水耕蔬菜栽培

水耕栽培之潛能

    水耕栽培在發展上深具潛能,這種栽培方式主要是以液體營養液直接供應植物,使用種植基質上有固態及液態,甚至以懸空根部的方式種植。營養液的供應有浸根式、噴霧式或半浸根式等不同方式的應用。不同方式的水耕栽培對各種作物的適應性也有不同。

    水耕栽培早在發現植物各種營養元素時,就被植物學家做為純學理研究的工具,用來研究各種缺乏營養元素的徵狀,或毒害的症狀。水耕栽培的應用原理非常簡單,只要滿足植物的基本需要-氧氣、水分及營養分。尤其對旱作植物更需重視根部的氧氣供應,以利呼吸作用;雨水生植物的根部有特殊構造,如氣囊的孔道將氧氣從地上部傳送到根系中。但也有少數旱作植物甚能耐水,因其浸水

後可產生適應的通氣孔道,有的作物適應性則略差或很差;在整株根系中也可利用部分浸水,而另一部分暴露於空氣中,以達到作物適應的條件。

    植物的根部對周圍環境的適應,依作物及品種的不同而有差異,例如營養液的離子種類、濃度及比例、酸鹼度、導電度及溫度等因素,都會使根部有不同程度的反應。因此,每一種作物或品種都有其最適條件、最低條件及最高能耐條件的要求。

    近幾年來,無土栽培受到重視,在園藝花卉上甚有遠景。由於消費者對農藥殘留問題非常重視,於是水耕栽培大量用於種植疏菜。事實上,我們對以任何栽培的食用作物都需重視品質、安全及其營養平衡性。這些都有待專家們研究證明,並讓消費者清楚地瞭懈。

    從生物的演化觀來看,至今能在地球上生存的生物是歷經千萬年的天然選拔。然而人類在地球上生存是依賴什麼呢?我們皆知食物扮演著相當重要的角色。但是食物中含有許許多多的物質,這些物質在人體代謝中又扮演什麼角色呢?現在研究得知的科學知識很有限的,許多問題仍然隱藏著它的奧秘。人類長期以來依賴著土壤,土壤中含有無機物及有機物,科學界對無機營養的瞭解較多,但對土壤有機物及許多微量物質在人體代謝上所扮演的角色所知較少。因為食物中所含的物質,一部分是動植物合成的,一部分是來自土壤,土壤不只是提供植物無機營養分,尚有許多的土壤有機物被植物吸收,這些物質的角色至今甚為不明,也隱藏著許多奧秘,有待研究開發,將有助於提供水耕栽培健全及平衡的健康配方,尤其是指對人的健康,而不是只對植物提供基本營養而已。

水耕栽培的優缺點

    各種作物栽培法對各種不同之作物及地區適應性都有不同,水耕栽培也不例外,仍有其優點及缺點,取其優而補其缺是研究的方向及要領,以下提出水耕栽培的優點及常見的缺點,以供參考:

1)水耕栽培的作物生長迅速:這是水耕栽培最大的優點,但需要提供良好的生長環境,例如要有適當的溫度及日照,夏季溫室的高溫都將影響許多作物的生長。
因為水耕栽培的營養分是連續供應植物的根部,也就是說營養成分與根的接觸是直接的,沒有阻礙,使作物充分吸收營養,生長就迅速多了。如果四季均能生長良好的作物,或選擇適合的作物配合環境,就可以提高單位面積的生產力。

2)水耕栽培減少植物病原菌的來源:這也是水耕栽培的優點,但這並不表示水耕栽培的植物不會發生病蟲害,也不表示水耕栽培保證不必噴農藥。水耕栽培的基質及材料可以減少植物病菌的危害。但是植物的病蟲害發生及來源,不是只限於來自培養的材料,病蟲害傳播可以來自空氣,種苗及栽培的環境四周。因此水耕栽培為了減少其他來源的病蟲害,需要配合溫室、網室或其他設施及設備。一般水耕栽培初次種植時病蟲害較少,但經多次種植後需要加強環境的管理;否則,病蟲害也會和自然田間一樣的嚴重或更嚴重。一般而言,生長迅速的水耕作物,抗病抗蟲性都較有問題,甚至一發不可收拾的局面,那時是否也要噴藥了呢?

3)水耕栽培需重視技術及投資成本:水耕栽培並不難,但要事先充分瞭解生產的技術及要領。要生產有經濟效益的作物時,尤其需要重視營養基質及季節,配合作物的品種需求,更需要研究及開發降低投資成本,講求省事及自動化設施,可減少甚多勞力。尤其在大面積生產,問題甚多,需要充分的瞭解及準備;否則,容易遭受失敗的結果。如果管理不當,在培養液的濃度及 PH變化劇烈下,作物的根部很快就受到傷害,因此管理及營養液之配方需要特別注意。

4)水耕栽培需要注意營養液中藻類及微生物的滋長:營養液的栽培系統甚難防止微生物及藻類繁殖,而這些微生物中將吸收部分之營養及氧氣,雖然藻類白天進行光合作用放出氧氣,但夜間則正相反。甚至某些微生物也將分泌大量有毒物質,也可能影響作物生長。如果有病原菌侵入,則其蔓延甚快。

5)水耕栽培需加強檢查營養配方的健全性及產品的安全性:水耕的營養液配方一般主要使作物長得好長得快,但水耕配方中可能缺乏人體所需的物質,尤其在現在的科學知識有限之下,水耕栽培的產品無法像土壤中栽培的健全是可以推測的。生命科學在 30多年來已大有進步,可是對人類的抗病、抗癌及健康與天然物質有關的知識尚嫌不足,只在有限的營養配方中生長的作物,將產生何種缺失,不是立即能估計的,這點值得討論與思考。

       舉一例來說明,現在科學知識中已知硒(Se)是人類的微量元素,尤其最近更顯示癌症、心臟疾病及其他疾病與體內的硒含量有關。過去並不知硒有何重要,因為在土壤栽培的食物一般都含有這個元素。因為硒就像其地重金屬一樣,大量攝取是有毒的,如果人們不知硒是重要的微量元素,誰敢加入培養液中呢?長期食用不健全的食物或偏食不健全的食物,都可能是問題的來源。

       水耕栽培作物可以大量直接吸收加入營養,這些營養是植物營養,不一定是人體的營養,我們需要有這種認知。尤其吸收大量無機營養的作物,若未經轉化而累積,它的安全性需要列入考慮,尤其需要控制硝態氮或亞硝態氮,以及所用植物養分中所含之重金屬的問題,需要觀察及檢測,並加強產品品質。

6)水耕栽培的基質或營養液需重視循環利用,減少對環境污染:水耕栽培的營養液或基質使用數次後,由於作物根部分泌物的大量釋放,不易種出優良的產品,於是需要棄置。不當的棄置也可能造成環境污染,尤其是大量使用過的營養液被棄置,應重視棄置的位置,及循環再利用的研究。

相關基礎研究

    水耕栽培有優點也有缺點,在非食用作物(如花卉)的栽培上甚有潛能,但在食用作物(如果蔬)栽培上,需加強基礎研究,克服缺失,也需要讓消費者對水耕有充分的瞭解。土壤是人類依賴千萬年的基質,土壤中還有許多有機及無機物,在人體所扮演的角色仍然不明。不瞭解的知識,只能說不瞭解,而不能完全否定;就如「看不見」,只能說「看不見」,而不能說「沒有」的否定。研究水耕栽培不能否定土壤的可貴,請注意人類現今的知識實在有限,需要更深入研究。

    植物綠綠的,並不代表是安全及營養均衡的食物。消費者需知道,食物的栽培不能完全依賴特種方法(非土壤),雖然人們甚怕農藥的殘毒,但利用可能未成熟的栽培生產食物,也可能帶來另一個包袱,值得深入加強研究及省思。