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熱帶地區溫室生產系統的設計和管理選項

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

2017年出版的環境科學期刊有一篇荷蘭Wageningan大學的業配文。宣稱東南亞與台灣的溫室開發為其業績。此篇文章顯示出荷蘭農業大學這些教授的學術良知和學術能力。

OPTIONS FOR DESIGN AND MANAGEMENT OF GREENHOUSE PRODUCTION SYSTEMS IN THE TROPICS

https://www.semanticscholar.org/paper/Options-for-design-and-management-of-greenhouse-in-Elings-Hemming/0b9d04739e3735833c83dacbfbf0b74cb0478f3a

Anne Elings and Silke Hemming  Wageningen University and Research Business Unit of Greenhouse Horticulture P.O. Box 644, 6700 AP Wageningen Droevendaalsesteeg 1, 6708 PB Wageningen, The Netherlands 

E-mail: anne.elings@wur.nl; www.greenhousehorticulture.wur.nl

 

摘要

熱帶地區的溫室生產系統必須可以在環境和經濟上持續發展。環境的可持續性代表著養分,水和能源的高效率利用,而經濟的可持續性代表著高產量,低投資和低運作成本。事實證明,溫室生產系統大大提高了生產水準;增加單位水分和養份的產量。這可以生產昂貴的和/或稀缺的作物,提高產品品質,減少病蟲害的壓力,減少化學藥劑,同時實現生物防治。溫室生產系統符合現代價值鏈,目的在增加居住城市地區,注重品質的消費者的數量。

適用於熱帶環境的溫室,最重要的設計標準是維持足夠的通風以保持適合作物良好生長和發育的空氣溫度。如果種植高有價值的農作物,可以考慮採用機械通風。

但是在大多數情況下,自然通風是經濟上唯一可行的選擇。這產生了許多設計解決方案,這些解決方案取決於該生產的位置的生態物理特性。

其他設計標準包括良好的透光率。還可以選擇防止日曬,對有害生物具有良好的隔離性,高體積,防風以及提供無害微生物且低電導率的淨水。必須對使用土壤或人造介質,栽培作物和品種,自動化程度等方面做出選擇。建築材料的選擇在設計過程中十分重要,因為它會影響溫室中的光傳輸和能量平衡。

溫室園藝是困難的:財務風險很高,氣候管理特別重要,病蟲害很容易失控,斷電會破壞農作物,農作物本身的管理與田間農作物的管理大不相同。通過現代化公司管理,人員的訓練,與價值鏈的緊密結合,高標準的溫室維護,可以解決這些問題。另外,有利設施栽培的環境也必須促進實現立法進行生物性作物保護,促進良好的基礎設施以及良好的教育,研究和推廣系統。這些問題是根據Wageningen UR設計的一種適用於熱帶的溫室加以說明。該設計最初是為印度尼西亞開發的,在馬來西亞得到了進一步的改進和商業化,現在已經適應並傳播到其他國家(例如泰國)。並給出了亞熱帶台灣的第二個示例。

 

1.熱帶東南亞溫室

為熱帶低地氣候開發了一個溫室,並在印度尼西亞(Impron2011年)和馬來西亞(Elings 等,2012b)進行了評估。大氣的高溫溫室要求高自然通風率。由於高昂的能源成本和電力供應的可用性與不確定性。冷凍機械冷卻不是一種選擇。印度尼西亞的第一個設計具有單一跨度和垂直牆壁,而馬來西亞的第二個設計具有三跨距度的覆蓋材料和傾斜的側壁。並帶有防蟲網以減少空氣阻力,頂部通風天窗使得熱空氣離開溫室,尤其是在大自然中午沒有經常性的風力情況。頂部通風口採用“煙囪”結構,可讓風通過,因而刺激溫室內部的空氣流動。溫室的覆蓋物材料應該通過使穿透溫室的光散射來減少直接的太陽輻射,這樣可以降低屋頂的高溫。溫室的所有開口處都有防蟲網,還有一個雙重門,可防止昆蟲進入。地面上覆蓋白色塑膠布,以防止雜草和土壤傳播疾病的生長。植物在裝滿了當地可用資材copcopeat的白色塑料袋中生長。溫室配有電腦設備,可以根據氣候和農作物需求管理水和養分的施用。所有建築材料均在當地獲得,從而降低了成本。只需要導入電腦。如果通過使用便宜的材料可以降低成本。降低溫室的高度並以此降低所需的材料量,或者不安裝電腦。但是,這些將導致溫室壽命縮短,不利作物的氣候和低產。結果是沒有利潤。因為減少投資會導致更大的利潤損失。在泰國,清邁附近溫度較低的山丘上,荷蘭農業技術與貿易公司(DATT)對此設計進行了進一步的調整面積加大,頂部上方有通風機械,兩側有遮陽網。現在已經成功種植了優質番茄。

 tropical greenhouse at the premises of EastWest Seed Company

 

2:亞熱帶台灣溫室

台灣的亞熱帶氣候的特徵是最高溫度在2535℃之間。因此要求高通風量以保持溫室內溫度不超過室外溫度。溫度高於35℃時,30%通風量為可以大大減少使用小時數。如果放置防蟲網以防蟲蠅,則要求通風量為40%。冬季的最低溫度可以低至5℃,但通常在1020℃之間。在夏季,最低溫度約為25℃,夜間空氣相對濕度較高。白天的相對空氣濕度略低,這使得通過霧氣進行絕熱冷卻成為可能。計算表明,在300 g m-2的霧滴量下,白天最高空氣溫度僅在數小時內超過32℃。夜間的空氣流通減少了葉子和莖梗上凝結的風險。安裝小型加熱裝置可提供額外的選擇,以減少冬季的冷凝水。使用補充二氧化碳在經濟上沒有用,因為大多數二氧化碳會通過較大的通風孔洩漏出去。

最終的溫室設計是Venlo型,跨度為4.8 x 4 m,具有非常分散的非熱箔覆蓋材料,具有高透光率,良好的光散射和較低的夜間溫度。自然通風良好,可避免在高輻射和高室外溫度的時期出現高溫。雙面屋頂通風與側面通風相結合,可確保溫室內溫度不超過室外溫度。所有的通風口都覆蓋著白色的防蟲網。高壓霧化系統提供額外的冷卻,以通過水氣蒸發以降低溫室溫度(絕熱冷卻),並避免白天空氣濕度低。空氣循環系統可在夜間相對空氣濕度較高的情況下減少莖葉上的凝結。以電腦管理溫室氣候和施肥(Hemming等,2013

Mid-tech greenhouse with cultivation of cherry tomato in the subtropical climate of Taiwan

 (評論)

此篇熱帶地區溫室生產系統的設計報導,無論是1.東南亞熱帶溫室的三棟示範溫室,二. 台灣亞熱帶溫室,這些溫室根本沒有推廣使用。設計中40%通風率不足以利用降溫。以文章中荷蘭為台灣設計的溫室為驗證。在台灣農地沒有看過這種溫室。當外界溫度大於35℃,使用蒸發冷卻,能使溫室內溫度成32℃。這種降低3℃,而引起剛高濕微氣候,有哪些作物可以種植呢?

從荷蘭農業大學成員在全世界設計溫室的紛紛失敗經驗,對此農業大學教育與研究人員已無任何尊重。一個失去學術良心,無真正學術能力的農業大學,不值得尊重。

學術研究無法保證一定成功。將研究過程加以明確敘述與檢討,也是一篇好論文,也有學術貢獻。將設計失敗不能使用的溫室,吹噓成為成功產品,這是沒有學術良知的行為。如今南亞的印尼與馬來西亞,泰國與越南,主要使用的溫室為以色列Netafim的溫室,那裡看到荷蘭溫室的蹤影!

而台灣的研究人員加上農業官員,自1980年代自荷蘭買入溫室。到了21世紀,又再演出一場台荷溫室研究此場鬧劇,目的似乎只是為了可以到荷蘭旅遊。如今荷蘭為台灣設計的溫室在哪裡?有誰在使用?這些在台北南海路與台中霧峰高階官員,至今仍不敢面對與回答此問題。