實驗顯示，使用Grodan介質栽培和飛利浦全LED照明可生產出高品質的番茄，同時可減少40%熱能輸入。


在能源價格上漲和永續思維不斷轉變的背景下， 2023年9月Grodan和昕諾飛在荷蘭的植物研究中心開始了一項為期三年的創新研究試驗，意在優化全年番茄種植，目標是能夠達到降低40%的熱量輸入。Grodan和昕諾飛與業界其他合作夥伴（BASF Vegetable Seeds、Ridder、Normec Groen Agro-Control和Wireless value）共同舉辦知識傳遞活動。

初步結果顯示，即使減少溫室的熱量輸入，番茄種植者也能保持高品質與產量。當採用精密種植策略時，種植者可以得到均勻一致的結果。除了證實完全可調光的飛利浦 LED照明和Grodan岩棉生長介質在環境控制農業（CEA）中的優勢外，這項試驗還在濕度管理和根系區域營養平衡方面產生一些令人驚訝的見解。

主要試驗結果
• 即使溫室中的熱量輸入減少，也能保持高水準的均勻一致的品質和產量。
• 當種植者通過主動除濕管理溫室內的濕度時，他們就能減少較低幅射熱輸入（比較低的保溫管、LED燈和增加遮蔽時間）對作物吸收水分和營養的影響。
• 調整營養配方會影響作物的生長習性，並有助於降低溫室的能量消耗。
• 在控制水份吸收方面，可以精確調整供水量，進一步優化水分和養分輸入。
• 通過調整營養配方，特別是硝酸鹽和氯化物的含量，葉面積指數會受到影響，在不增加額外熱量的情況下使作物產量更高。
 

數據驅動策略
這試驗的策略建立在昕諾飛之前成功的番茄試驗中的基礎上。“隨著我們的進步，我們也在不斷累積經驗。我們做的每一項決定都是由數據驅動的 - 從最初的種植策略，到我們對植物密度、LED 照明數量、溫度曲線和灌溉時間的不斷調整，“昕諾飛蔬菜和水果植物專家經理 Erik Stappers 強調說。“因為我們可以透過主動除濕來控制燈光的開關時間、光照強度和溫室濕度，因此可以非常精確地計算和規劃灌溉策略。”

驅動蒸散作用，確保養分吸收
前幾年的低能耗種植研究只關注在氣候策略上，根區大多被忽略了。但氣候會影響根區的吸收。反之亦然。如果溫室內的熱幅射輸入過低，植物就有可能無法充分蒸散，這意味著總養分吸收將受到影響。因此，為了促進植物充分蒸散，安裝了主動式空氣除濕裝置是必須的。
空氣除濕裝置的使用讓溫室氣候更加地均勻。因此，從安裝的許多無線感測器中可以看出，溫度和濕度值的變化非常小。由於空氣流動，溫度分佈非常穩定，這使得採用精準種植策略變得獲得均勻一致的結果變得更加容易。

"除濕裝置讓我們能夠控制蒸散作用的'拉力'而不是將濕度'推入'溫室，這讓我們能夠不斷引導作物達到最佳的植物生長和發育狀態，" Grodan的知識經理Andrew Lee到。 "多虧了我們的岩棉生長介質，我們可以使用GroSens根區感測器數據來密切監測根區含水量（WC％）和EC的變化。這讓我們能夠精準控制和調整灌溉策略。"

最大的驚喜是空氣除濕裝置成功地保持了高水平的蒸散作用。“HPS的標準值通常是每摩爾光照產生130到140毫升的蒸騰作用，因此在熱能輸入降低40％的情況下，我們預計蒸散作用會在80到90毫升左右。但實事上，根據石棉生長介質中測得的水分含量水平，我們目前蒸散量約為100到110毫升。這表示，如果積極管理濕度，就能最大限度地減少較低的幅射熱能輸入對葉片吸收水分和養分的影響。”除此之外，從第39週的種植到第47週的第一次收穫，排水量幾乎為零。“雖然這不是我們的初衷，但這表示如果您可以控制吸水量，還可以精準地調整供水量，有助於進一步優化水分和營養的輸入。”李補充道。

主動空氣除濕是低能耗種植的一個非常合適的補充。事實上，Lee和Stappers表示，主動空氣除濕和營養組成的主動控制在幾年後成為標準商業實踐，他們也不會感到驚訝。

降低硝酸鹽含量
在進行水分和養分吸收試驗的同時，這項試驗還在探索如何調整養分配方，特別是硝酸鹽和氯化物含量來影響植物形態，尤其是葉面積指數。Lee解釋說：”從灌溉的角度來看，我們將隔間分為兩半，在同一氣候區提供兩種不同的營養配方。結果是，在一半的溫室中，我們在灌溉水中加了更高含量的硝酸鹽。這樣，作物的葉面積指數(LAI)就達到了2.5。相反，在另一半溫室中，我們用了較低的硝酸鹽（-30%），作物葉面積指數為2.0。結果是，在硝酸鹽含量較高的情況下到第45周時，岩棉板根區含水量較低，因為較高的葉面積指數刺激了作物更多蒸散作用。這意思是我們不得不增加灌溉時間，使作物更加營養生長。這對於降低熱能輸入的種植來說是一個非常了不起的見解，因為傳統的營養生長意味著管道溫度的升高。這讓參觀試驗溫室的種植者大開眼界，他們現在認識到通過調整營養配方可以更靈活地降低熱能輸入。
 
突破界限，推動永續農業發展
我們的目標是在冬季期間實現每摩爾光照 4.5 克水果產量。“我們很高興看到試驗的早期階段我們已經實現了這一目標。在我們的智能作物模擬工具 CropSim的幫助下，我們可以根據預測的結果量做出數據驅動決策，我們非常有信心可以調整參數，將結果量再提高 10%。」Stappers 說。

與此同時，專案合作夥伴將繼續收集數據並微調他們的方法。“在植物生長的各個環節實現更多控制和更高的可預測性，為溫室內實現更多標準化和自動化舖平了道路。我們這次試驗的最終目標是制定一個藍圖，指導番茄種植者在降低熱量輸入方面取得更大的成功。我們都非常高興能夠突破界限並創造新知識，為可持續園藝的進一步發展做出貢獻，“Stappers 總結道。

與國際社會分享知識
試驗將持續到2024年20週，即「補充照明季節」結束時。作為我們分享知識努力的一部分，我們將於2024年4月24日聯合舉辦季末活動。種植者和國際高科技溫室社區的其他成員將被邀請來參觀試驗溫室，然後是一些技術演示，我們和我們的合作夥伴將介紹迄今為止關鍵見解的細節。

原文出處