作業。在小面積栽培時，以人力搬運尚可。但是在大面積專業栽培，搬運系統必需能夠使切下的花束在最短時期內後送至工作間開始預冷作業。

針對上述之間題，新的內部作業系統規劃如下：

一、以植床佈置與長條槽型栽培容器，使空間利用率達到70%。

二、灌溉系統以滴水帶配合養液調配設備，由灑水式灌溉改變為滴灌作業。

三、搬運系統採用魚骨式或梳式動線，配合懸吊型搬運系統進行內部搬運作業。

參考文獻

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