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由氣候特性決定適用溫室

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 

 

此篇文章”Build it right – determining greenhouse design by climate”, 作者為 Dr. Lynette Morgan , May 1 , 2012 發表於網站(Suntec.co.nz)

Dr. Morgan 畢業於紐西蘭Massey大學,目前職位為顧問。

設計溫室必須考慮地區氣候,才能使得作物有最大產量。溫室不只是一個透明的大氣泡裡頭包覆著水耕系統與植物。在搭建溫室之前,要依據地區氣候選擇規劃適用的溫室。一個好溫室可以生產美麗、翠綠的植物,提供舒適的氣體環境。也可變成植物的噩夢,在夏天變成烤箱、冬天成為冰庫,而終年滴水。兩者的不同在於最初的設計。       

1950年代。溫室是採用玻璃溫室,有錢人作為私人花園用以生產離季的水果與蔬菜。便宜的塑膠材料使得溫室發展成為各種型態。生產者不再依賴重重玻璃片與堅實的支撐結構。自商業至生產至應用栽培,可以使用自己設計的溫室結構,可以建構式各種大小,形狀之溫室。

由於塑膠布溫室之發展,全世界溫室產業發展迅速,栽培者有更多的選擇。但是許多經營者犯了最基本的錯誤,沒有為他們特定的氣候條件選用適當的溫室。

所有的溫室並不是基於相同的氣候。適用寒冷氣候,在漫長冬季,下雪、低光、強風下的溫室,並不適用於高濕、光量多變化的熱帶氣候。不同的溫室用以依據外界的環境執行各種層次的保護作用,再依靠其環控設備以控制、調節內部的環境。需要保護的程度由作物種類與地區氣候所決定。搭建溫室之目的在於使其設計在其特定地區以克服最惡劣的環境,與使其作物得到最高產量。

氣候特性與適合的溫室設計

一、          熱帶乾燥或沙漠地區

此地區之高溫只適合仙人掌生長,溫度高於40℃,相對濕度低。還有暴風夾雜沙塵,阻塞了作物與溫室。

此地區適合之設施為一種網室。以支柱樑埋於地底下,配合加強型鋼等,再覆蓋一層細網,四周加以固定。此結構為一種遮蔭與防蟲之網室,可允許空氣流動以避免熱累積。內部的相對濕度可依據噴霧(fogging or misting)進行加濕與降溫。

   因為氣候低濕配合噴霧,因此作物可適用於此氣候。內部空氣流動,促使作物蒸散作用,因此作物本體有冷卻作用。高科技電腦與環境調節結構溫室,也可使用此地區。

二、          亞熱帶沙漠區與地中海氣候

30-35度之緯度區其沙漠氣候是冬季低溫,夏季高溫但是雨量小。要在此區終年生產,結構要有加溫功能,在夏季樣有降溫作業。

此地區最適用之溫室為天窗設備,加溫機與風扇水牆設備。水牆風扇系統用以降溫與加濕。配合外遮蔭作業,在夏天可維持適合作物生長環境。在夜間溫度下降(夏季也是如此),利用天窗移出高濕空氣,並且對於內部進行加溫作業。因此溫室內部濕度可降低,也避免水氣結露,因為滴落至作物表面之水滴,容易造成病害。

三、          高濕熱帶氣候

熱帶地區炎熱、悶熱、無論白天或晚上,終年都是如此,而且常常有傾盆大雨。在低地,相對濕度特別高。光量變化極大,在雨季也會有光量不足之狀況。就是在赤道,由於雨季也會有光量不足之季節。昆蟲密集在此地十分高,對所有開口需要使用防蟲網加以覆蓋。因此也有溫室生產者將溫室與建於高地,溫度低,相對濕度也相對適合。

適用的溫度設計可以簡單的是一個遮雨棚,開口處以防蟲網包覆。大型溫室其屋預測設計成鋸齒狀,因此晴天可以有效通風。天窗開口有時增設上下裝置。在大雨時防止雨水進入溫室。因為白天與夜間,終年都維持高溫,此地不需要加溫設備,周壁也不必為娘好絕緣體,天窗經常維持開啟,但是必須以防蟲網覆蓋。使用噴霧系統與通風扇可協助降低內部溫度,活動節能布(遮蔭網)可以降低進入溫室之陽光。颱風風力是結構之考驗,防蟲網之設計特別重要,避免風阻損害整體結構。

四、          溫帶氣候

溫帶氣候區有最多的蔬菜養液栽培區。氣候特性是季節性的溫度變化與一年適當的雨量。溫度變化範圍恰是溫室所能調節,因此終年都是適合作物生長。使用絕緣良好的披覆材料配合太陽光能源。維持溫度之加溫控制是其主要需求。

為了終年生產與維持最高產量,溫室具有完全氣密之牆壁,以天窗與側窗維持通風,電腦環控系統以作用各型環控設備,例如加溫機、遮蔭網、節能布、噴霧系統等。雙層塑膠布也是經常被使用。

五、          寒帶氣候

此地區緯度高於45度,日溫與日照終年變化極大,由其是大陸型地區。白日溫度在冬季低於0℃。海岸地區具有短暫的夏季。在加拿大與俄羅斯等地,夏季具有高溫。

溫室結構需要更強建以對抗雪壓。塑膠布溫室並不適合。側層通常為雙層塑膠布,具有節能布以減少加溫作業之空間高度。在冬季,需要補光與添加二氧化碳。

溫度高度增加有利於環境控制。因此溫室內部通風更重要,用以改善蒸發冷卻與減少病害。