七、植物工程系統 (Phytomation)

　　如下圖所示，紫色虛線所包圍的四個領域為溫室工程所涵蓋的範圍，包括：結構、資材、作物栽培與環境控制。隨著產業的成功，溫室規模與市場範圍均日趨龐大且產品日趨多樣化的情況下， 傳統的管理方式已不敷應用，所涉及的工程技術與知識尚需包括適切的生產管理、決策支援、作業研究與自動化等，使得生產工業化與經營企業化為控制環境下作物生產系統(Controlled Environment Plant Production System, CEPPS)的特色，如橙紅色虛線所示的區域，此範疇以植物工廠(Plant Factory)稱之亦頗為恰當。 至此階段，栽培植物之目的仍只是傳統的生產食物、纖維、香料、色素或作觀賞用途。然而，近年來更由於在環保方面與太空農業方面的研究， 植物已成了工程設計中的元件。


　　「溫室工程」、「控制環境下作物生產系統」(CEPPS)或植物工廠 均已不足以描述此類以植物為對象的工程研究領域，遂有植物工程系統 (Phytomation) 新名詞的提出。該名詞是由美國紐澤西州羅格斯大學生物資源工程系丁冠中(K.C. Ting)教授兼主任所首創，他並為該英文名詞取了一個文雅的中文直譯名稱：

1. CEPPS 為了生產而栽培植物，提高產能為栽培之目的。
2. 環保植物 消極作法: 使用指標植物判定污染程度，
積極作法: 使用植物來吸收空氣、水、土壤中的污染物質。
  • 綠化植物對臭氧、氮氧化物及塵埃之淨化能力之探討。
  • 種植甕菜等來吸收水中的重金屬，此手續稱為Phytoremediation。
  • 種植向日葵(sunflowers)等來吸收土壤中的輻射核種(radionuclide)，此手續稱為rhizofiltration。
  • 種植布袋蓮、萵苣等來吸收水中的氨氮以淨化水質，降低水產養殖系統生物濾床的負擔，此手續稱為 Nitrification。
植物成了工程元件
3. 太空農業 生產植物的任務在淨化空氣與水質並提供食物，基本上是綜合前二者功能。

範例：美國太空總署(NASA)(1991-1995)的控制生態下的維生系統(Controlled Ecological Life Support System, CELSS)與後五年(1996-)的可控制的可生質再生的維生系統(Controlled Bioregenerative Life Support System,CBLSS)兩大研究之群組計畫。

參考閱讀

  1. 栽培指標植物監視空氣污染/謝慶芳/台灣農業:27(1) 115-119./80年2月
  2. 指標植物監測空氣污染試驗/謝慶芳/台中區農改場特刊第11號
  3. 利用指標植物監測空氣污染/謝慶芳/台中區農改場、彰化縣政府
  4. From Greenhouse to CEPPS to Phytomation/K.C. Ting/1996 Proceedings of International conference on agricultural and biological environment (ICABE)
  5. 由溫室到控制環境下的作物栽培到植物工程系統/方煒譯
  6. Sunflowers root out radiation /摘自Resource 期刊

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