西齊弗的天理自然能學會部落格

※科學知識49期第48-56頁

　　蔬菜容器栽培所使用之介質選擇條件，除純水耕栽培不用介質外，為因應容器栽培的限制根域環境，首重良好通氣性及保水性兼顧。泥炭土調製介質固然理想，但須養仰賴進口，其他材質（如椰纖）尤其本土性材質（如稻穀、木屑）的選用才能符合介質經濟性的要求。在容器栽培蔬菜之經營管理方面，首先要注意灌溉水的品質，因為它會影響肥料吸收效率，其次須依栽培方式選擇最適當施肥方法。容器栽培蔬菜比較容易發生營養失調問題，栽培者最好能有普通的目視診斷能力，以便及時採取補救措施。

前言

　　容器栽培(container cultivation)在觀賞植物已經是很普遍的情形，但是在蔬菜栽培的情形則是除了家庭園藝外，有關商業規模的栽培資料則很少。近年由於農地快速減少，環境的變遷及農業科技的改進，蔬菜的栽培大量採用設施下生產的模式。為因應設施生產的集約及方便病蟲害管理，已有許多的容器栽培生產蔬菜的方式，如袋耕、穴盤菜等的開發應用。尤其臺灣的夏季風雨災後，田間蔬菜復耕困難，只能靠容器栽培的水耕蔬菜、穴盤蔬菜、芽菜等的生產來應付市場的新鮮蔬菜需求。

　　在昂貴設施下的耕作，時間就是金錢，袋耕法的方便操作（不用耕犁，不需植床，行株距調整方便）更使得中長生長期的果菜類得以進入設施栽培。另外，因為生活水準的提高，周休二日增加了多數人的休閒時間，很多人嚮往自己種一點蔬菜來享受收穫的滿足感及減少農藥污染的恐懼。但是都市生活環境中，想自己種菜只能在陽台或屋頂用容器來栽培。而容器栽培蔬菜成功的要訣，除了選擇優良適合菜種以外，最重要的就是栽培介質的選擇及施肥（即營養管理）。

　　以容器栽培蔬菜，可以依其是否使用固體介質而分為水耕栽培及介質栽培。後者所使用的介質如果為無土介質，再加上以液態施肥法，也被視為水耕栽培。目前在臺灣盛行的袋耕及穴盤蔬菜，大多使用進口的泥炭土調配無土介質，施肥方法在袋耕多經由滴灌系統施用液肥，在穴盤菜則以混入介質或再加液肥澆灌。以下就容器栽培的特質來和大家討論在蔬菜栽培應用上，介質選擇的要領及營養管理方法。

容器栽培蔬菜的介質選擇

　　於容器栽培時，介質的選擇條件最注重其通氣性和保水性。由於一般容器栽培的體積不大，以18格葉菜用穴盤的長×寬×高＝4×4×4×1.2㎝，袋耕栽培每袋介質的體積雖然可以較多，但是高度大約都在15～20㎝左右。由於相同介質的含水體積比和容器高度成反比，所以一般容器栽培之介質高度愈低，每次澆水的有效水百分比要高於介質較高者。但是因為低容器介質的實際體積，換算成單株分配得介質的體積很少，所以在介質的選擇上，保水性也不能忽略，當然通氣性更要注意。粒子小的介質會表現出重力水所佔百分比少，造成通氣性不良。土壤就是微小粒子所組成，尤其黏土的顆粒最小，而比重又大，所以容器栽培大多使用容器介質(container mixes)而不使用土壤(soil)的稱呼。

　　在介質中，容器容水量(container capacity,CC)和充氣孔隙度(air filled capacity,AFC)所佔整個介質體積百分比稱之為總孔隙度(total porosity, TP)。一般土壤的總孔隙度約在50％上下，而容器介質最好能選擇孔隙度在75％以上，尤其是愈矮的容器，孔隙度的要求要愈高，否則很容易在澆水後因為不通氣而使植物根部生長不良。在保水性方面，除非有自動灌溉設備，否則也是希望介質能保有較多的水，並能兼顧合理的通氣為較佳。但是高的容器容水量，不見得代表植物有較多的可應用的有效水(available water, AW)。同樣組成份的混合介質，給予不同的充填擠壓使得有效水百分比有所不同。而容器栽培過程中，由於表面灌水或介質解所造成的介質迫緊(compaction)現象會降低有效水百分比。因此，介質的粒子穩定性對於中、長期的容器栽培作物也是很重要。粒子崩解不只會改變容器介質的體積外觀，還會減少通氣性，可能會增加單位容積的含水量，但是不見得會增加實際有效水涵養能力。

　　容器栽培介質的混合雖然栽培介質在英文一般可以用growing media(medium)來表示，但是實用上卻多使用container mixes（容器介質）或potting mixes（缽植介質）。所以Fonteno等人(1996)在1996年的第一屆國際盆花及草花研討會中，就特別提出用container substrates來稱呼容器介質。而且指出substrate必加“S”來代表由多種介質的混合。

　　嚴格的說，沒有任何一種單一介質成分就可以營造一個好的容器栽培根圈生長環境。所以如何混合數種介質成分以構成一種適合特定作物的容器介質是介質研究的主要課題。而各地的生產者都會取用當地最容易獲得、最經濟且效果最佳的成份來作為介質混合的材料。以下就幾種介質混合材料分別作介紹：

• 泥炭苔─一般可略分為白泥炭(white peat)與黑泥炭(black peat)兩大類。前者主要由水苔屬(genus sphagnu,)的苔蘚類(moss)沉積所形成，所以又稱水苔泥炭(sphagnum peat)，後者是由一些水生植物在它們的生長地水體中分解沉降層積而成，主要是一些蘆葦(reed grass)及沼澤蘚苔(bog moss)，所以又稱蘆葦泥炭(reed peat)。
  
• 在泥炭苔的組織中有一層層又大又扁的薄壁死細胞，它們很能吸水，又能利用原來的酸價位置吸附植物的礦物營養。也因為水跟礦物元素把空間都充滿了，所以空氣就無從進入而延緩分解。我們就是利用泥炭苔的優良吸水性、高孔隙度及酸性特質來改善土壤的理化性。在苗圃也常用泥炭苔來包裝苗木，因為它不只有優秀的吸濕性，還可以吸收臭味，這對苗木的運輸貯存很有幫助。
  　　由上述可知泥炭苔的通氣性及保水性都很好。分析德國進口的TKS1泥炭苔，其通氣孔隙度有22％容器容水量佔70％，而容重則為0.1g/ml，屬於較輕的介質材料。但是卻有乾燥以後再吸水的困難，所以使用泥炭苔為主材料的介質不能太久不澆水，一旦完全乾燥後，南勢坑水很容易就會從盆底洩去。而產地挖出的泥炭苔PH值偏酸，但是如TKS1的商品則是已經PH調整過，約在6.4左右，可以直接使用（大部份容器栽培植物的適合PH範圍在5.5到6.5之間）。在保肥力方面通常以測定陽離子交換能力來代表，TKS1可達99.3me/100ml，是介質材料中極高的。而TKS1的總鹽類含量以電導度表示則只達0.46dS/m，使用於容器栽培必須再添加肥料。而市售泥炭苔調製介質則依其適用範圍不同而添加石英砂、真珠石等以調整其容積重量，供盆栽用的還會添加少許肥料，有的更添加界面活性劑以改善泥炭苔再濕性不良的問題。
  
• 稻殼─在臺灣是大宗的農業廢棄物，年產約四十萬公噸，而且在各地都有，取得非常方便。稻殼的的應用可以直接混用或經炭化後再使用。未經炭化的稻殼通氣性較佳，充氣孔隙度53％，容器容水量45％，總體密度0.09g/ml，但是炭化以後總體密度上升為0.1g/ml，而充氣孔隙度降為34％，容器容水量為64％。炭化的過程使稻殼粒子破裂，因此密度增加，降低通氣性。但是炭化後的稻殼其保肥力卻可提升一倍，陽離子交換能力由10me/100ml提高為22me/100ml。稻殼炭化時依灰化程度愈高PH值會上昇而偏鹼性，但如能控制適度炭化而不灰化，則PH值變化不大，應能維持與稻殼的6.8不相上下，導電度值的變化亦不大，約在0.34－0.38mS/cm之間。適度炭化的稻殼也可避免在物理性上的改變太大。
  
• 鋸木屑─木屑不能直接用作介質材料，必須經過發酵處理。目前木屑來源主要來自於菇類栽培太空包堆肥淘汰後的廢棄物，以香菇和金針菇為大宗，每年合計約13萬公噸的棄置木屑。此類木屑由於已經菌類分解，所以果粒分佈較細，充氣孔隙度低，在8－9％之間，但吸水性強，約有70－80％的容器容水量。因為堆肥棄置時都還有大量N肥及未分解木質素，所以須經3－6個月堆置後才能使用。堆置可以使PH值趨向6～6.5，堆置也可以使原來在太空包木屑中含量達1115PPM的酚類化合物降到140PPM。酚類化合物在堆積時被微生物分解或轉化，使有毒抑制物減少。但是木屑調製介質因C/N比仍高達30以上，所以使用中仍有被微生物分解的情形發生，容重會變大，而通氣孔隙度會變小。
  
• 稻稈─稻稈也是大宗農業廢棄物，應用於介質時須先切碎並經堆肥發酵後才能使用。稻稈堆置時須加氮肥才能加速其腐植化，所以稻稈堆肥的電導度較高，約有1.6～1.8mS/cm，但PH只有6.1，陽離子交換能力27me/100ml。值得一提的是其水份特性的曲線和泥炭苔類似，短期使用（3個月左右）其理化性甚佳，但是長期使用則會因為分解速度快，而有減少體積的情形。
  
• 蔗渣─所指的是糖廠的蔗渣，雖然數量正在銳減中，然而因來源集中於糖廠，取得不困難，所以在中南部使用於介質的數量很多。蔗渣如稻稈一樣須要堆積後才能使用，蔗渣堆肥的粒徑要小於稻稈堆肥，其理化性和金菇木屑極接近，但PH值及緩衝能力卻類似泥炭苔，缺點是使用中容易因分解而減量。
  
• 水苔─水苔是所有介質材料中最輕，容重只有0.02g/ml，但是吸水能力卻最強。因為其不定型的自然狀況，實在無法量測準確容器容水量，充氣孔隙度約在60％左右，PH值5.7。因為不定型，所以和其他介質成分混合時，往往無法發揮其原有之保水性和通氣性，使用上以單獨使用為多。
  
• 蛇木屑─蛇木屑依其粗細分為1～3號，1號最粗，容重只有0.08g，最細的3號可達0.2g/ml。蛇木屑的通氣孔隙可達80％，通常用來增加混合介質的通氣性。因為不易分解，所以在介質中存留時間可以有好幾年，但攪拌中易折斷而使其密度加大。
  
• 椰纖─使用於介質的有塊狀椰殼碎片及短纖和細粉混合類似泥炭介質，經調製後有20％的通氣孔隙及50％容水量，PH值5.7，容重則有0.07g/ml。椰殼碎片由於粒徑大，使用法類似樹皮，須經腐熟或只用作覆蓋。
  
• 紅土─臺灣地處高溫多雨，紅土丘陵地很多。紅土的特質是粒徑分佈相當理想，又很少有雜草種物污染，但是PH值偏酸，在4～5之間，EC值一般約0.14mS/cm。通氣性較差，只有4％通氣孔隙度。所以使用紅土必須調整PH值，並加入通氣性良好材料。紅土混合碳化稻殼2：1可使兩者性狀均獲得改善。
  
• 河砂─通常選擇粒徑分佈較廣者為佳，容重是所有介質材料中最重的，常用來增加盆栽重量，並有增加通氣性的功能。使用中很少發生變化，不含肥份，只有少許陽離子交換能力。
  
• 蛭石─是將類雲母系的矽酸鹽礦以760℃～1000℃加熱膨脹所得。結構為片狀，薄片間吸水能力極強，容水量37％，通氣孔隙43％，PH值6.4，卻不含礦物元素，陽離子交換能力可達2.7me/100ml，PH7.5，總體密度約0.1g/cc。蛭石的通氣、保水、保肥性質均極佳，但結構鬆散，容易破碎，所以不適合與土壤混合使用。可混合泥炭土或真珠石用於播種或扦插。
  
• 真珠石─是由白圭素原石粉碎後經982℃高溫加熱，因內含水份變成水蒸汽溢出而爆脹成白色顆粒，所以質輕又有充氣孔穴，陽離子交換能力0.15me/1000ml，PH7.5，總體密度0.1g/ml。真珠石比蛭石適合混用於容器栽培介質，但因質輕易浮於水面的特性，澆水後容易浮出於盆土表面。
  
• 發泡煉石─由粘土混合有機質的團粒經高溫燒結而成，因有機質氧化而留下許多細微孔隙，粒子大小及形狀不規則，一般可製成8～45網目過篩分級，因此其容重、通氣、保水性也因大小分布而有不同。可是其穩定性高，可以和細粒徑材質拌合以增加通氣性。適合用於長期作物。

　　除了上述介質成分外，還有許多有機廢棄物其性質也適合直接或間接供做盆栽介質，可是因為他們或多或少有些緊要缺陷，而使其不適合推廣使用。例如廢棉絮的保綠人造土雖然已有人用作為無土栽培介質，卻有廢棄後不易處置的環保問題，而它和土壤的混合調製也不很理想。以上問題也是我們選擇容器栽培介質時不能忽視的。

容器栽培蔬菜之營養管理

　　目前的蔬菜容器栽培方式大約可分五大類：（一）水耕栽培法（二）袋耕栽培法（三）穴盤菜栽培法（四）家庭箱植栽培法（五）芽菜生產。其中芽菜生產的營養完全仰賴種子供給，所以無關乎營養管理的問題，不管是綠豆芽或豌豆芽甚至苜蓿芽，都是由種子提供養分。其他四種的栽培則因栽培方法差異很大，肥培管理的方式就各有不同，分別簡述於下：

　　由於蔬菜栽培的生長期短，而容器栽培介質體積小，營養管理比一般土耕容易因疏忽而出差錯。營養失調症的診斷方法固然可以靠儀器分析獲得準確結果，但是儀器分析須要較長時間，往往緩不濟急。所以栽培者如果能夠有營養缺乏症的目視診斷能力，則可以隨時觀察，及時發現問題，及早採取對策。有時候以目視診斷法能明確判斷的徵狀出現時，可能也已經太晚了，最好能有簡單的化學速測法，可以提前在徵狀明顯前發現問題。中興大學園藝學系分析研究室的研究人員在近20年來一直致力於園藝作物營養失調症的診斷技術。其中在蔬菜方面陸續以水耕栽培人工處理的方式誘發主要的營養缺乏症，加以拍照、記錄存檔。計有蕹菜、小白菜、青梗白菜、芥藍、莧菜、茼蒿、萵苣、番茄、胡瓜等之資料，我們將目視診斷症狀判斷法整理成一簡單檢索表於附表一。其他可供參考的為臺灣省農業試驗所農化系於八十六年編印「蔬菜作物營養障礙診斷圖鑑」，該圖鑑並可在農試所的WWW網頁中閱覽圖文，其網址為：http://www.tari.gov.tw/霧峰總所/農化系/蔬菜圖鑑/蔬菜作物營養障礙診斷圖鑑/htm

附表一　植物營養要素缺乏症狀檢索表

（一）容易在植體內再移動之要素，其缺乏症表現於下方成熟葉。

1. 下方漸次枯死，莖細小，有時帶紫紅色素
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   (1)	缺氮：氮是屬於移動速度較快的元素，缺乏時葉色變黃，葉片小而硬，黃化現象遍及全株，但下位葉有較嚴重之趨勢。
   (2)	缺硫：植株發生缺硫時與氮缺乏相似，亦發生黃化現象。
   (3)	缺磷：磷在植體內之移動性屬中等，故缺磷徵狀亦不集中於新葉或老葉，缺乏時葉片變小，葉色暗綠，分蘗受阻，有時莖，葉呈紅色。

   
   
2. 下方葉變黃或呈黃斑，但草木脈保持綠色
   
   
   
   
   

   (1)	缺鎂：缺鎂時徵狀先出現於老葉，葉緣及葉脈間部份黃化，與葉脈周圍之綠色戊明顯之對比。

   
   
3. 下方葉變黃或生成棕色斑點
   
   
   
   
   

   (1)	缺鉀：鉀元素在植體內容移動，發生缺乏時，可由老葉轉運至新葉，致使老葉葉緣及尖端變黃而焦枯，並逐漸向內擴展，但新葉可保持正常。

（二）不易在植體內再移動之要素，其缺乏症表現於新葉或局限於莖頂組織。

1. 新葉變形，莖頂枯死
   
   
   
   
   
   
   
   

   (1)	缺鈣：鈣元素在植體內移動性小，缺鈣時老葉正常，但新葉及新根無法生長，新葉扭曲，葉尖白化，繼之變褐而枯死。
   (2)	缺硼：硼在植體內較難移動，缺乏時生長點停止生長，新葉變黃，質脆而枯死，葉柄木栓化或出現流膠。根部或莖部中心變黑，蕊葉多皺，果實畸形或出現木栓點及硬化現象。

   
   
2. 莖頂組織或頂部生長點並不枯死
   (1)缺鐵：老草木保持正常綠色，新葉黃白化。
   (2)缺錳：新葉黃白化，但葉脈周邊殘留之綠色較缺鐵明顯。
   (3)缺鋅：新葉變細小，頂葉叢生，脈間黃化。

（蔬菜容器栽培技術開發研討會專刊摘錄）