溫室裡的春天

讓植物說話，似乎是一項不可思議的問題，怎麼讓它說話呢？

人類會說話目的在傳達信息，動物會說話也在傳達某種信息，植物會說話也是希望傳達某種信息。只是這種信息的傳遞的方式略有不同，如何將它串接起來，是一項大的工程技術。有一則真實故事是，有一個人因車禍受傷，結果全身麻木，躺在病床上，無法動彈，他腦海裡千頭萬緒，只是無法讓外界瞭解。後來其家人發現他仍會眨眼，於是靈機一動，要他回答「是」時眨一下眼，回答「否」時眨兩下眼皮，結果他竟然能與外界溝通了，最後還寫了一本書。

植物本身的想法是否也是如此呢?他是否也同樣苦惱著如何跟外界細說，他打算要成長的過程呢?Peter是這方面的植物工程專家，他腦海裡一直在打轉，是否能像那位親友靈機一動一樣，讓植物自己透露心中的秘密。

有一次，Peter開車載我到奈德懷克的一家溫室農戶訪問，他說：這家溫室以種Ficus觀葉植物為主。溫室很大，約有十公頃左右，雖不是最現代化的，但所種的Ficus各種年齡的都有，可以讓你細細品嚐。

我們走進去，經過堆滿待出貨植栽的作業室，先見到溫室的主人。Peter為我介紹。這位主人約四十出頭，看起來是一位很篤實的農民，可惜不會英文。他稍微寒喧了一下就進去了。因為Peter的研究成員正要在此舉辦一個講習會，向附近的農友說明他們研究的成果，所以主人要先準備場地。看樣子，他們他像台灣一樣，要做一些農業推廣的工作，只是台灣做農業推廣的人很辛苦，常要特別千拜託，萬拜託，才有小貓兩、三隻，並且還要免費提供飲料及紀念品。

我們走過作業室，就見到一大片空曠的溫室空間。一條平整的中央走道，貫穿整個溫室，讓人有強烈的由近而遠、由大而小的視覺感。一道陽光下來，將桁架的倩影也印在路面上。幼苗盆整齊地排放在走道兩旁的地上，構成整齊的長條綠色園壇。整個溫室幾乎為直線條所組成，走道線、桁架線、軌道線等無數的直線聚焦於遠方的一點，構成一種有趣的立體透視。陽光與遮蔭簾的陰影在花圃的表面上烙上生動的橫條斑紋，上下交相輝映，有如從遠方的那個焦點，逐漸暉開而來的漣漪。

走道上，有一條很長很長的平面輸送帶佈設於路旁，從遠遠的那邊到最近的這邊，可以想像當盆栽一個一個送到工作室來的時候，那種列隊而來的一種雄壯氣象。

邊走我邊問Peter說：「今天的研究成果主題是什麼呢?」

Peter笑著說：「等一下你聽就知道了。」我想他是在開玩笑。等一下他們都用荷蘭語講，吱吱喳喳地，我只是「鴨子聽雷」，又能知道什麼?

Peter說：「今天要發表的技術是利用影像處理探討Ficus 生長過程中之品質。如你所看到的這個溫室種滿Ficus 。但Ficus的形狀不一，它是一種以葉為觀賞對象的植物。其成苗高度連盆約一米左右，在室內佔相當大的空間。故若能事先瞭解Ficus的生理習性，及其對週遭的反應，然後利用電腦學習的過程，事先針對每個獨立的Ficus進行分級或個別照顧，便可以在預期的時間內達到某一預定的等級。」

我心想道：「要想知道一棵植物的生長特性，可能比知道一個女孩子的生理期還難呢。」不過，我沒說出來。他接著說：「對植物而言，影像處理系統是收集此項資料之最佳工具，當然也可以先採用手測的方式。需要量測的特性是依植物而定，但植株高度、側枝長度及葉面密度等則是植物的重心，對其未來的成長相當重要。」

最近與Peter常在一起，也聽他常提及此項研究工作的進展。他的計畫下，有一位研究助理Babra在幫忙，她與我同一個辦公室一段時間。對於品質控制，Peter常提起一個新的觀念，認為對植物生長若能愈早做品質控制的工作，其所需的成本會比收穫時才做品質控制來得低。

例如，玫瑰盆花的品質控制，若能配合在植物行走系統裡，使植物能個別處理，再利用電腦的記憶能力，對個別植物品質在其成長過程中加以控制。以便隨時掌握植物發展過程中之品質，而非在收穫時才做蓋棺論定，為時已晚。

我忍不住問Peter說：「讓植物說話，是怎樣的一種觀念呢?怎麼與這項技術聯繫在一起?」

「啊，是啊，這種觀念聽來可笑，但實際上是一種『個別處理』與『事先分級』的兩項理念的結合。當然『個別處理』有時又需與「『植物會走路』」的觀念配合，正如剛進來時看到的那條長輸送帶的功能一樣，把盆栽一個送過來，就有辦法一個一個分別處理。而『植物會說話』，是一個邏輯思考的問題。事實上，以形狀發展也好，植物本身的肢體語言也好，植物是無時無刻地在與我們說話。只是我們需要利用儀器或特殊方法去瞭解而已。」
原來植物會說話，是這層意思，但這與我們每天對植物的性狀進行測量，有什麼特別之處呢?

Peter似乎瞭解到我的狐疑，接著說道：「利用資料可以瞭解植物之生長及發展，這是大家已有的共識，若能使『資料學習』的過程與植物之生理演變過程相關聯，則由『資料學習』更可以發掘植物成長的奧秘。而將資料學習應用於其他知識領域，如氣候控制、養液的調配等，則會更有利於植物未來的生長與發展。」

「因此，若能藉感應器及影像處理技術所得之資訊，以專家系統建立植物成長模式，再以此模式作為預定未來品級的標準，則一種會使植物『說話』的觀念乃自然形成，並可為生產者所應用。他們甚至可以利用植物本身作為『感應器』，對其成長作動態控制。」

這時，許多農民都陸續到來了，他們有年輕的，也有中年的；有男的，也有女的，大約20人。這比台灣的農民都是『沒齒沒牙』的阿公、阿媽及抱著小孫子來的情形好的太多了。聽說，荷蘭今年景氣特別好，回來經營溫室的特別多，而且都是年輕一輩的。

Babra他們還準備幻燈機，還有許多資料，沒有任何紀念品，但只有咖啡，咖啡對荷蘭人而言似乎比我們的茶來得重要。對於這種學術研究成果的問題，農民每人幾乎顯示高度的興趣。他們所提出的問題很多，有些還必須由Peter及幾位主事者下場立即作答。我趁他們討論當中，先到溫室內部走了一趟。

走在溫室中，有一種走在光明中的感覺，因為它的亮度似乎已達到極限，讓你找不到黑暗的痕跡。Ficus，一大片一大片，充滿整個溫室。成苗長高後，好像站不住花盆的樣子，每株均必須有兩枝竹子支撐著，遠遠看去，很像從頂上吐出絨絨的髮絲。一部份剛出土的幼苗則仍需要保溫，所以還特別建一個墜道型塑膠溫室特為庇護，形成溫室中的溫室，別有一番情趣。

空曠的溫室中，只見二、三個工人正整理成苗的出貨。他們在盆栽區內，放置活動的平面軌道，將盆栽收集於萬向四輪板車上，沿著軌道運至走道中央。到中央走道之後方才串連起來，一台緊接一台，好像火車的車箱一樣，拖帶著往前進。

有些工作區則設有懸吊式的承板，兩側各以支撐吊在軌道上，軌道直接固定在溫室的桁架上。如此工人僅需將出貨的盆栽置於承板上，送至中央通道上，再運往作業室。

冬天日照時間很短，怎麼辦?有些幼苗區只好加裝人工輔助燈。幾乎每隔六公尺這有一盞燈，整整齊齊地排在溫室的桁架上，有如公路的照明燈。

今天天氣不錯，但溫室的溫度較高，即使天窗已經開啟到最大，人在裡面都有點想出汗。此時遮蔭簾已開始關閉，以調節室溫。在走道之兩側亦吊掛大風扇，一旦溫度真的太高時，可再利用恆溫開關自動控制風扇，進行室內送風。

溫室的灌溉系統仍採用淹灌的方式，利用潮汐系統，由盆底補充水分。而地板也作為冬天加熱系統，加熱管埋在地面以下，使植物能充分獲得保暖的效果。

過不久，他們把講習的成員帶到溫室生長區來實地觀察。他的助手Babra解釋道：「這裡有幾批Ficus及對照組，試驗組經過影像分級的，其生長就顯得特別整齊，品質也較一致，因此將來出貨時，分級的工作將會減少很多。」

「事先資料的收集除影像技術外，亦可用其他儀器測量與植株相關的變數，諸如植床及根部溫度、不同層次之空氣溫度、葉溫、濕度、淨輻射量及溫室溫度等等，使用儀器除一般常用熱電偶溫度計外，亦可使用紅外線溫度計(Heymann Pyrosor)。」Babra解釋道。

Peter 特別將其中一盆拿到走道來。這種Ficus的葉子特別多，有如榕樹，葉面有臘質。根部強勁，有些根已經穿透盆底，從底部伸到外面來。

「這樹長大後有多高呢?」我問道。

「不一定，有些可以長到與人齊，可以放在室內，是一種半蔭的植物，可以維持室內長綠。」其中一位農民說。

但是，看起來許多農民對這項技術似乎還有許多疑慮，問題也特別多。而且過程中所用的技術層次較高，必須用到電腦模式，真正效果仍需待印證。

影像技術是新近的發展，其應用似乎也相當廣。台大在這方面也進行了多年，但多數應用在收穫後的水果品質的判定，對於植物體本身，則較少涉及，主要在其外形複雜，困難度較高。

我忽然想到剛剛談到的手測問題：「以前沒有影像處理時，如何測量這些特性呢?」

Peter似乎被這個問題打斷了原先的思緒，但又覺得我的問題涉及基本技術，於是說道：「量測面積或計算數量，比較有用的工具是採用透明紙上繪製格線。例如：要測量一棵植物中心之葉面積時，可利用以植株平均高度之1/4為長，及最大植株寬度之80%為寬構成之長方形來量測。將此長方形透明紙分成100個方格，置於植物之前，並估計有多少格完全被葉面佔滿。」

「同樣技術可以用在花卉方面，估計多少花及其如何分佈在整個植體面上。在透明紙上繪上一個正方，並分成四部份，依各部份比較分數。所得之資料中，將每一獨立的植物之各特徵的變化與發展繪成圖表，並繪製植群之組成圖。就終端產品作評判，並試著就所量測之數據找出其與終端產品品質間之關係。此研究探影像處理技術，處理速度就快速多了。」

「這種事先測量判斷的方式會有什麼好處呢?」我問道。

「好處有時候可能是無形的。」他接著說道：「在這種方式下，生產者就可以控制植物在預定期間的成長，並控制其在出貨前達到預定之品質。此外，這種方式亦可透過適當調節或補償措施，調整生長速度，以克服因氣溫太冷或太暗所產生之成長不良的問題。如此，在整個生產過程上，不僅可節省能源，而且可以達到品質控制的目的。」

「問題是，每一種植物均要有足夠資料收集，並在稍早時段中進行分析。然後利用這些資料訓練類神經網路系統，使系統能迅速應用於生產的工作。」 Peter 強調說。「而最終的問題則是成本的節省方面。」

「何以如此?」我乾脆打破沙鍋問到底。

Peter也講得興起，說道：「一般言，能源之使用將與生產體積、實際之品質(內在與外在)及送貨之時刻相關。其所獲得之利益可由能源、CO2減少量、葉部含氮量等指標顯示出來。植物之育種、氣候控制、以類神經、雜交育種與植物生理合併的系統，配合影像技術可以進一步改良環境保護措施。」

「這範圍好像蠻廣的，不是嗎?」我問道。

「是啊，」他繼續說道：「在盆栽方面，則特別需要在不同階段先進行分級，如此可確保最後收穫階段的品質。這種在生產階段藉植物說話所顯示的資訊事先分級的觀念，應比傳統的在最後階段分級為佳，其產品品質也較一致。均勻的作物可以獲得均均的處理，不良的則可事先淘汰。同時由於收穫時品質一致，其所需之收獲人力亦較少，因為整齊度在幾近100%下，使用自動化機械進行集缽作業亦比較容易。」

我心想，原來讓植物說話，本是一種事先分級的觀念，不僅是舊技術的提升與新技術的應用，還需應用專家系統建立品質決策模式，才能達到這種品質分級的效果。

走出溫室，太陽正忙著下山，又大又圓的輪廓，一半已沉到地平線下。這真是一趟知識之旅。不知道那一天，植物真的能說話的刻，我們期望她是輕聲細語呢，還是暴跳如雷的吼叫聲呢?

我們又到離鹿特丹以南約四十公里的羅森達(Roosendaal)附近一家名稱為Nursery Damsigt的盆花溫室中參觀。老闆Jac Valstar，是一位瘦高的人，目光銳利，年紀約在六十開外。我說我是台灣來，他立即反應道：「哦，是從很遠很遠的地方。」

他的溫室約有10公頃，但都以種盆花為主。溫室因為一直擴建，故最後變成U字型模樣。他不但自已擁有溫室，而且還銷售器材及設備。目前他正使用一套新的方法，可增加溫室利用面積，並減少人力的操作。這種方式是可以讓盆花一個個地單獨「走」進溫室，也可以自動地從溫室的各角落一個一個地「走」出來。這觀念事實上我打從心裡也感到稀奇，到底是怎樣一回事？難道花也會長腳走路不成?

我們走進工作間，只見寬約20餘公分的輸送皮帶行走其間，其上排列著各種盆花，等待工人進行換盆的工作。而後面的盆花亦徐徐然列隊而來，好像一行士兵一樣，這條輸送帶很長，一直連到溫室裡面。

一排工人在站在輸送帶的一側，植物則從輸送帶送過來，到工人面前又自動分成三行。每個工人前面都有成捲的塑膠帶，他們很熟練地將面前的盆花拿下一個，然後套上塑膠袋及標簽紙，回首放在活動車架上。活動架有三層，是規格化的，可以直接送上貨車。

我們順著輸送帶的方向走進溫室。這個溫室空間甚大，但實際上它僅是其U型的一個側邊而已。溫室由中央分成左右兩大區，每區的寬度約有40米。中央通道兩側，則有兩條甚長的輸送帶分別負責這兩區的運送工作，剛剛我們看到盆花列隊進入工作區的，就是其中一條。

在這條輸送帶的垂直方向上，每區又有數百條寬度約10公分的小輸送皮帶，間隔著排列，構成一整片植床，各式的盆花就立在皮帶之上，所以每條小皮帶至少有植床寬度的兩倍長，以便它能將盆花送過去，又可在以後拉回來。大皮帶與小皮帶的安排類似中文的「非」字，盆花可藉中央的兩條輸送帶轉入小輸送皮帶，送到溫室內部；同時亦可相反的方向出來。盆花成行地站在溫室內，或者成行的送出來，看起來是一種特殊的景觀。

怎麼讓盆花由大輸送帶轉彎上小輸送帶呢？他倒有一台機器，這個機器很特殊，利用氣壓驅動，而整台可以在中央通道上沿著大輸送帶移動。當它移動到某一行的小輸送帶位置時，氣壓缸驅動其上之機構，可抓緊植床上的小輸送皮帶，並使其往植床之一端移動。這時由大輸送帶來的盆花就可以在此機器運轉之同時，被迫轉彎進入小輸送帶，並繼續前進。
怎麼澆水呢？這家溫室似乎也經過精心設計。原來它是採用潮汐式灌溉系統，這種系統是像海的漲潮與退潮一樣，營養液與水分僅在漲潮的時間得到補充，退潮期間則由植物體內自行調養生息。這種方式在溫室中應用相當普遍。

為達到上述的效果，實際上，每條小輸送帶是在一特定的滑槽中滑動。滑槽比皮帶約寬20公分，足夠容下小輪送皮帶，也容下花盆底部的寬度或直徑，而其長度就是植床寬度。這個滑槽的兩邊緣約有二公分高，前後兩端均做成斜坡，使水分不會在漲潮時外溢。

由於盆花置於小皮帶之上，所以只要將槽中定時灌水及放水，水分或養分就會沿著水槽經由盆底分佈至花根上。而這種漲潮與退潮的動作由滑槽底部一個出口控制，間接連至電腦系統。在這種情況之下，對花葉而言，不必碰到水漬，可以保持其完整的品質，這似乎是一個很好的辦法。

對於這種設計，我口裡除了讚嘆外，心中不免仍存在著一些疑問：小輸送帶泡在營養液或水分當中，用久了失去彈性，怎麼辦？換新的當然可以解決，但成本如何？此外，機器若故障了，怎麼辦？維修啊，或者多備一台就解決了。其實他們這裡，溫室有很多區，同時多套支援，應不致有問題的。

小盆花與大盆花所需的皮帶寬度不同，如何調配?這也是一個問題，且有些植物長大之後，他們的「手腳」過長，是否會干擾鄰近的其他盆栽?

老闆很有自信的說：「這些目前因為材料技術的發達，以及設計上的改變，都可以克服。當然，要讓花走路，所要的設備較多，也需要較精密的控制。這種設計如果盆花在植床中，一生僅是進出兩次，則所投資的成本是會較高，但也有它快速進出的優點。且若在生長過程中，需要檢查品質時，這種系統優點將更多。因為不但進出方便，而且若需經過中間篩選時，可變成品質控制之重要方法。試想想：每一棵植物均可自動走到台前，花枝招展地，經過你的面前，或經過儀器的判別與鑑定，美醜立判。這不是很美好的事情嗎?」

我點點頭，至少同意他後面所說的優點。選美的節目看得多了，這種觀念倒是很容易被接受的。

我們在阿斯米爾訪問一戶農家，雖然說是一戶，但已經夠上公司的規模，其溫室面積有五公頃，由兄弟兩人合作經營，專門生產盆花。我們走進溫室裡，忽然發覺除了大之外，還是大。溫室是用輕型鋼架搭蓋而成的，所以要搭建很快，不到一個月就可建好。山型的屋頂一棟連過一棟，直到很遠的角落邊你看不見為止。簡單結構的桁架，一個接連一個，重複的線條，構成一幅有趣的Fasery圖案。無數的平行線，拉著半透明的白色布簾，不，正確的名稱應為遮蔭簾，緩緩地前進，讓人似乎覺察不出來，又能感覺出來。很像一個手執輕紗曼舞的女郎，拉著布縵，緩步行走，卻把陽光玩弄於指掌之中。

溫室頂部也有連續幾百扇的玻璃窗，可以開開關關，讓風吹進來，也讓風飄出去，讓整個溫室能做深呼吸。陽光從屋頂及四週的玻璃投射進來，經過遮蔭簾，或透過塗在玻璃上的白色漆，它變成均勻的、柔和的、溫暖的一種氣氛；它讓在溫室裡的千千萬萬個生命也同樣感受到那種溫馨的關懷。

主人請工人將花苗一棵棵地插植在花盆上，花盆擺滿在鋁質框架裡。工人的手腳看起來甚為靈活，動作也迅速，確實是插花的能手，但聽說有些是遠從意大利或非洲來。花盆裡盛有深褐的土，它是從一台機器上送過來的。這台機器很大、很高，裡面的馬達不斷的轉動。它先把成包的有機土攪拌，再攪拌，讓它很均勻，然後用分配機構將它定量地、準確地到送到空盆中，不多也不少。空盆是自市場買來的，疊在一個籃框裡，機器控制它一個一個輪流下來，以便讓機器為它裝滿土。

裝滿土的小花盆，很乖地一個接連一個，沿著一條窄小的輸送帶，到了另一台轉換器上。那台機器一面數著送來的花盆數目，一面記得要他們每七個排列一組，整組提起送到等在隔壁的一個鋁框架上。這個框架長約十公尺，寬約四公尺，底下有輪子，可以在一對固定的軌道上行走。每一組花盆移到框架放妥之後，框架會自動地往前移動一個位置。當框架裝滿了小花盆時，軌道機構就會開始動作，將整個框架緩緩地送到工人的面前，等待工人把花苗插在每一個花盆上。

這個軌道很長，先經過工人工作的地方，再往前進，待快碰到溫室的側牆時，會自動地轉個彎，再進入舖在溫室一側的另一軌道上。看起來，這個框架好像滿載著小花盆兜風去了。主人說：事實上也不盡然，因為我早已在溫室的某一個角落為它安排一個美好的位置了，看起來一切都在主人的掌控之中。我們往溫室內植床架下一瞧，才知原來溫室內也置放了很多適合這個框架的軌道，只是它的結構比較簡單，但排列整齊，其高度可讓工人舒適地站著在植床上工作。當這個框架到了預定的地方時，載運它的軌道下有個機構，可將框架高高地抬起，使它與溫室的軌道同高，然後將它送入溫室的軌道上。

花要陽光才會美麗，花也要水分的滋潤才不致枯萎。所以澆水、施肥同樣重要。就在溫室的不遠處，我們發現有一道水霧迎空彌漫而來，逐漸蓋住了植床上的盆花。它繼續往前噴灑，陽光在細霧上反射出一道小小的彩虹。不久就來到我們的面前，我們的眼鏡都變得迷濛了。

我擦了眼鏡，仔細往後一瞧，才發覺花盆上的葉子均已濕潤，晶瑩的水珠鉗在葉緣上，作勢欲滴的樣子，十分可愛。而剛剛的噴霧裝置則是一套懸空吊在溫室中央的長桿，其上有均均分佈著水孔，水就從這些水孔以高壓噴射出來，造成細霧。這長桿可以沿著溫室的寬度緩緩移動，還有一條水管圈繞在後面，連續供應水流。主人說：「噴霧的次數通常依花的生長時期而定，小苗次數較少，大苗需要多些，以免乾枯。我們是利用電腦定時定量控制噴霧的動作，可以使花獲得需要的照顧。」原來電腦也被他們用上了。

主人進一步解釋說：「實際上，在溫室的另一側也有一條同樣的軌道，當花盆的小花長成大花，可以出嫁時，另一條軌道會把整個框架由植床上移出，並送到溫室外。」主人感覺有點驕傲地說：「其實，這套搬運系統也使用另一套電腦控制他們的路徑，只要事先設定到達的位置，這可自動地將花架搬到那裡。」

寒冷的冬天來了怎麼辦呢？主人說：「是啊，這是我們頭痛的地方，也要花很多燃料費用。我們在每一個植床下均放置有加熱管，把這些管路連接起來。當冬天來時，利用鍋爐燃燒瓦斯將水燒熱，讓水蒸汽通過加熱管，以保持溫室內的溫度。當然這些溫度的控制，可由電腦接手，也不必人去操作。」

這家溫室的主人也真不簡單，每天一早起，要先儘快把這些可以「嫁出」的盆花由溫室經軌道輸送帶取出，然後請工人把盆花自框架上取下，稍微作分類，把不太漂亮的忍痛丟棄，把漂亮的收集起來。最後將花盆套上亮麗的包裝，打上自己的名牌，整齊的擺在多層的輸送架上。送上冷藏車，就可直接運到花卉拍賣市場。

我們來的時候，早上的花大概已經送上車了，剩下工人開著清掃車，正在將場地清理乾淨。工人的工作似乎很輕鬆，他們也不必全天工作。做完了出貨，他們再去進行插花苗的工作。

主人對我們說：「種花就要親近花，才是愛花人。荷蘭人喜歡花，大概就是這個原因吧，像我們這種規模的溫室，在阿斯米爾及奈德懷克地區很多。他們也大部種各種花卉。」

告別這家溫室，我們的車子走在N220號公路上。在荷蘭因為地勢平坦，幾乎找不到一個較高的地方可以俯視整個地區。N220公路原來是堤防，故走在上面，沿途可以看到一大片的玻璃溫室。在溫暖太陽光下，到處可見溫室頂層玻璃的反射光，蔚為奇觀。整個奈德懷克(Naaldwijk)地區，若由空中俯瞰，波光燐燐，幾乎為玻璃溫室所覆蓋。當地人稱此城為玻璃城市，並非該地盛產玻璃，而是整個地區幾乎為玻璃溫室所充滿。荷蘭人喜歡收門票，若能在此地建一座像鹿特丹的太空中心高塔，將可為西南區別添一勝景矣。

植物工廠、水耕栽培、環境控制與生物技術的結合有深度的意義。水耕栽培、環境控制與生物技術都是人工的技術。水耕栽培使作物生長離開土壤，避免地力損失、連作障礙等弊病。另外的好處是方便自動化，且養液可循環使用更可方便隨時監控。

環境控制旨在將最佳生長條件定量化後創造作物生長之最適環境。與生物技術結合則可利用基因改變或篩選技術，生產優質植株，增加生產。

生物生長因而與基因和環境息息相關。 其關係就如『先天』與『後天』，影響生命發展的成敗。所以植物工廠需與水耕栽培、環境控制與生物技術相結合。

1. 可提昇農業的生產力
提昇農業生產力可協助解決糧食問題。植物工廠在土地狹窄、地力貧瘠或氣候條件較差的地區來說具有特殊的意義。對本省的農業亦然，我們很難像美國那樣在廣大地面用機械化來提高勞動生產力，一般僅能在狹小的土地上，用高度環境控制技術來提高單位面積產量及勞動生產力。從水耕栽培到植物工廠，甚至結合生物技術如組織培養之方式即是邁向21世紀現代化農業的發展策略。

2.可發展寒冷地、不毛地的農業
加拿大、蘇聯、北歐等寒冷地或寒冷期，中東及非洲的沙漠地帶，採用一般栽培方法有實質之困難。寒冷地的溫室栽培須耗費相當大的能源(燃油)，沙漠地則受自然環境的限制，即使有充分的水也難栽培。但如電力成本便宜的話，完全控制型植物工廠便能發揮效用。尤其要解決森林被濫伐、土壤沙漠化，政府時常處於旱魃為虐而卻束手無策的非洲窮國的飢餓問題，也許只能靠植物工廠技術來解決。以此在寒冷地、不毛地、地下、海底與太空中建立農業生產，進一步協助解決糧食問題 。

3.可生產高品質作物
在最適當環境下栽培植物 (菜蔬) ，植株體內一般的維他命或微量元素的含量會增加，可提高營養價值。當今的課題是，如何進行環境條件、作物生長階段與營養價值間的關係之量化，以進行定量定期生產高品質作物。妥善進行生產規劃，使農業生產工業化，農業經營企業化。

4.作業環境良好、有省力化的可能
只要作業環境良好，即有省力化的可能，並可吸引年輕人回歸農業。農業本是冒著寒冷褥暑的粗重勞動，與一般上班族在中央空調的大廈中舒適工作的情況大相逕庭。但農業勞動者應也有在舒適環境中作業的權利! 　目前因工作環境惡劣導致年輕人不願留農或拒絕嫁到農村已是毋庸多言的事實，在社會趨向高齡化的今日，良好的作業環境且兼顧省力化是很重要的。

5.能供給無農藥的新鮮作物
在完全控制型植物工廠裡，由於與外界隔絕，使用的培養液也經水銀燈殺菌，所以植物比較不會受病蟲害感染，其對病蟲害的抵抗力也增強，是以可做完全達到無農藥生產的境界，減少農藥殘留的可能，鑑於農藥大量使用的現狀，無農藥栽培的作物有很大的經濟價值，是對環境無污染的永續農業。若能在都市近郊生產，則更具有供應新鮮蔬果給消費者的優點。

6.沒有連作障礙
土壤栽培的最大問題之一是連作障礙。植物工廠因採用水耕栽培，所以在同一場所把同一作物連種幾回也可以，亦不會因天然災害而中斷生產。此優點或許就是可以把農業從根本上改革的主因。

再說植物工廠有可能給開發中國家的農業帶來光明的希望，尤其是最貧窮，常鬧饑荒的國家。因為他們可能是為了工業化或軍事化搾取農業，加上因農業基盤整備的延誤或缺乏資源，導致生產力低。由於農業受土地的自然環境影響大，所以比工業更難於行技術轉移。 把在先進國家中開發的優良品種直接移入開發中國家還是不行的，當初「綠色革命」所以失敗就是因為這個原因。此外，被制式化的植物工廠在開發中國家的人也容易學習。 植物工廠是在設施(工廠)內，不受自然環境左右、定期定量生產的系統，所以技術完成之後容易移轉給開發中國家應用。又開發中國家往往其能源較為價廉，對高耗能的植物工廠更為有利。

在台灣，完全以溫室方式生產蔬菜的業者還是不多，大部分仍在於種苗方面，但有朝一日人們仍然會試著走這條路。在雲林、西螺地區，普遍採用網室，而且相當成功。但對於雨水多的季節，仍然無法克服，只有一半看天吃飯的份。

我們常常談到植物工廠，把植物放在一個生產工廠中，好像工業零件一樣，拼湊出一個成品來，這就是工廠。當然植物工廠的意義應該不離業界對工廠的定義，故凡是在一個固定的場所中，把苗放進去，水放進去，肥料放進去，配合光合作用，設法讓植物之生長機能啟動，在這種人工環境之下，生產出成品，如番茄、黃瓜、香瓜等，就是植物工廠。說得文言一點：

「植物工廠是在一定生產管理下，一個全年無休的植物生產系統」。

在這樣稀鬆的定義下，很多溫室多屬於植物工廠。七、八年前我到北京參加一項學術性會議，有幸看到當時的溫室，採用塑料大棚 (就是塑膠布溫室)搭蓋，防雪防霜，簡單而有效，讓市場上在冬天也可以吃到新鮮的蔬菜，不必永遠榨菜、酸黃瓜；那也是植物工廠。今天在荷蘭，整片玻璃溫室，一棟連過一棟，裡面環控、補光、活動式植床、一貫化自動設備，上天下地，幾乎十八般武藝全套出攏，這也是植物工廠。但有人說，後者才是真正的植物工廠，因為後者才有比較自動化的設施在裡面，而這些設施則因生產對象而異，具有不同的配置。在生產的階段裡，有些仍需要人工搭配，有些則完全自動化，有如無人工廠。

植物工廠依使用光源的不同可分成"太陽光利用型"(簡稱太型) 與 "完全控制型" (簡稱完型) 與綜合型三種。完型不僅使用人工光源，連溫度、濕度、二氧化碳濃度、培養液等，凡對植物生長有影響的主要環境條件，都以人工來控制，所以可以說是理想的植物工廠，但在現實上有能源成本(Energy Cost) 的問題，必須設法降低成本。太型是水耕栽培法的延伸，在夏季如何降低設施內與養液的溫度是最大的重點課題。

太型及完型雖然同是植物工廠，但在基本精神上仍有很大的差異。太型會受到不確定要因－太陽光的決定性影響，此點與傳統上的農業生產一樣，即對天候與收穫量不能夠有正確的預測與控制，且栽培者的直覺與經驗通常對生產結果的好壞有很大的影響。反之，完型可以根據定量測定過的栽培技術知識 (know-how) 做計畫生產。

太型植物工廠，事實上即為高精密環境控制溫室的延伸，首先必須能克服夏天的酷熱，這在乾燥地帶可利用簡單方式達成。在乾燥地區可以使用風機水霧法 (Mist and Fan) ，或風機濕簾法 (Pad and Fan) 等冷卻成本低廉的蒸發冷卻設備，但在高溫高濕的本省，多種降溫方法的併用為必需的手段。

太型植物工廠的次要問題是環境控制到底需做到甚麼程度。控制的環境因子諸如加溫、降溫、補光、二氧化碳濃度、施肥等，增加越多越接近完全控制，但成本又不能不考慮。控制要因增加越多、成本越高，問題是如何獲得相對的產量增加？因此生產成本之分析甚為重要，系統要控制到何種程度方稱合理，則有待實驗來確定。 整體而言，只增加有效的控制要因才是上策。綜合型塵用則為前述兩型之折衷，可以獲得較為經濟的生產方式。

植物工廠之生產設備必須依所生產之蔬菜種類而定，譬如：豆芽菜、蘑菇、蘿蔔嬰等的生產工廠，半自動控制的溫室水耕系統、種苗繁殖系統或人工種子生產等的生產系統等等，均必須配合才會比較週全。

談到工廠生產時，有二個前提：一個是從自然界的定律中得到解放，因此可以不畏寒暑，且能風雨無阻地進行生產，此舉與在自然環境中生產截然不同；再者，工廠生產可預先決定好生產流程，並做好作業分析，也就是說對象的輸入輸出特性皆可定量的掌握，因此怎麼樣的操作會產生甚麼樣的輸出是可以預期的。只要做好操作的作業手冊，按部就班誰也能夠生產。

由此觀之，理想的植物工廠是生長那些環境條件與作物生長關係均已明確地量化的植物，在一定的人工環境下栽培的完全控制型系統。工廠生產以生長快速又高價格的作物較適合，就資料蒐集來說，須要生長過程較單純，葉面積較大的比較好，所以非結球生菜中的一種沙拉菜恰好可符合這些條件，因而可做為葉菜類的代表。除了沙拉菜之外，果菜類的甜椒，根菜類的蘿葡嬰（二十日蘿葡）等，皆為代表。豆芽菜或蘑菇類不行光合作用，所以生長程序容易定量化，是另一類代表。

蘿蔔嬰或水芹等的生產工廠通常為了植株體的綠化而使用陽光。世界上首先成立且成績輝煌的植物工廠當推丹麥的克里斯天仙農場，其水芹的一貫自動生產系統的實用化非常成功。與此相似的系統在日本有多家蘿蔔嬰生產工廠中，海洋牧場因自動化程度最高而有名。此場用暗處發芽，軟白栽培，等莖長10cm後再移至明亮處使雙葉綠化。從播種到收 穫包裝約 1週左右。 其他尚有芫荽的水耕栽培，在過去幾乎無產量的夏季也因使用了遮光與培養液冷卻的技術，以遂行周年生產。同時因環境條件與培養液條件皆由微電腦控制，所以能夠做確實的生產管理。由於溫室及水耕栽培的結合，日夜間冷暖氣及培養液冷卻的實施，使得較高程度的環境控制為可能，各種蔬菜、花卉因而均可周年生產。

荷蘭是花國度，這點無可否認。但你若來過這裡，就知道這個花的國度並不是真正建於自然的生態環境。上帝造人，荷蘭人造陸；上帝造花，荷蘭人造溫室。在北國的氣候中，除了夏季外，其他時間裡的溫度都是相當寒冷的 ，唯有在溫室裡才能維持花卉長年生長。

我們常說溫室裡的花朵，不耐久長，但回想起來，這又有什麼關係呢。再好的鮮花終究要化作糞土，只要將它的美麗展現在最佳的一刻，花的一生願望也就足矣。

荷蘭人從海中搶回不少土地，但那只能種種牧草，飼養牛羊；較好的地段可以種馬鈴薯和甜菜。若能在這些壞地上建溫室，似乎也是一個很好的土地利用。荷蘭的農業一大部份是在溫室裡縕釀出來的。

據估計，荷蘭人口中僅約7%從事農業，但農業之GNP則高達20%。台灣人口佔18%，但GNP僅佔4.8%，我們的農業已然差上一大截。荷蘭溫室之栽培面積為9,328公頃(1988)，其中花卉佔53%，蔬菜佔47%。在這當中約有2,000公頃之栽培採用岩棉系統，水耕栽培之面積仍然甚少。看到上面這些數字，有時不免頭大，但至少可以讓我們瞭解到，荷蘭人是如何將與海爭來的地加以善用，並且運用它在世界各地賺錢。