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紅龍果產季調節 高節能LED 透明燈泡應用

紅龍果產季調節 高節能LED 透明燈泡應用

目前紅龍果利用電照來進行產調催花技術已漸趨穩定,但市場售價卻不復往年的高價。以2017 年4 月拍賣價為例,較去年紅、白肉種各減少了每公斤新臺幣17.5 與91.1 元,市場交易量也由2017 年紅肉種(25,531 公斤)、白肉種(459 公斤),較2016 年4 月紅肉種(15,231公斤)增加了67.6%,白肉種(394 公斤)增加了17.5%,由此可見,投入產調的面積逐漸增加中。

紅龍果為仙人掌科(Cactus)三角柱屬(Hylocereus spp.)多年生攀附性熱帶果樹。近年因果實品質與營養價值受到消費者肯定,無論種植面積或外銷量均逐年攀升。

雖然紅龍果栽培面積逐年成長,但正常產期外仍需自馬來西亞進口鮮果,或利用燈照調節供果以滿足市場需求,顯示紅龍果在臺灣已成為大眾化蔬果,為集結保健、觀花、品果、入菜的優良果品。

紅龍果的售價受當時供貨量的影響很大,統計2016 年元月到2017 年5 月的紅龍果各地市場平均拍賣價格,各月別中以4 月份的交易價格最高,紅、白肉種分別為每公斤新臺幣187.9 元及145.7 元,與往年相較亦有相同趨勢,2016 年4 月24 日更一舉創下每公斤新臺幣580 元的高價。

反觀盛產期7 ~ 10 月,不論紅或白肉種每公斤平均僅新臺幣50 元上下,顯示生產季節外(反季節)的果實,其市場售價可較正期果高2 ~ 3 倍,也因此,投入燈照產調的農民漸漸增加。

影響紅龍果開花的條件
紅龍果形成花芽到完成開花,由下列因子所控制:光、枝條發育狀態(新枝或老枝、芽點有無老化、飽滿度等)與溫度。只要其中一項要素沒有獲得滿足,紅龍果即無法來花或會萌發畸形花苞。

催花成功後花苞的發育條件,如枝條是否能承載產調期間的來花量、夜間溫度常過低而造成花苞萎縮、低溫影響花粉活力等,都會影響產調成功與否;除此之外,燈具的選擇、架設方式、照燈時間等光線條件的補足,也會直接影響農民進行紅龍果燈照的意願與生產成本的高低,以下分述開花調控因子:

1. 光強度
根據研究,紅龍果花芽創始與花芽分化的臨界日長為12 小時。臺灣在秋分(9月23 日)過後、春分(3 月21 日)之前每日日長均少於12 小時,所以進入秋分之後至翌年的春分之前,必須利用人工光源補足紅龍果對日長的需求,誘導紅龍果產生花芽。

為滿足紅龍果每日日長至少12 小時的需求,目前田間實作上,燈照時間多採每日照燈4 小時,選擇於日落後進行延長日長的17:30 ~ 21:30 或是22:00 ~ 02:00 進行暗中斷兩種。

在光源架設上,務必使成熟枝條均勻受光,主要結果枝的光強度需達120 ~150 Lux(光源照射面每單位面積所發射出的光線總量)以上,才有利於花芽形成,若以行距2.9 公尺行間配置12WLED 透明燈泡為例,約每1.2 ~ 1.5 公尺配置1 個燈泡;於1.8 公尺高度下,在燈下1 公尺處枝條的受光度達250 ~ 270Lux,遠超過枝條應滿足的120 Lux。

2. 枝條成熟度、飽滿度與芽點有無
進行催花處理當時的枝條成熟狀態、營養條件、芽體飽滿度與前幾批次枝條的產能,會影響燈照處理的成果。最理想催花成熟度的枝條為第1 年生、滿9個月左右的枝條,此時的枝條活力強,對光強度的敏感度高,較容易成功催花;2 年生以後的枝條因較為老化與無效的芽點較多,來花量較少。

晚花處理者,催花當時如果仍有掛果,枝條蓄積的能量常會被果實消耗,而影響當期催花的效果與來花量。因此,若要進行冬期果之產期調節,應減少前批果的產量,讓枝條蓄積較多的營養,來供應產調來花的需求。

3. 溫度
紅龍果為原生於熱帶雨林的果樹,發育適溫為日夜溫攝氏25 度/攝氏20 度。當溫度高於攝氏35 度或低於攝氏15 度時,則有抑制根系發育、抑制花芽與授粉不完全等狀況,或是不來花、花芽異常、花粉活力不佳、著果不良、小果多等生理障礙。

且在產調期間,若逢寒流冷峰的侵襲,常會有抵消掉燈照的效應而延後開花,甚至催花失敗的情形,這時即需以增加燈照時數或增強光強度來補救。也因催花的效果常受溫度影響,催晚花者最遲應在霜降(10 月23 日)之前開燈;催早花者若於2月之前開燈也不會提早來花。

LED 燈應用於紅龍果產期調節上的改進燈具的演變,多年來在電子工業的進步之下,陸續開發出更省電、高效率、體積小的燈泡,最早所使用的250W 鎢絲燈泡近年已被23W 的省電燈泡取代。

LED(Light-Emitting Diode)發光二極體,為目前快速發展的半導體元件,早期因價格居高不下且散熱效能不佳,而沒有被考慮應用於紅龍果燈照上。近年來,因其散熱材料與傳導介質逐年改良,高亮度、高功率、高安全性、價格更趨近於傳統燈泡的特性,也開始嘗試用於紅龍果的燈照調節上。早年所生產的LED 燈泡是以室內型居家用途為主,而農業用途的燈泡使用於田間,常有晨間露水或進行噴灑灌溉等水氣進水問題,故除考量其發光效率、使用壽命、色溫與光強度之外,對於燈泡的防水性能、燈頭在室外能否耐水氣等安全性問題亦應一併考量。

2015 年春天品利農場首先應用11W LED霧面燈泡於催花試驗,實測雖能正常來花(與23W節能燈泡相較),但有燈泡不透氣、燈頭與燈座密合度差而產生銹蝕等問題。為改進霧面燈泡透氣性、燈座材質與增強光線的穿透率(紅龍果枝條的受光度至少需達120 Lux 以上),讓催花效果更穩定,特別開發12W 與15W LED 透明燈泡兩種。
以2016 年底於農場實地檢測12W LED(1,125 klm)於紅龍果催花試驗上,其成果較23W 節能燈泡(1,169 klm)更優。同時試驗15W LED 透明燈泡,發現其光度更強,更有助於低溫寒流期間催花的穩定與花粉活力的有效性。目前發現使用 LED 除能有效作為紅龍果產調用的燈具之外,在降低用電成本、節省電錶安裝費、田區安全性維護、用電的穩定性等實質上效益更大。

使用LED 透明省電燈泡
之電費成本分析

以1 公頃燈照面積,每1.35 公尺設置1個燈泡為例,平均約設置燈泡數為2,600~ 2,800 個。若使用23W 節能燈泡,每小時用電量為2,700 個燈泡×0.023 度= 62.1 度,每日照燈4 小時X62.1 度/小時= 248.4 度,若照燈40 日後停止,共計9,936 度(一般約照到40 日後),依台灣電力公司非夏月用電電費計算基準(累進費率,用電度數越高,每度計算電費越高),每度電費平均以4.5 元計×9,936 度= 44,712 元(23W 節能燈泡每公頃每日照燈4 小時,40 日之電費成本)。

現使用12W LED 透明省電燈泡2,700 個/ 公頃×0.012 度×4 小時×40 日×4.5元/度= 23,328 元(12W LED 透明省電燈泡每公頃每日照燈4 小時,40 日之電費成本)。即使用12W LED 透明省電燈泡可節省44,712 元- 23,328 元= 21,384 元,省電效率達47.8%。

改善用電容量不足與用電安全性問題
目前台灣電力公司對於農地的用電申請1 個地號僅能申請1 ~ 2 只電表(依土地面積而定),以每分地設置燈泡數270 個為例,1 個單相用電錶(申請費與架設成本約18,000 元,供應100A)在同時間的用電負載下,僅能供應0.35 公頃以下的面積,或是另作2 ~ 3 個用電時間的迴路,則可供應1 公頃以下的面積。

但若農場面積大於1 公頃或考量用電的安全性時,則需採用負TC 三相用電(可供應300A),才能承載農場瞬間電量,三相用電申請費與架設費用將近1 只新臺幣10萬元,架設成本高,因此若燈具的發光效率不影響萌花成果時,採用省電的燈具就更能降低用電費與電錶安裝費,也解決瞬間用電量過高、用電安全性的問題。

產期調節時應注意事項
紅龍果的產期調節工法中,晚冬與初春的溫度變化與當年枝條發育條件常無法經由人為方式調控,以致常有照燈條件完備了,卻無法成功催出花芽的例子。對於欲生產反季節的紅龍果農而言,光源的選擇與配置,是可以自由調控且直接影響架設成本,農民應依據自身果園的環境條件,規劃燈源的配置位置、燈具架設數量、燈照時間與其他條件,進而控制用電成本與生產成本,使能以最低成本獲得最高效益。

使用12W LED 之省電效果
‧ 每公頃使用燈泡數2,700 個
‧ 每日平均照燈4 小時,晚花平均照燈日數為40 日計算
‧ 每度以4.5 元計算( 台灣電力公司電費計算為累進費率)
使用12W LED 之省電效果



12W LED 透明燈泡與傳統節能燈催花實測之差異                12W LED 透明燈泡與霧面燈泡光強度之差異

12W LED 透明燈泡與傳統節能燈催花實測之差異 12W LED 透明燈泡與霧面燈泡光強度之差異



















使用不同燈泡之催花成本比較
每分地以產出 600 株X 4 Kg=2,400Kg 為計算基礎

使用不同燈泡之催花成本比較

紅龍果外銷為紓解盛產期壓力的策略之一,而產期調節技術的成功,有助於紅龍果週年生產與維持全年穩定供貨,有利於拓展紅龍果外銷事業。

臺灣有良好的供電系統,相對於其他開發中國家而言,臺灣進行紅龍果產期調節技術更有助於外銷市場拓展。目前中國各地區也掀起紅肉種紅龍果的種植風潮,在燈具的開發應用、產調技術的精進、降低產調設備成本等,也與時俱進並和臺灣相抗衡;其中燈具的開發應用,中國幾乎9成以上都使用LED 燈,預期近年臺灣也將有一波原本使用23W 省電燈泡面臨光衰到來的汰換潮。

展望未來,開發高光效率、更能穩定催花、省電、成本更低的燈泡,以降低產調成本,已成為各國發展紅龍果產業的共同目標。臺灣目前所生產的正期果價格仍然偏高,較不利與越南等國競爭,居於外銷劣勢,但如果能穩定生產反季節的冬春果,以外銷為生產導向,或許能成為臺灣紅龍果與國際接軌的獨創工法。

應用LED 透明燈泡 提高光強度
傳統LED 燈泡應用上是以室內為主,而使用霧面燈泡為不傷眼睛、柔和光線的穿透,但也降低了光度。使用於農業上,如紅龍果照燈所用的燈泡,應以枝條高光照度為目標,因此,透明燈泡有利於光線的直接穿透,有效提高枝條受光度,可增進催花效率。

調查12W LED 透明燈泡(黃光80 mm)在光源正下方100 公分處的光強度為354Lux,45 度角則為266 Lux,而同樣使用12W 霧面燈泡(80 mm),其光源正下方僅178 Lux,顯示透明燈泡的光強度較霧面燈泡高約0.5 ~ 1 倍。燈泡周徑越大,其光強度則越強,使用光強度越高的透明燈泡越有助於穩定寒流低溫對花芽的傷害,有利於光源調節,燈泡若置於行間,行距不超過3 公尺之下,兩燈泡於1.5 公尺內均能催出花芽。

但行距若高於3 公尺時,使用霧面燈泡或23W 省電燈泡常無法催花大量花芽,此時使用高光強度的15W LED 透明燈泡將有助於解決大行距燈照產調上的缺點。因此農民在選擇燈泡時,首選1. 高光強度,2. 周徑大,3. 膠封良好,4. 防雨水,燈頭部分需能防水、耐腐蝕,才能有效進行燈照產調。

文/ 劉碧鵑 行政院農業委員會農業試驗所鳳山熱帶園藝試驗分所
謝明樹 品利農場
豐年6707

附件

相關照片
  • 2015 年9 月~ 2017 年5 月紅、白肉種紅龍果於臺北果菜市場拍賣價格之波動變化

    2015 年9 月~ 2017 年5 月紅、白肉種紅龍果於臺北果菜市場拍賣價格之波動變化

  • 80 mm 透明燈泡(左)與60 mm 霧面燈泡(右)

    80 mm 透明燈泡(左)與60 mm 霧面燈泡(右)

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