[发明专利]蔬菜根部温控栽培系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及蔬菜种植技术，尤其涉及一种利用温控栽培系统进行调升或 调降水耕栽培池营养液的温度，使水耕蔬菜达到能抵抗严寒或酷热的方法， 使水耕蔬菜根部营养液温度，在蔬菜整个生长周期，全程保持在最适疏菜生 长的18℃至22℃范围内的蔬菜根部温控栽培系统及方法。

背景技术

传统农业种植温室或专用于冬季加温的蔬菜种植温室设施(地热丰富地 区)，并无法满足夏季酷热季节降温的需求，致使夏日环境温度达到35℃以上 的高温时，无论一般耕地或是传统温室，农民大多无法种植任何蔬菜，只能 让农地或温室休耕闲置，致使宝贵的日光能源及土地无端浪费，相当可惜； 况且受限于地热带分布的限制，并非所有居住于低温地区的农民，在冬天都 能利用地热将温室加温种植作物，在无法取用地热的严寒地区，采用一般能 源提高温室温度，依然是极为耗费成本的经营方式，因此通常当环境温度低 于5℃时，一般农民即无法种植蔬菜，也因此，目前传统农业的适耕温度范围 大致落在5℃至35℃之间，逾此温度范围，农产收成即急剧下降，甚至毫无 收成。

最近几年在日本或欧美先进农业国家，已经发展出植物工厂的经营模式， 植物工厂虽可因应极端天气所加诸于蔬菜的冲击，但是，由于利用高成本的 环控方法达到，不仅大量消耗能源，且导致成本极为高昂，因此大多仅处于 实验性阶段，或仅应用于具有极高经济价值的药用植物方面，无法改变一般 农业遭受极端高温或极端低温冲击的宿命；故，不论传统温室或植物工厂的 建构成本，仅分析其能源消耗之巨大，即可知悉传统温室或植物工厂，若欲 挑战极端天候气温，而针对种植空间进行加温或减温的工程，将因为能源成 本太高，使其农产品根本无法在市场上与他人竞争，试举传统温室或植物工 厂环控耗能的计算式如下：

已知太阳辐射能到达地球大气层之后，其中约34％会被大气分子或云层 反射回外太空，另外，约19％会在大气层中被吸收，仅剩约47％的能量可顺 利抵达地球表面；又，已知夏季太阳最大的瞬间辐射能量约为1000W/m²，也 即夏季太阳辐射热能每小时施加于一般温室或植物工厂的总能量为每1平方 公尺(m²)大约为470W/m²，此即为传统温室或植物工厂空间，在夏季日间所累 积的显热量(entropy熵)，该470W/m²也就是本发明实施例比较基础的植物工 厂或一般温室所需移除的热量，其计算公式如下：

已知1W＝1J/m²/sec.；

则1J/m²/sec.×60sec.＝60J/m²/min.；

因太阳辐射热能会增加本实施例比较基础的传统温室或植物工厂空间的 显热量(entropy熵)，故，传统温室或植物工厂每分钟增加的能量即为：

温室(m²)接受太阳辐射量＝1000W/m²×47％＝470W/m²；

Q(能量)＝470W/m²×60J/m²/min.＝28200W/m²/min.。

而能/热互换单位为1J(能量)＝0.000239Kcal(热量)，则每一分钟每平 方公尺(m²/min.)面积，一般传统温室所接受太阳的辐射热量为6.7398Kcal /m²/min.，也即每一小时传统温室每平方公尺的受热量为404.388Kcal/m²/hr.，其计算公式为：

28200W/m²/min.×0.000239Kcal＝6.7398Kcal/m²/min.(热量)；

6.7398Kcal/m²/min.(热量)×60min.＝404.388Kcal/m²/hr.(热量)；

本实施例比较基础的传统温室面积为500m²，其总受太阳辐射热量为 202194Kcal/hr.，其计算公式为：