精進設施養分與水分利用效率(下) - 農業知識入口網

養液需頻繁取樣且快速分析
養液栽培關鍵的查核點，在於取樣的頻率與位置，所有的養液調整必須根據根圈水（slab water）的濃度變化調整，採樣的頻率至少2週1次，初期建立階段最好1次／週，而EC與pH則需2∼3次／週以上，另灌溉水量與滲出水量也要每週紀錄並調整，初期滲出水量可占20%的灌溉水量，之後逐步調降，需根據根圈水的EC變化調整，因為採樣頻率高、樣品多，因此實驗室需有快速分析的儀器設備。

養液回收支援系統建立
養液回收的重點在於，確保回收後養液的品質能夠再被利用，因此系統需具備許多元件，以確保某些物質可以被移除。
1. 不可有植物殘體、藻類等堵塞物質。可用簡單過濾去除此類堵塞物質，荷蘭為了更節省水源，不使用一般常見具逆洗功能的砂濾桶，而使用簡單的濾紙過濾設備，只要定期捲動濾紙就可確保過濾效果。
2. 避免病原菌與農藥殘留。荷蘭許多的溫室已經開始執行養液回收利用，但若因水質惡化或執行介質淋洗等操作，仍會有廢液排放，但是零排放（emission freesystem）密閉溫室系統，不僅作到排放水滅菌回收再利用，甚至要求栽培過程中所使用的植物保護藥劑，也不能在水中的被檢測到，需要被完全去除，在四種去除方法與元件中（臭氧、過氧化氫、UV紫外線輻射、電化學方式），以臭氧處理經濟效益最高。

找出適合臺灣小果番茄的養液栽培模式
養液循環系統在臺灣最大的挑戰，是灌溉水的品質不良，尤其鈉與氯的含量過高，番茄栽培中若養液的鈉含量超過8 mmol/L就會開始造成傷害，因為番茄生長會吸收約1 mmol/L的鈉含量，若使用雨水（鈉含量約0.5 mmol/L）製作養液則不需過量的灌溉水，讓多量的滲出水來排出介質中鈉的累積；但若使用鈉含量（2.0mmol/L）的灌溉水，則需要有14%的滲出水來排出介質中鈉的累積以免毒害。然而根據一些農友分析資料顯示，臺灣井水的鈉含量都頗高，甚至水稻專區的斗南井水鈉含量也曾測得高達3.9 mmol/L，若用此井水栽培則需要多達41%的滲出水量，這對農友與環境都不是一個能接受的數值。或許栽培期間讓作物忍受較高的鹽害並於收穫後在清洗介質鹽類的殘量，不僅省水還可提升番茄部份品質，但要達到完全的養液循環不排放的程度，若不能提升灌溉水的品質勢必不能達成。

荷蘭的零排放（emission free system）密閉溫室，為了達成零排放的目標甚至會添加RO水到養液系統中，以確保養液的鈉含量不會超標，至於製作RO水的代價是否會比排放所導致的污染更經濟，目前荷蘭還在評估，不過若因著法規的要求，未來溫室皆不能排放任何廢液，則勢必要如此而行。在肥料的配置上，荷蘭環境濕度很低，肥料開封後仍很好保存，甚至不需密封物理狀況（粉末）仍然保持良好，因此隨時配置養液都很方便。但是臺灣高濕高溫氣候常導致肥料結塊，甚至不開封也會硬化，不易秤重影響養液調配，為克服此嚴重問題，預先配置成高濃度溶液備用是可行的方法。

根圈水（slab water）與滲出水（drain water）的調查計畫
計畫的源起，是因所有的養液調製都需根據根圈水的數據判斷，所以根圈水的分析非常關鍵，但是根圈水的採樣很困難，需使用大型針筒逐一抽取，且需要採集多個栽培槽混合成足量的樣品，過程花費大量人力。而且採樣的時間建議在第3次灌溉後與中午劇烈光合作用前，必需在短短的1∼2小時內完成，因此為了探討滲出水取代根圈水的可行性與確認灌溉後不同時間的根圈水變化，遂開始了調查計畫。初步結果顯示根圈水與滲出水差異大的原因（EC的變異系數為3.8∼31%，鉀的變異系數為0.8∼8.5%），主要可能是栽培介質不均勻性所造成。雖然不同採樣時間會對分析結果有影響但相對微小，而岩棉介質的不均勻主要與介質物理性的改變有關，尤其採樣所造成的壓實、破洞等破壞，因此採樣的感測器需特別選擇，以破壞性愈小越好。因網路搜尋，臺灣岩棉製造商僅有1家，其專業性與回收能力尚待評估，因此回國後初期會以椰纖介質為主，而椰纖介質的均勻性則尚待評估，後續研究將滲出水取代根圈水的可行性。

未來展望
對於未來研究的規劃，首先，國內需建立高效率自動化實驗室分析能力；其次，將建置小型養液試驗溫室，目前已建置完成能同時進行5種養液配方的試驗溫室。並已開始進行小番茄養液EC閥值試驗，逐步來驗證與修正養液資料庫，後續再推展至其它作物。雖然研究過程中還有許多的困難需要克服，例如介質的選擇、監測感應器的回饋控制、區域氣候的變化所導致的養液調控等，而這也正是我們與別人不同之處，別人也無法取代，願不久的將來，臺灣也能在介質養液栽培的國際市場中占有一席之地，朝向高利用率設施方向邁進。

文圖江汶錦　臺南區農業改良場