荷蘭設施番茄生產微氣候控制策略 - 農業知識入口網

荷蘭屬於溫帶海洋型氣候，四季分明，春季及冬季寒冷且日照短，年平均日照約1,600 小時，春、冬季平均日照約7.5 小時，夏季約16.5 小時；年平均雨量為780 mm，主要集中在每年8 到9 月份。在此氣候條件下，光線及溫度，成為荷蘭溫室栽培果菜類的發展重點。

荷蘭自1990 年開始，具經濟規模的溫室生產，已成為主要發展趨勢，並朝多樣化規模發展，以提升產業競爭力。高產量及節能為荷蘭設施栽培技術最引以為傲的成績。根據荷蘭瓦罕寧恩大學（Wageningen University）發表報告，相較歐洲地區其他國家，荷蘭設施甜椒平均產量高於其他國家0.5 倍、番茄高於2.2 倍，胡瓜則高於4.7 倍；與西班牙設施甜椒的生產成本比較，荷蘭產量（260,000 kg ／ha）遠高於西班牙（160,000 kg ／ ha），扣除成本後的淨收益，為西班牙的1.24 倍。

荷蘭溫室產業發展
荷蘭設施園藝發展，以永續環保為主要目標。除了節省能源使用外，亦節省水資源及二氧化碳排放量。目標於2020 年時，二氧化碳排放量較1990 年減少48％（約3.3 Mton），逐年提升能源使用效率，使用20％天然燃料及溫室，成為主要的發電及熱氣供源。為達此目標，產官學界致力於溫室通風、栽培模式，及發電系統等研究，並提出7 項溫室栽培要點，以達到節能目的，包括：1、引外氣除溼，2、利用遮陰網及節能網，3、依據外部氣候變化調整溫室環控設定，4、增加溼度，5、使溫室內空氣分布均勻，6、適度降溫提高品質，7、利用地底儲水槽及熱泵系統於溫室降溫。荷蘭政府不僅致力於節能溫室發展，更期許溫室成為未來日常生活供電的一環。

汽電共生（Cogeneration, CHP）為目前荷蘭溫室生產最主要的能源來源，透過燃燒天然氣或生物廢棄物來發電，同時將過程中產生的二氧化碳及熱，蒐集供溫室生產使用。氣電共生發電效率約占35％、產熱效率約占50％，所產生的電除了供溫室生產所需（如人工光源），多餘電力則可販售給電力公司，或其他溫室栽培者使用。其產生的熱，可用熱水形式存於儲存桶中，二氧化碳則是添加於溫室中，供作物生產用。

地熱（geothermo）為近年發展的能源系統，主要利用地熱及天然氣等天然資源，作為溫室生產能源來源。由於地熱系統的開發需投入較高成本，且侷限於地理分布，導致無法普遍利用。地熱系統是從地底約2.5 公里深處，抽出熱水及天然氣，熱水暫時儲存於儲熱桶，或經過熱交換後回存至地下，氣體則經過分離、純化後，將二氧化碳利用於溫室中。

荷蘭溫室番茄栽培管理
目前在荷蘭最普遍的溫室種類為玻璃溫室（venlotype），其發展於1930 年，因具有建造成本低、適合各種園藝作物栽培等特性，故沿用至今。近10 年來，為提高產量及品質，除增加溫室高度外，逐漸由密閉型溫室轉為半密閉型溫室，藉由引入外部氣體，達到除溼與增加二氧化碳濃度之目的。

設施番茄栽培期長達40 到50 週，大果番茄每年每平方公尺平均產量約為60 到80 公斤，小果番茄則約為35 公斤。為提高產量，荷蘭設施番茄普遍以具高產、根系強健的番茄品種作為根砧，利用2 階段育苗方式培育大苗，不僅增加溫室營運效率，同時達到微氣候控制。

1. 養液管理：
荷蘭設施果菜生產，普遍使用岩棉為栽培介質，配合養液滴灌及溢流水回收再利用，大幅提升溫室用水效率。以番茄為例，每公升養液，約可產生67 公斤鮮重。

目前，荷蘭約有70％溫室生產採用介質養液栽培，灌溉頻率以少量多次為主，主要依據輻射量決定灌溉頻率，介質含水量維持約50％至65％之間，2 次灌溉間的水分含量變化不超過10％至15％，每次灌溉量需有20％至30％的溢流量。溢流主要避免養液灌溉造成的鹽積、滴頭間灌溉量的差異，及位在溫室內不同位置所造成的蒸發散量差異。

灌溉系統中包含4 次pH 及EC 監測；溫室中與灌溉有關的監測系統有滴灌管壓力計、介質水分含量、介質重量，及溢流水偵測裝置，依不同監測儀器變化，作為灌溉策略依據。溢流水回收過程，依序經由過濾、UV 殺菌、混合雨水、EC檢測後，再與養液混合進入溫室。荷蘭溫室栽培業者，每週將灌溉水、養液、溢流水及根圈水，送交專業檢驗公司檢驗，檢驗項目除了pH、EC 外，還包含Cl、HCO3 等10 多項。

2. 人工光源的利用：
過去，荷蘭學者提出「減少1％光照，農業技術 科技新創園就減少1％產量」理論，可見其對光線利用的重視。近年更普遍利用有散射（diffused）功能的披覆材料，使溫室內光線分布更均勻，增加下位葉光線的擷取，以提高光合作用速率及產量。荷蘭溫室補光的主要目的為延長光照時間，冬季生產番茄補光時數高達12 小時。

高壓鈉燈（High Pressure Sodium, HPS）為普遍的人工光源，同時達到補光與加溫目的。目前，荷蘭設施生產溫室約有90％採用高壓鈉燈為人工光源，補光期間，溫室光強度為170 至200 μmol ／ m ２／ s。

近年來，許多溫室生產陸續投入LED燈設備，以LED 燈作為人工光源，其具有可依作物調整波長、可移動、低發熱等優點。以番茄生產為例，LED 燈除了裝置於植株上方，亦常被置於植株間，進行株間補光，增加中、下位葉受光率，亦可提升光合作用率。

根據荷蘭瓦罕寧恩大學研究資料顯示，相較於HPS，在番茄生產上利用LED 燈為單一人工光源，其溫室內用於加熱的能源，可由22,072 kWh 增加至37,583 kWh，且LED 燈設置成本遠高於HPS，因此目前仍以HPS 為主要人工光源。

3. 溫度管理：
荷蘭夏季溫度約攝氏15 到25 度，春、冬季則為攝氏0 到5 度，冬季生產番茄及其他園藝作物時需要加溫。利用熱水管路布於溫室中，為荷蘭溫室生產最常見的加溫方式，管中熱水溫度依加溫需求而不同，約攝氏55 到70 度。

番茄生產溫室中，可看到布於地面上同時作為運輸軌道的鋼管（railpipe），及布於植株間的生長管（growthpipe）。2 種管路都具有加熱功能，但生長管因靠近植株，加熱效率較佳，屬於節能生產策略一環。加熱目的，除讓植株在適合溫度條件下生長，亦有除溼作用。

番茄生產溫度管理，大約可分為3 階段：1、白天溫度約在攝氏22 到24 度，2、入夜後快速降溫至攝氏16 到19 度，3、日出前2 小時加溫至攝氏20 到21度。加熱所需的熱水，來自溫室發電系統在發電過程中的副產物，汽電共生（Cogeneration,CHP）為主要發電方式，所產生的熱，以熱水型式存於儲水槽。

含水層（Aquifer）為常用的系統，配合地下冷、熱儲水槽進行熱交換系統，夏季時，使用地下水進行溫室降溫，抽取之地下水溫度約為攝氏10 度，經溫室熱交換，升溫至攝氏20 度再送回地下；在冬季時，以熱泵於夜間非用電尖峰時，對地下水加溫，加熱溫度可達攝氏50 度，將熱水存於暫存水槽內供用。利用此溫控系統，據估計可節省40％之能源。

4. 二氧化碳添加：
二氧化碳為作物光合作用主要原料，荷蘭溫室以半密閉型玻璃溫室為主，透過通風或外施的方式，增加二氧化碳濃度，以提高光合作用速率，進而提高產量與品質。但透過通風方式，僅能提高二氧化碳濃度與外界相當（約400ppm），且冬季因保溫需求，與外界通風機率較低，溫室內二氧化碳濃度常降至100 ppm 左右，因此普遍引入發電產生之二氧化碳。

根據瓦罕寧恩大學研究報告，在不同二氧化碳濃度下生長的植株，其光合作用速率，隨著溫度增加而提升，但在600 ppm 及1,000 ppm 2 種二氧化碳濃度，差異並不顯著，因此溫室中普遍維持在600 ppm 左右。

5. 生物防治：
荷蘭設施果菜生產，100％採用病蟲害綜合防治，溫室內使用化學藥劑，部分僅利用燻硫磺，達到防治露菌病等病害。

Koppert 為荷蘭最大生物防治商品公司，提供超過30 種生物防治資材，除生產天敵卵片、供溫室中施放的幼蟲，也提供天敵飼料、食物及宿主植株，以維持溫室中天敵數量。生物防治，主要是利用天敵及害蟲間的族群平衡，達到防治害蟲的目的，因此必須每週監測害蟲密度，作為施放天敵的指標。

結語
為了克服惡劣的農業生產溫室，荷蘭致力於溫室產業發展，在產官學研等多方面深入研究，而成為世界溫室生產先驅。《HortiBiz》雜誌曾在2016 年10 月，以「最有效率的生產者」來形容荷蘭番茄生產。其溫室生產產業鏈的形成，如溫室規劃、環控設備、品種選擇、諮詢公司及檢驗公司等，支撐荷蘭溫室生產具領先地位。

臺南區農業改良場與荷蘭自2011 年起，著手合作規劃亞熱帶地區果菜類生產溫室，期間經過多次交流與互訪，深刻體會荷蘭設施生產，除精密環控設備外，多年累積之學術研究與產業經驗，奠定了強而有力的基礎，且因應環境變化不斷進步。

荷蘭溫室番茄栽培體系，與臺灣有很大差異，彼此面臨的生產瓶頸亦不相同，但荷蘭致力於設施蔬菜栽培的研究精神，及介質使用、養液配方、環控設備、節能栽培模式等，正為臺灣當前所急需學習與建立的榜樣。

文‧ 圖／許涵鈞 臺南區農業改良場(豐年6623.6624)