植物工廠簡介

美國在 1950 年代率先提出植物工廠的概念，並在 1970 年代將其商業化，後由日本植物工 廠業者利用其概念進行研發。植物工廠為台灣精緻化農業的未來趨勢，是一種環境控制農業

（Environment Control Agriculture, ECA），結合生物科技、機電整合以及農業的知識，創 造出一個「部份人為」的作物生產系統，讓原本易受天候影響的傳統（露地）農業像工業一樣 可資訊化、自動化與穩定化[11]。工廠透過環境控制，促進產品產值跟提升產品品質，生產環 境排除大部分昆蟲和異物的入侵，減少農藥、肥料跟水的用量，簡化了清洗和調整作業，提高 產品可用率，減少植物殘渣。生產計劃全年性，不因氣象災害而受影響。立地條件彈性很大，

能設址在非農地或不適栽植的地方，可以利用閒置的館室，多層式的植栽培養模式可以提高空 間利用效率[9]。

1.3.2 植物工廠種類

植物工廠的定義可歸納如下[13]：

1.廣義：在一定生產管理下的全年無休的植物生產系統。

2.狹義：在完全人工環境下的全年無休的植物生產系統。

廣義的植物工廠除包含狹義者外，尚包含高度環境控制的太陽光利用型系統（精密溫室）。 植物工廠的廣義定義包含了廣大範圍的生產設施，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，及苗繁殖系統或人工種子的生產系統均屬之[14]。

植物工廠生產，有二個前提：

1.從自然界妨害的解放，可以不管寒暑且風雨無阻地進行與在自然環境中生產截然不同。

2.預先明確地決定好生產流程，並做好作業分析，將生產對象的輸入輸出特性皆可定量的掌 握，甚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。

植物工廠的生產系統可依使用光源的不同分成太陽光利用型、太陽光與人工光源併用型以 及完全人工光源型三種，雖然同是植物工廠，三者有很大的差異，以下將分別介紹[12]。

圖表 5 植物工廠種類，左起為完全人工光源型、太陽光與人工光源併用型及太陽光利用型[44]

1.3.2.1 太陽光利用型

太陽光利用型植物工廠為溫室水耕栽培的延伸，以太陽光作為光源，需要遮陰網、保溫膜、

通風換氣裝置、防蟲網以及農藥等費用，與傳統農業相似，皆無法免除看天吃飯的窘境。此類 型植物工廠會受到許多不確定因素影響植物生長，其中最大要因是氣候的決定性影響，夏季炎 熱地區需要克服養液溫度過高的問題，乾燥地區則需搭配蒸發冷卻設備，而濕度較高的地區則 要選擇較為耐熱品種種植及陰涼通風的場所，此類型植物工廠對於天候與收穫量不能夠有完全 的預測與控制[15]。

完全人工光源型

太陽光與人工光源併用型及太陽光利用型

圖表 6 太陽光利用行植物工廠圖[41]

1.3.2.2 太陽光與人工光源併用型

太陽光與人工光源併用型的植物工廠，利用陽光外還採用人工光源進行人工補光，兩階段 的栽培模式為太陽光與人工光源併用型最主要的特徵，如蘿蔔嬰或水芹菜等植物，種子首先在 育苗室內進行發芽處理，待莖葉成長至一定程度，再將其移植至設有人工光源的溫室內使雙葉 綠化，在光源不足使用人工光源進行補光之動作，荷蘭、歐美等諸多精密溫室均屬於此類型植 物工廠[16]。圖表 7 為太陽光與人工光源併用型植物工廠圖。

圖表 7太陽光與人工光源併用型植物工廠圖[41]

1.3.2.3 完全人工光源型

完全人工光源型植物工廠除了使用人工光源，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，皆以人工來控制。根據定量測定過的栽培技術知識做計 畫生產，亦以人工控制其他對植物生長有影響的環境條件：水、肥料…等，生產環境封閉，隔 絕外在因素影響作物生長過程。能源成本較高，如何降低成本成為完全人工光源型植物工廠的 一大課題。此類型植物工廠適合栽培的作物具有體積小、單價高、栽培期短、省工、採取水耕 栽培等特質。由於完全控制型植物工廠與外界隔絕，採用多層次的立體化栽培，全年性穩定生 產，可栽培非當令之高品質作物，便可逆勢操作，達到定時定量供貨等操作模式，提供管理者 在計畫生產上很大的彈性[16]。

圖表 8完全人工光源型[42]

1.3.3 植物工廠優、缺點 1.3.3.1 植物工廠優點

植物工廠高效能的利用土地，創造許多就業機會，達到農業扶持工業發展。而在電力 方面根據台灣電力公司基本電費計價方式計算，植物工廠屬於工業用電，計價方式每 度費用扣除電政府給予補助後，電費比開店家還要節省許多[18]。

不拘設置場所，空間利用率高(大樓地下室、閒置廠房、廢校利用等)節省勞力，無雜 草防除問題，病蟲害可被設施隔離，可避免連作障礙[3]。

植物工廠生產力高，種植於完全環控的環境下，不受天候影響，可以提供安定的供給