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溫室夜間蒸散作用的問題與台荷溫室技術

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

植物的蒸散作用影響了能量轉換與水份傳遞。在夜間因為蒸散作用不足,影響了根部水分的吸收,也導致鈣吸收不足而產生缺鈣,目前在荷蘭的溫室環控出現了此兩難之局。

荷蘭溫室在夜間無法避免相對溼度太高的問題,因此其解決方式是打開天窗,使得外界乾冷空氣進入溫室內部,以降低溼度。但是也同時降低溫度,因此必須同時啟動熱水管加溫,造成能源浪費。

荷蘭之研究顯示,夜間因為蒸散作用不足,根部水分吸收不良而造成蘭花等作物缺鈣。溫室空氣中能量與水氣張力之平衡影響了作物氣孔之開啟,也影響了二氧化碳之吸收路徑。蘭花在夜間二氧化碳的吸收是不可避免,因此氣孔一但關閉,無法找到其他方法以彌補。

在夜間如何維持是當的蒸散作用與根部水分吸收,需要瞭解之生理知識包括:

1.      入夜之後,植物對高濕環境能夠忍受多久?

2.      對於微氣候的轉換變化,能否以EC控制水分吸收?

3.      介質體積與根部活力的最佳化配合是什麼?

4.      為了吸收鈣,植物最小量的蒸散作用是什麼?

上述問題成為荷蘭學術界之最新題目。此國家前幾年之研究注重於節省能源,因此以抑制蒸散作用以降低溫室內空氣相對溼度,目的是避免夜間開啟天窗,浪費能源。此環控策略卻衍生了植物缺鈣現象。

針對台灣溫室夜間高濕問題,台灣的溫室設計是如何解決?由於亞熱帶溫室注重通風,因此台灣依通風設備有負壓風扇與正壓風扇。負壓風扇作為連續抽風降溫與間歇通風,而引入外氣。內循環風扇用以攪動內部空氣,促使空氣通過植物葉片與蒸部本體。

在夜間,無陽光,相對溼度又高,因此蒸氣壓差不大。唯一可促進蒸散作用之因子只有空氣流動。這是台灣溫室內部永遠維持通風之主因。荷蘭溫室高度是為了天窗通風設計,有利於空氣上下流動,不利於內循環風扇作業。

因此,溫室工程是需要多重學門知識,除了工程,也要知曉作物之生理學理。這也是此領域有其高門檻之限制。也是台灣在亞熱帶溫室技術領先國際之主因。

在台荷溫室合作計畫中,荷蘭人留給台灣是一座無法推廣使用的塑膠屋。荷蘭人自台灣學到的亞熱帶溫室之環控技術,包括了內節能布之改善,包括內循環風扇的架設,也包括水牆材料之合理使用。荷蘭溫室發生之蒸散作用問題,台灣溫室早已解決。