白燦燦的燈影下,小綠綠整齊並列層架上,台大農學院植物工廠的室內「菜田」種滿各式翠綠萵苣,生氣盎然。外表綠油油,其實它有科技的血統,就是和泥土長出的蔬果不一樣,被LED燈溫柔照撫,在溫室長大的這一群,沒有風吹雨打,不用洗菜,只要洗手,直接「現採、現煮又現吃」。
台大生物產業機電工程學系教授、生物產業自動化教學研究中心主任方煒將植物工廠定義為新3C產業,蘊涵Clean、Clear 與 Cool。Clean 代表產品潔淨,符合京都議定書所訂 Clean Development Mechanism(CDM,清潔發展機制)規範,節能低碳等均屬之;Clear 指產程透明與產期可規畫,符合農產品可追蹤化,可建立產銷履歷;Cool代表栽培環境都有空調,涼快、環境舒適,也代表產品具備產地的認證(Certification Of Origin Labeling, COOL),生產者自負產品的所有責任。自己在家裡種蔬菜,又增加了愉悅(Cheerful)的體驗與方便性 (Convenient)。
根據聯合國統計,全球有三分之一食物在運輸過程中耗損掉,植物工廠就好像將菜種在隔壁鄰家,確實可以實踐「吃在地」(locavore)的理想。方煒認為,解決糧荒,糧食革命已欲罷不能,當科技遇到傳統水耕,迸出自然健康好生活的火花。
「早在十八世紀,文學家盧騷就說過,「所有技術中為第一,也最值得尊敬的,就是農業。」面對當前糧食不足,食品安全不保,資源匱乏及環保意識的抬頭,更令人反思。方煒指出,LED種菜透過光、環境、濕度、二氧化碳濃度、養分、水分等進行栽培,使蔬菜等植物可進行全年計畫性生產。「沒有吸收到日月精華」或「使用化學養液不健康」這類疑問固然不少,但是,因為氣候因素,新的商業模式結合台灣既有的農業優勢,再加上高科技生產實力的「強強相乘」,疑問將獲得解答,「從光照、用水、通風的種植環境,都在人為監控下,像是一條條嚴密監控的工廠生產線。」
簡單地說,植物工廠不受颱風、乾旱影響,全年無休,生產糧食,「建築在不平坦耕地或大小都市中的空地上都很合適,大型建築物的屋頂、室內、地下室也可,還有海埔新生地或荒地上也是好地點。混合住宅地或中小鄉村中,以密閉建築來栽培,可以完全不使用殺蟲或農藥。」方煒說。
擔任248農學市集店長,俞禾青也觀察到現代人養生意識高,情願多花錢,買到安心的蔬果。植物工廠採水耕方式栽培,透過光量與營養液濃度的控管,確保產品維持於低硝酸態氮的狀態,無農藥、無重金屬與低生菌數。「早期有機的定義是種植在土中,不用肥料。而植物工廠不用土又需要肥料,所以不算有機。」她認為,植物工廠其實可以用菜葉類有機肥,可是成本過高且品質不穩,所以少用為宜。不過,有機強調的品質、口感、外貌和安全都是能夠符合的。
有了植物工廠,連寸土寸金的大都會都能變身糧食產地。俞禾青說,「前店後田」利用市區地下室等閒置空間,打造一個產能龐大的菜園。蔬果經過加工,更可變身成文創產品,就像網路改變生活,用植物工廠,創造新的生活型態。
庭茂科技總經理羅信沂針對成本指出,以栽種三層的「高科技菜園」為例,每層的種植面積是六二八平方公分,以一家六口計算的話,每次可供給三天的蔬菜量,設備費用介於一萬到三萬元不等,不過還要負擔每月兩百瓦左右的電費。
羅信沂說,植物工廠業者多半選擇栽培高價值的作物,包括萵苣、羅勒、薄荷等。隨著生產成本降低,水稻和小麥等五穀雜糧,也能在植物工廠生產,解決糧荒。頂級蔬菜如非洲冰花,目前一克十二元 ,一公斤最貴賣破萬元,但是許多高檔餐廳照樣搶著買。
Q&A
單價高
市場成長潛力大
資料來源/農業手冊67輯
Q1:台灣在這場綠色的幸福氛圍中,科技人才不虞匱乏,未來有很大的發展空間吧?
A1:台灣每年農學院與生命科學院培植的畢業生有數千人,留在農業界的人恐怕不足5%,無形中,浪費了教育資源,而具有未來希望的植物工廠可吸引年輕人留在農業界。停用的現成廠辦空間可立即改裝,另有廢棄的蚊子館與停辦的小學、幼稚園等,也都很增加商機。
Q2:家庭式植物工廠,它除了栽培蔬菜作物,還有其他用途嗎?
A2:觀賞花卉、觀葉植物也都是不錯的選擇,能將室內空氣清淨,去除環境賀爾蒙的效果,只是要確保的是擺在室內的植物必須是完全沒有用過農藥的,栽培介質內,也不能夾雜幼蟲或蟲卵。
現階段家電式植物工廠已被商品化,但是單價高,一般消費者雖然喜歡,但暫時還不可能像買冰箱,買電視般便利。
Q3:比起傳統農業,植物工廠還有什麼優勢?
A3:總體看來,植物工廠使用的水資源,比傳統農場少。農業用水占台灣七成的用水,但是植物工廠採用密閉系統,只有百分之三的水流失。 這樣的技術與趨勢下,都會區也能種出高山茶與長白山上的人參,單價高、市場成長潛力大又多樣化。
Q4:為何目前會優先發展適合種苗生產的作物呢?
A4:因為種苗體積小且生長期短,投入資源的利用效率最高,目前栽培的植物以葉萵苣與半結球萵苣等葉菜為主,近期,結球萵苣、大葉紫蘇、羅勒、薄荷、水菜、西洋芹、菠菜、青蔥、芝麻菜等也持續增加中。
藥用植物頗受注目,小型觀賞作物也是可行的候補選擇。稻米、黃豆若不長到一公尺以上,就無法得到目標產物。此外,馬鈴薯長在地下,比較不適合以立體化栽培為主的植物工廠。
Q5:就環保角度看此產業,是否較節省資源?
A5:含有肥料的水一律在系統內部循環再利用,因此肥料的使用量可減至最少,也可以達到環保目的。螢光燈、空調、隔熱材、棚架等皆為大量生產的工業製品,可透過資源回收再利用。
明日農業
啟動綠色引擎 誰與爭鋒?
台北市信義計畫區一棟大樓內,白燦燦的LED燈光取代太陽,照得滿室生輝。這個上億元的高科技「菜田」,光照、養液與溫濕度等,全由中央監控系統調節。
羅信沂說,冰花原產自非洲,是耐鹽性高的鹽生植物,種植時必須模擬海水營養成分才能生長,須仰賴精準的人工光源與養液控制,眼前一株株冰花幼苗才能亭亭發芽,光要從苗到一公分高、發出雙葉就要花上十天,每多種一天,電表數字都不斷往上跳,一個月電費至少四萬元起跳。
「像這種蔬菜,你看,我洗洗手,就馬上吃,自家經營的餐廳,木頭裝潢,透出溫潤色澤,隔著圓形的舷窗,穿著防護衣的員工,正在無塵室裡栽培蔬果。羅信沂說,大小各異的冰花至少要栽培三個月,冰花的葉子和莖表面才能長出如水珠般閃閃發亮的鹽晶顆粒,「用LED種出來的菜較沒有草腥味及土耕苦澀味,汁多甘甜,葉菜片又厚實,衍生了蔬菜伴手禮組合。」
他認為,在多樣的地區,以多樣的形式,由多樣的人,以多層的方式進行多樣植物的生產,既可振興,也可創造以農業為基礎的全體環境健康產業,綠色引擎已全面啟動。
訊息方塊
資源減少 地力流失
目前全球約有15億公頃的可耕地,受全球暖化、氣候變遷的影響,海平面上升造成沿海可耕地迅速減少。
依據聯合國環境規畫署的統計,每年有 600萬公頃的土地變成沙漠,約1,000萬公頃的土地因沙漠化而喪失經濟價值。沙漠化直接威脅100多個國家與8億多人口。土壤侵蝕也造成表土流失降低地力,直接導致每年約 600~700 萬公頃的土地無法耕作。鄉村人口因此往城市移動,農村城鎮化與環境汙染,更造成耕地以每年500~700萬公頃的速度在減少。
小辭典
2種類型
一為「完全人工光控制型」植物工廠,特徵為在封閉環境中不使用太陽光照射且控制環境進行全年計畫性生產;日本為此類型植物工廠的先進國家。
二為「太陽光利用型」植物工廠,特徵為在溫室等半封閉環境中,基本上利用太陽光進行照射,但在雨天、陰天時進行補光,並利用控制夏季高溫等技術進行全年計畫性生產。
發展史
1957年,丹麥Christensen 農場生產水芹嫩芽。
1960年,奧地利Rusuna 公司開發首座立體式自動化植物工廠。
1960年,美國 General Electric 開始進行研究。
1970年,美國General Foods、General Mills、Phytopharm等公司陸續投入。
1980年,日本海洋牧場公司在靜岡縣投資蘿蔔嬰生產工廠。
2000年,台灣、中國、韓國等陸續進入產業化階段。