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2002年工作項目介紹

生物系統工程研究室2002年度之工作項目介紹如下:

一、園藝產業相關工程技術

1.批覆材料光學與熱學物性

        針對三種披覆材料:塑膠布,防蟲網與遮蔭網,分別測定光學物性與熱學物性。光學物性包括全日照量透過率,光合作用能量透過率,各分光光譜透過率,折射率等。熱學物性為熱傳中傳導,對流係數與長波熱輻射透過率。此測定結果用以提供栽培者選用披覆材料之參考。

2.文心蘭全年生產溫室之規劃與試驗

        與嘉義縣大林鎮文心蘭產銷班合作,搭建第二型溫室。具有屋頂、內外遮蔭網、兩側捲起等環控設備。降溫採用間歇式噴霧配合風扇進行蒸發冷卻作業。內部配置為活動植床以增加面積使用率。自今年1月開始進行環控性能,文心蘭成長物性、與使用成本之評估。

3.防疫用(基因轉殖作物)溫室之規劃

        基於國外植物進入國內之防疫作業需求。先行收集歐洲與北美等地區防疫用溫室之規劃施工準則。依其需求安全等級分成四型。配合亞熱帶高溫高濕特性,規劃設計在亞熱帶氣候下,空氣流動完全密閉僅在內部循環,而且能夠調節溫、溼度與日照量的檢疫溫室。

4.冬花夏果生產技術-第四型溫室   (園藝系邱蜀松)

        冬花夏果溫室係指內部作物均為短期栽培作物,因此在溫室內部每季種植不同的植物,在涼秋開始種植切花,例如洋桔梗等,利用風扇作業與兩側捲簾裝置調節內部微氣候。夏季使用風扇通風,移植果菜以滴灌供應根部水分。利用果菜蒸散速率大能夠降低自體溫度之生理特性進行夏季果菜生產。

5.設施內光質與作物生產

        利用塑膠布內添加不同成分以改變進入設施內部之陽光分光率,通常以增加紅光或藍光為主。另一項技術是採用不同透光特性的遮蔭網,調整進入設施內部的紫外光比例,用以調節作物冬季開花之花色。

二、作物生理感測與生產控制

1.蝴蝶蘭生長模式之建立

        依大花型與多花型兩大類型的蝴蝶蘭建立其生長模式,以葉片葉面積與乾物重為成長指標,定量分析各種環境因子(溫度、相對溼度、光量、光週期等)對光合作用速率之影響,再依生長模式定量描述與預測葉片面積與乾物量之累積生長量。

2.蘭株光合作用與生長特性

        以蝴蝶蘭與文心蘭兩種蘭花,進行單葉與全株之光合作用分別測定,並以淨光合作用速率為指標,進行蘭株最佳栽培環境之研究。依此研究對國內兩種蘭花之主要品種針對其適當生長環境特性加以分類,以作為栽培作業之參考。

3.蘭株組培苗與成株光合作用特性比較

         此研究之目的在於建立植物生理研究之實驗平台,利用組織培養苗於組培瓶內微氣候量測系統,量測組培苗之光合作用速率與最佳栽培環境。而另外以同化箱量測全株(在不同生長階段如中苗、大苗)之光合作用率與最佳生長環境。以兩者之量測結果加以比較並建立其關係。

4.蝴蝶蘭大苗抗開花技術          (邱蜀松)

        國內蝴蝶蘭大苗於冬季因為低溫之自然催花作用,因此全部大苗幾乎完全開花。在每年2-3月,可外銷而不帶花梗之大苗極為缺乏,影響了日本市場的銷售。此研究自蝴蝶蘭開花生理之學理開始,探討在不影響蘭株養分累積量而又能抑制催花之技術。此技術必須滿足兩項條件:1.容易大面積使用 2.不增加太多生產成本

5.蘭科作物生理係數之量化:氣孔阻力係數、反射光譜

        在此研究項目量測蘭株葉片之氣孔阻力係數,並探討微氣候條件如溫度,日照量,相對濕度,與風速等條件對於氣孔阻力係數之影響。而量測點包括植株各不同葉片,或同一葉片不同位置。葉片反射光譜係以近紅外光譜分別探查葉片之葉綠素含量與病害發展情況。

6.蝴蝶蘭根系生長勢非破壞性測定

        蝴蝶蘭栽培所用介質為水苔或樹皮,根系於介質中無法探查生長情況。此研究製作高周波發射與接收裝置,用以區分生物性根系與無生命之介質兩者對高周波能量吸收之差異值,由此得以探查根系生長情況。

7.盆栽植物蒸散速率之量測

        延續已建立之重量法蒸散作用量測裝置,用以量測各種生長條件下作物之蒸散作用速率。此年度之重點在於果菜與切花,用以配合冬花夏果溫室之使用。

三、生物工程

1.組織培養瓶之容器設計與開發            (黃慶文)

         用以開發適用國內組培場之組培容器,依據組培容器之七大要求特性,針對國內常用容器進行相關物性探討。

2.組培場氣流分佈特性                         (康瑋帆)

        國內組培場之規劃設計都是沿用電子業無塵室之設計規範,但是組培苗栽培室內栽培架與組培瓶的堆放影響了氣流分布,因此容易造成局部之氣流停滯區。為使用組培場內部維持均勻的溫度,進出風口位置、風管配置、與HEPA之使用都必須加以規劃設計。

3.組織培養苗之光合作用                     (高乃萱)

        組培苗光合作用的碳源主要來自培養基的糖分。因此其光合作用與呼吸作用機制與自然環境之植株並不相同。此研究在於探討植物組織培養苗之生理機制,並研究外在環境(光量、光周期、明暗期溫度)對於組培苗之生長影響。

4組培瓶內作物生長模式      

        組培瓶內作物之生長模式與一般作物之生長模式並不相同。乾物質之累積量與糖分消耗量相關性極大。因此此研究在於延續上一項研究項目,量化此碳源轉換機制,以此量化組培苗的生長量。

5.組培瓶生產流程規劃與成本模式

        以蝴蝶蘭實生苗,分生苗與文心蘭分生苗等三種生產方式,將各種生產條件如繁殖率,污染損失率,栽培周期等加以量化,用以規劃組培苗生產時每一階段所需要之資材、人力需求、總成、與栽培室空間。

6組培工具電熱滅菌之自動控制           (黃慶文、許欣正)

        為了建少使用化學藥劑,利用加熱滅菌方式為一項安全方式。此研究以溫度與時間為設定條件,用以控制加熱時間,達到充分滅菌,並能節省能源。

7.光質對組培苗之生長影響                 (許欣正)

        此研究以不同顏色的透光色紙改變光源之光質分布,用以比較光質對於組培苗生長特性之影響。因此藉由光質調節,可針對繁殖苗與發根苗之生長特性,分別促進其生理性狀。

8.組織培養瓶內培養基物性線上即時監測系統

        此研究在於以電學原理,開發線上即時量測方式,探討組培苗於生長期間半固體培養基內養分變化情形。

四、感測系統

1.實驗室測試與校正負責人之認証訓練

        此工作項目針對研究室人員進行實驗室人員品質管理訓練,測試負責人與校正負責人之認証訓練,並且參加經濟部標準檢驗局之測試以考取證照。

2.穀物水分計之檢測作業                    (林玉萍)

       此工作為經濟部標準檢驗局之委託代施檢測事務。國內使用之稻穀水分計新品自9011月,舊品自921月均需通過此檢驗方能使用。此施檢工作之"稻穀水分施檢規範"由本研究室制定,並將推行成為國際規範。

3.桌上型電容式水分計之開發                   

        此水分計以高周波電容原理探測穀物水分含量,以非線性迴歸技術建立校正方程式,並以軟體儲存於主機記憶體內以達到一機多用途之功能。水分量測範圍高達32%。此型水分計行銷目標為東南亞產稻國家。

4.標準稻穀參考物質之製作與認証

        感測器校正用各種標準參考物質通常為無生命物質。標準稻穀具有生命現象,因此製作與暫存都需要特別處理。樣本之均勻性也需要加以量化比對。由標準稻穀之製作技術標準作業程度可用以推衍至其他生命體之參考物質製作。

5.電子式相對濕度計量測不準度之評估

        電子式相對溼度計已逐漸普及,其校正標準以分流式設備與飽和鹽溶液為準。此研究用以探討採取此兩種校正設備對於相對濕度量測不確定度之影響。

6.光量計標準校正程序之建立

        針對國內經常使用的照度計,可見光能量計,全日照量計等光量計,建立標準校正設備加以測定性能並加以校正。

7.植物病毒生物電學檢測                    (陸慈宏、許又仁)

      利用伏安法以偵測植物病毒之抗原與抗體兩者結合之氧化還原電位,因此得以偵測病毒。

8.時間區域反射法於生物物性量測系統之研發

      利用時間區域及反射法(Time-Domain Reflectometry)用以探查生物反應器內培養基成分之變化。