logo821.gif (10572 bytes) 首頁          新增資料與公告

最新消息:

2016年1-3月台灣蝴蝶蘭出口數據

 

 

設施與環控工程

首頁
上一層
BSE LAB 介紹
生醫研究之統計方法
授課資料
人文關懷
無官御史台
蘭花產業
蘭界感言篇
活動公告區
Orchids Cultivation

 

 

日本植物工廠發展史

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

此資料來自日本Environmental Control Biology期刊,53(2),47- 48, 2015。作者日本植物工廠全自動委員會,淳二手間先生(Junji Hirama)。全文介紹如下:

植物工廠可定義為園藝溫室或自動化系統工廠,用以生產蔬菜或種苗,其功能為終年生產,而且能控制如下的環境:光量、溫度、相對溼度、二氧化碳與養液。近期內,植物工廠開始進行自動化,以調節與控制生長環境。現代植物工廠之優點在於安全、穩定、嚴謹的提供食物。此工場生產可以解決農業勞力不足,地球暖化,不利氣候引起的低收獲量,人口過多引起的食物短缺。因此農企業的進步可以預期。

植物工場可分類成為,1.完全密閉系系統使用人工光源型,與2.利用自然陽光型。在密閉工場內主要的栽培方式是水耕。使用自然陽光系統則可使用泥土或水耕系統。以陽光為主之植物工廠,可以全部使用天然陽光或是陽光與天然光源併用型。

在完全密閉之植物工場,作業成本十分高昂。而且此工場不適合栽培較大的水果與蔬菜,主要用以葉菜。在建築物或以前工業工廠內的小空間,適合裝置此植物生長系統。如果環境控制為適當,植物的養分能夠增加,另一方面,以陽光為主之植物工場,其經營成本低於密閉型植物工場。因此更適合用以栽培較大的水果與蔬菜。但是由於外界氣候的變化難以控制,其環控更為困難。

植物工廠的發展歷史與典型的轉變列舉如下:

1.      1949年,加州理工學院,Earhart植物研究室發展第一型溫室,用以控制光量、溫度、相對溼度、二氧化碳、風速、雨量與噴霧。此型溫室用以作為研究(非生產),又稱Phytotron

2.      1950年代,Phytotrons開始安裝於美國各大學,生物與農業研究單位。

3.      1952年,日本國家遺傳中心(National Institute of Genetics),建立一個環境調節溫室,稱為日本第一個自製的Phytotron

4.      1957年,東京農業大學農學院,裝設一個生物環境控制工場,可以用以控制溫度、相對溼度與人工光源。除了植物環境,也用以作為動物與昆蟲環境控制實驗室,用以進行生物性研究。

5.      1950 ~ 1960年代,其他國家開始發展BIOS-3 CELSSControlled Ecological Life Support systems)。

6.      1967年,美國威斯康新大學建立一個生產工場,取名為Biotron

7.      1970年代,日本日立公司,宣稱建立世界第一個植物工場。

8.      1980年代,美國普遍建立使用自然光的大型自動化植物工場。同時期荷蘭在其溫室內開始使用人工光源以生產花卉、觀賞植物與種苗。

9.      1980年代,日本愛媛大學橋本 靖教授提倡SPASpeaking plant Approachbiometric栽培技術。

10.  1990年代,美國太空總署(NASA)提出在太空站建立植物工場之計畫,開始研究無動力狀態下植物的生長關係。

11.  1990年代之後,日本著重研究生產效率。新的技術包括多層栽培配合螢光燈使用,植物密集栽培之有效面積利用,植物在浮動床面進行栽培等,同時機械手臂開始引入植物工場用以播種、收穫與包裝。

2008年,日本推動一項國家政策,全名為〝廣泛使用植物工場以促進經濟成長〞,用以促進密閉性植物工場與陽光利用型植物工場。在20123月,三菱研究中心的調查顯示各種植物工場紛紛成立與運作。完全密閉而使用人工光源有106家,人工光源與陽光併用有21家,使用陽光光源有84家。自動化由環控技術開始,並且發展至栽培與收穫作業。

至今,只有在植物工場內使用機具,然而植物搬運系統也被使用於泥土栽培。例如大阪府立大學發展多階段萵苣栽培系統,國家農業與食品研究所進行草莓收穫機械人之研究。

荷蘭的溫室系統,由於其標準化的溫室與栽培方法,因此適用於自動化作業。能夠普遍利用於各種作物的設備,特別是未來新的發展目標。

完全控制的植物工場有不同形式,因為栽培作物、規模等有所不同,由於使用機械手臂與自動化機具,未來可望出現完全自動化之植物工場。

近年來,日本第六代工業化開始著重於建立農業生產基地,開始在天然災害地區建立植物工場。因此,下一代高創新技術的植物工場為電腦化與系統控制。

新一代的植物工場主要的挑戰如下:

1.      建立以學術為基礎之環境控制農場

2.      依據BiometricsSPA原理,符合環境控制需求

3.      改善科學方法,應用於植物栽培系統

4.      訓練研究人員與工程師,從事下一代植物工場研究

 

(評論)

1.      日本所稱陽光與人工光源併用,或是完全使用陽光之植物工場,在歐美早就發展成功而且稱為溫室。

2.      環境完全控制之植物工場自美國開始,目標是太空探險之用。

3.      溫室的環控作業其困難性高於植物工場。

4.      日本要在天然災害區推行植物工場,但是無水、無電時如何進行?為何在自家得東北地震災區無法推行?

5.      日本在20156月,開始出現植物工場倒閉。

6.      日本一個學術團體可以閉門造車至此地步,而且如同病毒傳染至台灣、南韓與中國。

東北亞幾個國家,聰明者,早就取得補助而早已離開此產業。盲目追隨者,自行承擔愚笨之後果。