2023 環控農業工程

Environmental Set-Points 環境設定值

1. RO Water逆滲透水
   使用逆滲透水（RO水）來調配水耕營養液能確保植物獲得的養分是已知且純淨的，因為RO水只含極少量養分或污染物。相比之下，自來水含有氯和碳酸鹽，這些成分可能對植物造成傷害並增加調節pH值的難度。因此，直接使用RO水可以避免這些問題。

2. Lettuce Seed萵苣種子

• 種植前做預措處理能順利的打破休眠及促使發芽率整齊。 

• 種子經常保存在乾燥低溫狀態，不常用者置於-20o C冷凍櫃，常用者分裝後置於4o C冰箱

• 種子需要用膠袋或鋁箔帶緊密包裝，並在包裝內、外分別註明:❶購入(採收)日期❷(品)種名❸來源❹發芽率❺千粒重❻ 含水量。種子包裝後置於密封罐之中，置低溫儲藏。

• 從冰箱拿出種子後，須將密封罐置室溫下若干時間，俟種子回溫後才能打開取出包裝，否則種子易吸水氣。拿到所需要的量後馬上再密封裝罐放回冰箱，勿放在室溫下太久。

-N氮素

1. 爲了促進植物的營養生長或生殖生長，比較一下植物對銨化合物NH₄⁺和硝酸鹽NO₃⁻的利用是重要的。

• 施用硝態氮NO₃⁻的效果，遠較銨態氮NH₄⁺爲好；如將二者配合使用，硝態氮和銨態氮的比例不能超過7：3。

• 無土栽培選用無機鹽類肥料，要考慮培養的基質。假如使用乾的基質，例如鋸末、泥炭和蛭石等，可以使用溶解性較差的鹽類。

• 假如需要製成營養液，則應使用易於溶解的化合物。氯化鉀和氯化鈣只能用於校正鉀和鈣的缺乏。但是，只有在營養液中沒有顯著數量的氯化鈉存在時，（小於50ppm），才能使用。假如有鈉離子存在，再加入氯化物，就會造成植物中毒。

• 植物吸收NO₃⁻需光酵素，弱光時會被抑制，強光時易增生藻類

• 萵苣優先吸收NO₃⁻使培養液PH下降

2. 水耕蔬菜 ≠ 有機蔬菜 

• 有機質肥料：經由微生物菌將其分解成無機離子型態後植物才能吸收利用，所以水耕不能把有機肥液直接加入水中

• 水耕時植物根部直接吸收水中的營養素，所有營養素皆必需是離子型態才能為植物根部所吸收，所以選擇水溶性肥料是最直接的方式，但是水沒有緩衝能力，肥料的配比就得嚴格控制，否則容易過量或不足，甚至種出重金屬過量的有毒蔬果 

3. AutoPot的養液元素濃度：AutoPot A、B 劑各 200g 加入1L水中變成 A、B 劑濃縮營養液，當EC值為1.2時表示將 A 濃縮液 2.5ml 與 B 濃縮液 2.5ml 加入 1L 水中，根據標示各元素百分比算出下表濃度 ppm

學生將首先接觸到澆灌系統的程式碼，然後在理解其基本功能的基礎上，參與硬體的設計和製作。在此過程中，學生需要不斷調整程式碼和硬體設計以解決新出現的問題，例如植物基質的浮動問題。 

潮汐灌溉的植床

種植池（A池）：用於種植作物。

營養液池（B池）：含有用於植物生長的營養液。

循環泵動作：

 b池泵：將營養液從b池泵送到A池，工作15分鐘，然後休息30分鐘。

 a池泵：在b池泵休息期間，將水從a池泵回到B池，工作15分鐘。

Micro:bit編程代碼

使用兩個數位輸出引腳來控制兩個水泵，pin0用於控制a池泵，pin1用於控制b池泵。

Lettuce Production 萵苣生產

Germination Area Stage 發芽區栽培階段

Day 0 - 3 Sowing  第 0-3 天
播種

1. Wet-Wrap 濕敷
   淹灌讓種子在發芽期容易缺氧，故 0-3 天是使用濕敷，發芽後3-7天淹灌。

2. Lighting 燈光
   在第0天，發芽區的燈光維持於50 µmol/m2/s 的光量，必需提供光量以確保完整整的發芽，穴盤上需要覆蓋保濕蓋以確保種子維持濕潤，在24小時候，光量可提升至250 µmol/m2/s。

3. Temperature溫度
   在發芽區內於播種後第一個24小時維持20°C有兩個主因：

• • 在發芽的關鍵時段內，讓種子維持濕潤是很重要的，低溫低光高濕可避免種子過乾。

  • 種子最佳發芽溫度為15.6°C-26.7°C。  ( HGIC ) ，15°C-20°C (農業部)

  • 2日之內可發芽

  • 當氣溫超過 25°C-30°C時，由於萵苣胚乳細胞之細胞壁與膜間氣體交換速率受阻而導致種子進入熱休眠狀態而不發芽，需特殊處理促進發芽，如GA3處理浸種冷藏處理。種子浸種之後在低溫的環境之下會打破休眠。種子浸在流動水中10-12小時，在低溫4-6°C下，約3~5天則會打破休眠。種子在打破休眠之後在高溫的環境下仍可以發芽，但是若只是浸種未經低溫打破休眠，則一樣會進入休眠。新鮮種子對高溫較老熟種子敏感。打破休眠的種子在胚根未突破種皮之前陰乾播種，打破休眠的種子勿以重力揉搓，否則胚乳及根將因機械傷害而失去發芽能力。 

4. Fertilizer Solution 育苗區的營養液  

• 使用澳洲原裝進口之高純度完全均衡配方AutoPot專業級水耕肥料，通過澳洲Victoria State 國家 CHARLES BERNARD GORE BRETT NOTARY PUBLIC 機構，以及台灣中央標檢局 22 項安全檢驗認證之高規格農業生產用養液栽培專業級肥料。每組含 A、B 兩劑，內含植物所需之 16 項巨量及微量元素 

• 使用方法：

• • 1. 先準備2個1公升以上的容器或寶特瓶，分別標示A、B。

    2. 以 600 ml 溫水加入 200 g 之 A劑粉末，均勻攪拌後將水加滿至1公升，製成1 公升之濃縮營養母液。

    3. 以 600 ml 溫水加入 200 g 之 B劑粉末，均勻攪拌後將水加滿至1公升，製成1 公升之濃縮營養母液。

    4. 500g共可調製成2.5 公升高純度濃縮母液。

    5. 此濃縮營養母液使用法可依照下列之比例稀釋後，即成為各種不同植物所需之完全均衡通用配方。特殊用途情況，亦可依照兩劑不同比例之方式調製所需之離子比例。

  • 使用濃度參考：

    1. 每 1 公升清水中，分別先加入 5ml 之 A 劑濃縮母液，均勻攪拌後，再加入 5ml 之 B 劑濃縮母液，(盡量避免同一位置或同時一齊加入)，充分混合後即可成為 EC 約 2.4(mS/cm)的標準全效性營養稀釋液 (EC≒2.2~2.4，PH= 5.5~6.5 需視水質而定)

    2. 其他濃度調整比例如下：(誤差度視水質及調製精準而定)

• • 1. • A+B 濃縮母液 2.5 ml／1 公升水 → EC≒1.2 (mS/cm)

       • A+B 濃縮母液 3.7 ml／1 公升水 → EC≒1.8 (mS/cm)

       • A+B 濃縮母液 5 ml／1 公升水 → EC≒2.4 (mS/cm)

       • A+B 濃縮母液 7.5 ml／1 公升水 → EC≒3.6 (mS/cm)

Day 8 - Removing Double Seedlings & Seedling Selection
第 8 天 - 幼苗篩選

1. 依據它們第一片子葉展開的大小 (約直徑1公分)來進行篩選，若幼苗的生長不合格 (直徑小於1公分)，將直接被淘汰。一般來說，大約會有20至30%的幼苗會被淘汰。在此階段成長良好沒被淘汰的幼苗，在第11天移植時大多也會通過。幼苗的篩選別對於作物品質的均一性來說是非常重要的。 

2. 單一穴格中如有超過一株的幼苗需在第 8 天予以移除，以確保作物的均勻成長。此時也可留意發芽率來了解種子的品質與此階段的生長條件是否適當。在這個階段中，提供均一的環境條件以確保作物的均一成長是非常關鍵的！

由於水耕蔬菜是直接從營養液中吸收養分，所以硝酸鹽NO3-含量會比土耕蔬菜更高，這會讓人對其高含量的硝酸鹽產生擔心，是否會因此而在體內形成致癌的亞硝酸胺物質(nitrosamines)?

3. 萵苣發生葉燒 ( Tip Burn)？