2016年尼伯特、莫蘭蒂和梅姬颱風接連襲臺，造成溫網室農業生產設施受損達 2,488公頃，加上近年氣候驟變，亟需提升防災能力，時任行政院院長林全指示今年啟動 5年 2,000公頃設施型農業推動方案，輔導農民興建強固型設施。
臺大生物產業機電工程學系教授方煒長期鑽研生物環境控制工程、系統工程、能源工程等，並開授「溫室的故事」系列課程。《豐年雜誌》訪問方煒，臺灣需要什麼樣的溫室？溫室栽培的優、缺點？應結合哪些專業？如何進一步導入科技？訪談以第一人稱摘要呈現。
說到設施農業，應從什麼是設施談起。設施涵蓋的範圍廣，從陽春型能保溫的霜傘、地面鋪蓋、懸掛式鋪蓋、人可以走入的塑膠布隧道、網室、遮雨棚、簡易型溫室、利用自然光的精密型溫室，到採用人工光的植物工廠，都在設施的範疇。
設施提供植物庇護，需跨領域整合
至於較常聽到的溫室，是透光且用於栽培植物的建築，早期多是皇家及達官貴人的地位象徵，在結構內可以稍微改變氣候，例如具保溫功能，冬天仍能生產作物，讓想吃的水果可以延後或提前產期。後來技術漸漸普及，產業界也開始使用溫室。
溫室不只是植物的被窩，除了有保溫效果，還可以提供遮風、擋雨、遮光、防蟲等功能，氣密性也能做到環境調節。
現今溫室已經不是單純著重在農業領域了，例如搭建溫室會牽扯到結構、土木，灌溉系統會牽涉到水利，還有感測器、環控系統屬於機電範圍，設施內的用途也很多，農林漁牧都可用，屬於整合性的產業，當然還是以農業為主，但應是廣義的農業。
其實設施並非全新的技術，30多年前我就在國外學習設施工程，但是為何臺灣近年亟需發展設施農業？從糧食供應問題來看，臺灣的糧食自給率不到35％，農產品的生產又有適地適作和季節性的問題，當臺灣的環境和天候不適合生產某些作物時，就變成要仰賴進口。
以夏天吃到萵苣這類溫帶作物為例，臺灣要冬天才能生產生菜，夏天難生產時，就需靠進口供應。這幾年因為有溫室、水耕、植物工廠等，有些作物可以全年供應，也能減少仰賴進口。
另外，氣候變遷導致天災不斷，大雨、狂風、病蟲害等，都使得露天栽培的農產品減產，嚴重者甚至無法採收。如果用設施栽培，雖然投資增加，但品質提升，風險也降低許多。
臺大生物產業機電工程學系教授方煒認為，農業設施涉及領域廣泛，已不只是單純的農業。（攝影／何嘉浩）
韓國發展設施農業提升農民收入，彩椒搶攻日本市場
臺灣位於亞熱帶地區，發展設施主要需具備的功能包括防雨、防風、抗颱、大量通風、具有降溫與遮蔭的能力及防蟲功能，有些設施在冬季還需有適當的加溫能力。
早期設施比較多是學術研究用的工具，透過改變一些參數，觀察植物生長變化，例如以前蝴蝶蘭產業必須在農曆年時才開花，因為要低溫催花，花梗才會出來。但是有了利用溫室內空調低溫催花的技術，加上學術界的研究，掌握不同品種的蝴蝶蘭催花條件，現在全年都可以有花，這是溫室才做得到的。
設施內離地栽培適合挑選高經濟的作物全年栽培，所以以單位土地面積收益來說，設施栽培收入通常會比露天高。在外銷量表現上，設施栽培的菊花外銷量是露天的好幾倍，產量跟品質也較好，沒什麼蟲害，可降低被燻蒸的比例。
無論從產量還是品質來比，都是設施贏。雖然蓋設施要投資大筆經費，但是屬於一次性的投資，現在也有政府補助，所以敢投資的農民到最後就是贏家。
設施的另一個優點是數據比較容易量化，過去農民多是經驗傳承，卻很難完全移轉，常要自己重新體會；若栽培時有數據參考，幫助就很大。
全世界的設施每年都以幾千公頃的速度在成長，從產量、糧食自給、進出口貿易逆差和全球環境變遷的角度，以及機械化、自動化能減少人工，所有主客觀的、全球的、在地的因素，都是設施農業日益受到重視的原因。
韓國就是個特別的例子。韓國跟日本同緯度，但是過去這15、16年來，韓國政府大力鼓吹蓋溫室生產彩色甜椒，也開班訓練和設立專區，並外銷到日本，使得許多農民脫貧。
後來韓國也發展設施草莓，因為他們覺得草莓大多是日本的品種，所以全力研發自己的品種，現在有80％都是韓國自己的品種。
行政院今年啟動5年2,000公頃設施型農業推動方案，輔導農民興建強固型溫網室設施。（攝影／林韋言）
科技導入設施，調控參數利於作物生長
隨著溫室技術的演進，過去以自然通風的簡易型溫室為大宗，慢慢地加入環境控制設備，再引進水耕栽培技術，不只是地上部的環境可調控，植物地下存活的空間也能調控，可調控的參數越多，溫室也越有利於生產。環控系統幾乎都是自動化，像溫室內外通常有溫、濕度和光的感測器，溫室外有風向、風速、降雨的感測器，可調控天窗的開閉，還有幫忙降溫的噴霧系統。
有時進來的光線太強，遮蔭網就要自動拉起，但早期臺灣的溫室界比較沒有經驗，會裝錯感測器的位置，或選錯感測器的讀值。
舉例來說，遮蔭網在溫室內，當光亮太強時，遮蔭網要遮，遮了感測器覺得光不夠，所以遮蔭網又要開，打開時光又太強，就會看到遮蔭網一直來來回回。有經驗的人一看就知道是選錯感測器讀值，應該選外面感測器的讀值來判定遮蔭網的開閉，而不是選溫室內的，因溫室內下面的感測器主要是幫助農民知道植物感受到多少光亮。
從露天進到設施，栽培方式應相對調整
在生產方面，設施栽培跟露天有差異。以農產品來講，臺灣過去多是在網室種文心蘭，網室主要是擋風，讓大雨變小雨，但水還是會下來，所以文心蘭的栽培介質會用透水性較高的、比較不容易積水的材料。
因文心蘭的栽培介質不太吸水，下雨時受到雨水沖刷，介質不會累積太多肥料；可是移到溫室裡面後，少了雨水的沖刷，如果仍使用相同的栽培介質，灑水、灌溉、施肥的頻度與濃度也都跟以前一樣，這樣就會出問題，常看到變得肥料太多，花就長不好。因此，當農民從設施外換到設施內，栽培也應有相對應的調整。
再者，設施內照理說病蟲害應該比露天少一點，因有防蟲網隔離，但缺點是蟲進來後也不容易出去，有時反而造成病蟲害問題更嚴重。設施要有適合的設計，進出的門設計成雙重門，先開1道門，人進到裡面，把門關起來之後才能開第2 道門，這樣較能確保蟲不會從外面進來。
採用設施栽培後，室內溫度通常會比戶外高，風也會稍微少一點，空氣的流動性就很重要。通常我們會建議加裝內循環風扇，多了內循環風扇，看起來好像增加額外的投資又耗電，但其實幫助很大，只是要看農民願不願意做。
亞熱帶地區雖然有風扇可幫忙降溫，但風扇主要還是調節內外的空氣，如果風扇有加水簾牆，水簾系統就如同窮人的冷氣機，利用幫浦把水打到水簾上讓它流下，空氣經過水簾會吸收一些水氣，水要蒸發時需帶走熱，就會達到降溫目的。
可是水簾的侷限性是空氣的濕度不能高，如果濕度太高，空氣不再能夠吸水，經過水簾的降溫能力就會減弱。在臺灣，水簾的材料能降約攝氏5度就很不錯了，但是在沙烏地阿拉伯降個攝氏10～15度很常見，因為他們的全年平均濕度小於18％，臺灣的平均濕度都是70、80％，所以同樣的材料在不同地方的應用，表現會有差異。
早期蘭花業者多將蘭花送到山上低溫催花，現今靠溫室內環控設備與低溫空調，平地也能催花。（攝影／林韋言）
臺灣很多花卉業者的溫室都有搭配水簾，充分利用蒸發冷卻來降溫。不過用了水簾之後，溫室的氣密性就很重要，幾乎是全部包起來，而且一定要用風扇；有些靠自然通風的農民受不了高昂電費而沒有用。
另外，露天的光亮比設施的光亮要多一些，因為溫室多了屋頂擋光，選用的材料不同，光譜也會有影響。例如花果要變得鮮豔需要紫外線，屋頂的材料擋住紫外線時，作物的鮮豔度就會變得較淡，這時若又用蜜蜂授粉，沒有紫外線，牠在裡面等於看不到路，難以發揮授粉功能。
整體來說，農民需用心觀察或上課學習，從設施外進到設施內，包括硬體的使用、管理，水分灌溉的頻度、肥料濃度等，都要有相對應的調整，並知道如何選用合適的設施材料。
臺灣的農民常常會問資材行，但賣資材的業者不見得懂這些，很多人會想說最新的、最貴的就是最好的，其實不一定，最合用的才是最好的，而且要看是用在什麼地方。
談了這麼多設施栽培的優點，不過，設施並不是完全沒有缺點，施作與使用時，仍要注意下雨設施內淹水、雨後排水、冬天太冷、夏天太熱、颱風來襲可能損壞結構等。
此外，農民在找廠商搭建溫室時，應改變只問單價不問功能的詢價心態，追求最合理標而非最低標，尋求最大使用率與最大使用時間的管理模式，並思考最大獲利指數的作物。
（本文轉載自《豐年雜誌》2017年67卷09期，打造勇健溫室 抗颱．環控．精打細算）
