精進設施養分與水分利用效率(上) - 農業知識入口網

荷蘭是全球農業大國，其蔬菜和鮮花出口量為世界第一，園藝栽培技術幾乎全數採取設施栽培與養液回收利用，且自動化程度高，我國有必要學習荷蘭相關栽培經驗與重點技術，本計畫與瓦漢寧根大學Erik博士研習荷蘭的養分與水分利用效率相關議題。

全球氣候變遷影響，常引起小區域的氣候異常現象，導致農業損失嚴重，為降低生產風險與提高作物生產品質，設施栽培的需求也越來越多，溫室面積也逐年增加，根據民國100年臺灣全島溫網室設施航照之面積統計，目前全臺溫室面積約2,171公頃，其中環控溫室以生產蝴蝶蘭為主；蔬果生產仍多為簡易設施及網室。由於小果番茄廣受消費者喜愛，根據拍賣市場統計，其交易量已突破1萬7千公噸，高品質的小果番茄拍賣價甚至高達每公斤百元以上。因番茄產量與品質，深受氣候環境、作物品種與栽培模式所影響，如何生產穩定且高品質的小果番茄，仍是需要克服的。

學習荷蘭經驗應用於臺灣小果番茄栽培模式.
就小果番茄品質而言，以全臺200公頃以上設施番茄來說，農友為提高小果番茄品質，常過量施肥，導致土壤鹽害，復又洗鹽改善，徒增浪費，尤其水資源與肥料資源日益缺乏，農民急需一套省水、省肥、高效的肥培方法，而養液栽培是個不錯的選擇。離土養液栽培可以克服許多土壤栽培問題，並加速作物生長與提升整齊度等，但開放系統的養液排放又會導致環境污染與金錢浪費，而封閉系統的養液回收利用則需有完善的監測檢測能力，與實驗室支持系統。以荷蘭經驗來說，在溫控溫室可以減少氣候對小番茄生產的影響，荷蘭有許多溫控經驗可以提供幫助；介質栽培具有簡單容易複製的特性，可取代土耕，進行大面積生產，並開發適合小番茄生產的本土性養液配方。在荷蘭番茄介質栽培的養份與水份利用分析管理模式上，可將其引用修改適合於臺灣小果番茄的栽培模式；並學習荷蘭溫室養液回收灌溉系統的後端服務，包含實驗室服務、養液控制與殺菌系統。

設計密閉的養液回收系統 省水省肥少污染
臺南改良場針對小果番茄已收集多項養分與水份利用效率相關資料，包含：1.荷蘭大果番茄商用配方與臺灣小果番茄配方的生產因子數據；以及2.臺灣小果番茄在5種氮磷鉀肥料變級，對產量、施肥量與植體吸收的相關數據。初步數據顯示參考荷蘭開放系統之養液配方與臺灣傳統土耕用肥量比較，氮肥高出5倍，鉀肥高出10倍以上，後續勢必以封閉系統操作，讓養液可以回收再利用，然而其中牽扯到養份平衡的再調配、病原菌的防治等議題。

因初步試驗結果，設施小番茄預估需水量至少1.5 L／株／天，換算90 m3／分／月，而臺南30年平均年雨量為1,698 mm，換算降雨量為169 m3／分／年，若採開放養液系統栽培，只依靠雨水供給一定不夠，最終仍須走向密閉的養液回收系統，不僅能省水、省肥還可避免環境污染。而在臺南場養液土耕滴灌的洋香瓜試驗中，使用土壤水分張力計監測控制每日灌水量，與傳統溝灌栽培可有效節省灌溉用水75%以上，滴灌使用水量53公升／株／期，可生產洋香瓜2.5 kg／株，換算每公斤產量需消耗18.6公升水資源。根據國外文獻，生產1公斤新鮮番茄所需要的水量，以色列露天栽培需用60公升，一般溫室需用30∼40公升，荷蘭的氣候控制溫室需水22公升，若養液回收利用則需水15公升。

提升我國溫室養分與水份利用效率
利用荷蘭的養份與水份利用分析管理模式，分析討論在高溫、高濕的臺灣設施環境下，如何找出關鍵養份因子，來提升產量與品質，並將其引用修改適合於臺灣小果番茄的栽培模式。同時，學習荷蘭用以評估養液系統穩定度的方法與模式，關鍵查核點的數值範圍與頻率及如何控制規劃，評估比較肥料效率、植體吸收率、環境參數與產量品質的相關性。將臺南場實際操作設施番茄的參數代入模式，評估臺南場與荷蘭針對肥料效率、植體吸收率、環境參數與產量品質的差異性。在荷蘭開放、密閉系統下與根圈水的番茄養液標準，將臺南場之前的番茄養液試驗轉成荷蘭分析模式後，可以發現原先用氮磷鉀不同變級試驗設計不能解釋的成果，在荷蘭分析下就解開了，分析結果如下：
1. 在第一作聖女小番茄品種試驗中，磷肥變級沒有果效，因為連最低磷肥濃度都遠超過荷蘭的磷肥標準；反而是磷肥的改變導致EC變化所造成的一些影響。高EC有助糖度、硬度的增加，並減小果實大小。銨氮濃度（3.1 mmole/L）過高（標準為0.5 mmole/L），導致果實過大（18∼26 公克，目標是10公克），與糖度不足。
2. 原試驗中每20分鐘灌溉一次的頻率太高，除了養液的浪費外，可能也造成葉柄下垂，與主蔓開裂等問題。
3. 試驗結果糖度不足（6.8∼8.9），目標需大於10，除了銨（NH4+）濃度過高影響外，EC可以適當提高，除了N／K的比例，也要注意銨態氮與硝酸態氮的比例。
4. 第二作與第一作相比，糖度顯著提升與果實明顯變小，除了品種（串收小番茄）不同外，養液也有很大的改變，但最大的問題是產量過低，此與生長不佳有關。產量因著氮肥的增加而增加，但仍未達養液標準（NO3-=12 mmol/L），因此後續試驗可以提升。
5. 產量因著EC下降而增加，當EC由3.8降至2.5時產量增加1倍，若EC由4.2降至2.8時，產量也增加1倍，標準EC建議為2.6。而除了氮磷鉀主因子的比較之外，養液氯離子太高（18.7 mmol/L，標準<6 mmol/L）也是造成減產的主因。

因為無土養液栽培需要更精確的養液控制，若只用傳統簡單的氮磷鉀的思維去控制，一定不會成功，但藉由荷蘭的養液模式，可以更深入的分析探討，並找出可能的因子，英文的諺語：The devil is in the details，誠然有其道理。

文圖江汶錦/臺南區農業改良場