變溫栽培應用於小白菜生長之研究 -...

農林學報 64(1): 37-45 (2015) - 37 -

Journal of Agriculture and Forestry, 64(1): 37-45 (2015)

變溫栽培應用於小白菜生長之研究

王志瑋 1 林俊榮 2 江志宏 2 陳加忠 1 *

摘要在自然條件之下生長的農作物，其環境的溫度，溼度與光量原本為有規律之變化。以固定條件之下作物生長

之結果與大自然環境下不盡相同。傳統研究由於設備之功能限制，研究人員只能以固定生長條件代表大自然實際之變

動條件。為了比較恆定環境與有韻律變動環境對作物之影響，此研究採用具有模擬自然環境能力之生長箱進行恆定與

變動環境下小白菜之栽培作業。三組處理分別為溫度變化處理、對照恆溫處理與設施網室栽培。栽培光量條件為 80

μmolm-2

sec-1

。在不同處理溫度下栽培 20-45 天。小白菜的生長特性調查項目包括鮮重、葉面積與葉綠素。結果顯示

不同處理之間生長特性有顯著差異。變溫環境栽培之生長特性顯著優於恆溫環境。依此可說明在生物或農業之試驗研

究中，以變溫控制模擬大自然之自然韻律，對於生命現象之研究比傳統恆溫環境更為合理。植物生長特性與環境之相

關試驗研究，建議採用具有變溫控制之生長箱為研究工具。

關鍵詞：變溫栽培、小白菜、營養生長。

The Application of Variation Temperature Cultivation

Technique for the Brassica rapa chinensis Jhih-Wei Wang 1 Chun-Jung Lin 2 Chih-Hung Chiang 2 Chia-Chung Chen 1*

ABSTRACT Crops are grown in the national conditions. The environment factors such as temperature,

humidity and light irradiance have its regular pattern. If crops were cultured at fixed environmental

conditions, the growth characteristics may be differed with that cultured in natural conditions. Because of the

limited function of experimental apparatuses, many experiments were performed by growth chambers and the

fixed environmental conditions were used to replace the natural condition. In this study, the novel growth

chamber that could simulate and control the aerial environmental pattern was applied. The Brassica rapa

chinensis were cultured in three different environments: variation temperature, constant temperature and net

house. The light intensity was set at 80 μmolm-2

sec-1

. The cultured period was 30-45 days. The

investigation characteristics of growth conditions were fresh weight, leaf area and chlorophyll content. The

experimental results indicated that the significant difference of growth characteristics was found among these

treatments. The cultured results at variation temperature were better than that at the fixed environment. For

the biological and agricultural experiments, to use the variation temperature setting of growth chamber is

more reasonable to simulate natural environment. A growth chamber with the ability to provide the variation

temperature environment is worth recommending for studying of the effect of the environment factors on the

plant growth characteristics.

Key Words: Variation temperature cultivation, Brassica rapa chinensis, vegetative growth.

一、前言

1 國立中興大學生物產業機電工程學系

Dept. Bio-industrial Mechatronics Engineering, National Chung Hsing University, Taichung 40227, Taiwan. 2 慶聲科技股份有限公司

King Son Instrument Tech Co., Ltd.

* Corresponding Author. E-mail: [email protected]

生物學界與農業學界對於生物及作物之研究往往受

限於研究設備之性能限制。研究室使用之生長箱，其微

- 38 - 王志瑋、林俊榮、江志宏、陳加忠：變溫栽培應用於小白菜生長之研究

氣候設定因子有日夜溫度，相對濕度與光量，但是傳統

研究中其控制因子為定值，例如 25℃、70% RH、200

μmolm-2

sec-1

。由於現有功能的限制，研究人員習慣於

使用此型設備進行各項環境與生物反應之研究。

生物與農作物原來生存於自然環境之下，其溫度，

溼度與光量值為有規律之變化。以固定條件之下作物生

長之結果與大自然環境下成長並不見得相同。由於研究

設備之性能限制，研究人員只能以固定條件代表實際之

大自然變動條件。

對於露天栽培的作物而言，其周圍氣溫本來即是有

著週期性變化。午後溫度最高，清晨溫度最低。使用溫

室之目的在於維持內部作物於其適合生長的環境，但是

此適合的環境是恆溫還是變溫？此為學術研究應該探討

之問題。

近年來，溫室環控技術朝向以作物生理為基礎之研

究。依據作物之各階段生理現象進行調節，使其處於最

適合需求之環境。作物的生長可區分為最初生長，快速

生長，生殖生長等階段。三階段對於環境條件的需求性

都不相同。在一天的生長過程中，隨著日出日落，生理

活動都不相同，適合的環境也有所不同。

依日本學者之研究[12]

，將一天 24 小時分成四個階

段進行不同溫度之管理，對於果菜溫室栽培提出變溫管

理之概念。溫室變溫管理技術其意義即是使得溫室內部

的溫度設定不再是恆溫，而是有其變化。

溫室內作物其一天的活動分成 4 段：I. 天亮至正

午，II. 中午至日落，III. 日落至前半夜，Ⅳ、後半夜至

天明（圖 1）。但是此 4 個階段之時間並非完全相同。換

言之，並不是每一個階段都是剛好六個小時。

I. 促進光合作用期：例如早上 6:00~中午 12:00

I 呼吸作用抑制期，II 光合作用促進期，III 光合作用累積期，

IV 養分運輸促進期

圖 1. 變溫管理的四階段

Fig. 1. The four phases of variation temperature

由於夜間呼吸作用的消耗與植物體內同化物質的轉

移，清晨在葉片之內已沒有同化物之累積。為了使得光

合作用增加，溫度隨著陽光光量增強而增加。因此溫度

需要增加，維持於光合作用效率最高的範圍。

II. 累積光合作用期：中午 12:00~17:00

中午之後，光合作用能量減低，呼吸作用因高溫而

旺盛，此階段溫度要開始降低。能夠維持並累積光合作

用之物質而且避免太多的呼吸消耗。

III. 養分運輸時期：17:00~21:00

進行同化產物之移轉，使得白日光合作用製造的養

分即時儘快的轉移到果實、花朵或新葉、新芽等器官。

因此溫度不可太高，以免呼吸作用消耗養分。也不可太

低，避免轉移能力不足。溫度需要逐漸降低。光合作用

的產物轉移愈快，呼吸作用的消耗就少。

IV. 呼吸抑制時期：21:00~06:00

降低溫度，避免呼吸作用消耗養分。溫度太高，呼

吸作用消耗快。溫度太低，則造成冷害。

近年來，以作物生長模式探討變溫環境對作物之影

響已有研究[9,15]

，此型生長模式又稱為總非結構碳源之

模式。以總非結構碳水化合物之增減率（Total non-

structure carbohydrate，TNC）為基礎加以建模：

𝑑(𝑇𝑁𝐶)

𝑑𝑡= 0.68 (

𝑃

𝐿𝑖 × 𝐿𝑟

− 𝑅𝑚 × 0.68𝑅𝑔𝑟)

− 0.92𝑅𝑔𝑟 … … … … … … … … … … … (1)

𝑃：光合作用速率；𝐿𝑖：葉面積比例(𝑔．𝑚−2)；𝐿𝑟：葉面

積指數；𝑅𝑚：呼吸代謝率；𝑅𝑔𝑟相對生長速率（Relative

growth rate）。

光合作用速率𝑃為光量(𝐼)，二氧化碳(𝐶𝑂2)與溫度

(𝑇)之函數，

𝑃 = 𝑓(𝐼) × 𝑔(𝐶𝑂2) × ℎ(𝑇) … … … … … … … … … … … … (2)

𝑅𝑚 = 𝐾𝑚𝑒𝑥𝑝[0.0693(𝑇 − 25℃)] … … … … … … … … … (3)

𝑘𝑚為呼吸速率常數，為溫度函數

𝑅𝑔𝑟 = 𝑘𝑟 × 𝑇𝑁𝐶 × 𝑒𝑥𝑝[0.0693(𝑇 − 25℃)] … … … … (4)

𝑘𝑟為生長速率常數，為𝑇𝑁𝐶與溫度之函數

光合作用速率之典型公式[15]

如下：

𝑃 =𝛼𝐼𝑖

𝐶𝑖𝑟𝑥

⁄

𝛼𝐼𝑖 +𝐶𝑖

𝑟𝑥⁄

… … … … … … … … … … … … … … … … … (5)

𝛼為光化學效率（photochemical efficiency, kg 𝐶𝑂2 ×

𝐽−1）；𝑟𝑥為碳合成阻力係數（carboxy lation resistance,

𝑆𝑚−1）。

𝐼𝑖 與 𝐶𝑖 為光量與二氧化碳濃度，最大光合作用速率

𝑃𝑚 與溫度為非線性關係[15]

。

0

5

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Te

mp

era

ture

,˚C

Time, hr

I

II III

IV

I

農林學報 64(1): 37-45 (2015) - 39 -

由公式(1)-(5)，可知植物在不同環境下，其非結構

碳源環境影響因子之溫度，二氧化碳濃度與光量對於光

合作用能力並不是非線性關係。因此在日夜溫度之平均

值相同，但是在日溫與夜溫數值範圍不同之情況下，對

作物之生長影響也不相同。例如三種情況：1) 日夜溫皆

為 22℃，2) 日溫 24℃，夜溫 20℃，3) 日溫 26℃，夜

溫 18℃，其固碳率則不相同。因此以定溫控制之生長箱

環境，與變溫環境之環境，對於作物影響應該也不同。

作物生長的影響因子以溫度為顯著影響因子[4,13]

。

Runkle 與 Blanchard [14]

依據溫室能源效率之使用研究，

認為日夜溫度雖然不同，但是在相同平均溫度下，作物

生長速率應該相同。然而由作物生長模式之研究。顯示

不同日夜溫度條件之下，雖然平均溫度相同，其 TNC 淨

產生率並不相同。變動溫度與恆定溫度對作物生長之影

響有加以研究之必要。

有關植物生理時鐘（Plant circadian clocks）之研

究中，Dodd 等[6]

發現植物在符合其生理時鐘下環境，

可使植物有更佳之光合作用速率、生長速率與存活率等。

例如作物處於 12/12 小時之光期與暗期，其生長性狀優

於 10/10 與 14/14 小時。Hennessey 與 Field[11]

對於

恆定環境 (溫度，相對溼度，蒸氣壓差)下作物生理時間

變化進行試驗並提出解釋，認為恆定環境可能是逆境。

Fredeen 等[8]

以 Phaseolus vulgaris 為試驗對象，針對

恆定光量下之作物光合作用速率進行研究。Doughly[7]

研究森林作物之生理時鐘與環境關係，Gorton 等[10]

探

討紅藍光對於生理時鐘對於氣孔改善效應。Coker 等[5]

針對大豆開花時間之光周期，溫度與光量等影響性進行

研究。這些研究都處於恆定環境之試驗。然而有關植物

在恆定溫度或是變動溫度下之生長影響，尚未有所研究。

在此研究中以兩種小白菜品種配合三種栽培環境，

用以比較恆溫與變溫環境對於作物生長性狀之影響。

二、材料與方法

(一) 小白菜品種與栽培方法

第 1 次試驗之小白菜品種為青江白菜。第 2 與 3 次

之試驗其小白菜品種為三鳳 2 號鳳山白菜，都購自農友

公司。先以 8 吋12 吋1.5 吋的育苗充填培養土進行

育苗。種子發芽整齊後，移至 3 吋黑盆。混合培養土採

用培養土（全上鑫有機質培養土，利盈企業社）、珍珠石

（南海）與蛭石（好成膨脹蛭石，好成國際花藝園藝行）

各以 10:1:1 的比例混和。此試驗共三個處裡，每處理 12

盆。肥料使用花寶 2 號（氮-磷-鉀為 20:20:20，花寶公

司），每周施肥 1 次，依不同季節共進行 3 次試驗。

(二) 小白菜生長特性量測方法

1. 鮮重：作物採收後，根部用清水漂洗。蔭乾以電子天

平量測全株鮮重。以子葉生長點為基準分成地上部

與地下部。再分別量測地上部與地下部之鮮重時。

2. 葉面積：葉部剪下後以葉面積儀量測。

3. 葉綠素：以非破壞性葉綠素儀量測測定每片葉子之

葉綠素含量。

量測數據以 ANOVA 檢定是否有顯著差異，再以

Turkey's 方法進行成對比較檢定。

(三) 使用儀器設備

1. 電子天平（BX 320H，Shimadza）：量測最大值

320g，解析度 0.001g，重現性 0.001g，適用溫度

5~40℃。

2. 葉面積儀（LI-3000A，Li-Cor）：解析度為 1 mm2

（1 mmｘ1 mm scanning area），準確性±2%

（samples＞50 cm2）。

3. 葉綠素儀（ SPAD-502 ， Minolta ）：準確性 ±1

SPAD，重現性±0.3 SPAD，樣本限制厚度 1.2 mm。

(四) 生長箱

1. 恆溫生長箱：進行恆溫栽培

採用名器公司 F-360DN 生長箱。控溫範圍為 5.0

to 39.9℃，控溫精度：±0.3℃ at 25℃，±1.0℃ at 5.0

and ±1.2℃ at 39.9℃。

2. 變溫生長箱：進行變溫栽培

此研究變溫環境係使用慶聲科技股份有限公司之研

究型變溫生長箱[3]

。主要功能規格如下：溫度控制範圍

15～30℃，濕度範圍 55～85%，植物燈強度 1～100%，

CO2 範圍 400 ～3,000ppm 。植物生長光譜包括紅

（660nm），綠（550nm）與藍（450nm）。循環風速為

多段可調。空氣&養液有殺菌功能。

此植物微氣候模擬栽培生長箱之功能，可將溫度、

濕度、光源明暗、風場強弱、養液流速循環、二氧化碳

等多項戶外氣候條件，整合在一個空間。

此生長箱主要設備包括 1) 控制器：用以設定與控

制生長機內部溫濕度光源.等生長參數，2) 電控開關：控

制循環風扇、照明、燈管等電源開關，3) LED 照明燈：

提供生長機內部觀看照明使用，4) 栽培床板：放置栽培

作物，5) 空氣 UV 殺菌模組：透過空氣 UV 殺菌模組進

行生長機內部的循環空氣殺菌，6) 通用序列匯流排

（USB）：載入備份生長環境條件及備份生長環境曲線，

7) 栽培床板風扇：植物栽種過程以手動關閉循環風扇，

8) 植物燈：提供植物生長所需光源，9) 換氣循環風扇：

提供作物光合作用所需之風量，可透過控制器控制風量，

10) 凝結水排水孔（管）：除濕時收集凝結水後排出，11)

二氧化碳偵測器：偵測生長機內部的二氧化碳含量。

此研究型變溫生長箱特殊之功能為可依據研究需要

設定模擬的氣候條件，編輯設定的氣候條件，直接顯示

氣候因子之曲線畫面。使用者可透過顯示之設定曲線，

評估是否達到所需要模擬的氣候條件。設定方式為一組


兩段設定，單數段為斜率，偶數段為維持時段。植物燈

照射強度為自 0～100%。設定 0%則關閉燈源。

(五) 栽培環境設定

此研究共有三種處裡，其設定溫度如下：

1. 恆溫生長箱：日溫 27℃，夜溫 21℃。

2. 變溫生長箱：日溫 25-31℃，夜溫 18-24℃。

3. 網室栽培：日夜溫度依大氣環境而定。

三、結果與討論

(一) 變溫生長箱環控性能

變溫生長箱之環控性能如圖 2 所示。圖 2a 顯示之

實際溫度其曲線的分佈具有規律性，與預先設定值相近。

證實變溫生長箱控制性能合乎要求。

連續多日之溫度控制性能如圖 2b。溫度曲線分布證

實此設備長期使用之穩定性。

相對濕度之控制性能如圖 2c。量測值與設定值皆具

有其規律性，也合乎預先之設定。相對對照組為恆溫生

長箱內之相對濕度分佈值，顯示未進行濕度控制條件下，

恆溫生長箱內濕度變化。

(二) 第 1 次青江小白菜生長結果

試驗日期 103 年 3 月 28 日至 5 月 15 日，共計 48

天第 1 次青江白菜之測定結果圖示於圖 3。全部鮮重比

較如圖 3a，以變方分析顯示三者處理彼此有顯著差異

（F(2,66)＝62.82，P＜0.001）。地上部鮮重為顯著不同

（F(2, 66)＝32.06，P＜0.001），地下部鮮重也有顯著相

異（F(2, 66)＝183.57，P＜0.001）。

三處理之總鮮重平均值比較，網室（1.88g）最高，

其次為變溫處理環境（0.816g），恆溫處理環境（0.453g）

最小。

葉面積之比較如圖 3b，三處理都有顯著差異（F(2,

66)＝32.08，P＜0.001），平均值比較結果網室最高

（38.63cm2），變溫處理（21.72cm

2）次之，恆溫處理

（15.02cm2）最小。

葉綠素之比較如圖 3c，變方分析結果顯示三處理並

無差異，（F(2, 66)＝1.497，P＝0.231）。平均值比較，

網室為 13.06，變溫處理環境為 13.26，恆溫處理環境為

11.64。

(三) 第 2 次鳳山白菜試驗結果

三種處理對鳳山白菜之生長特性圖之外形影響如圖

4 所示。以外觀而言，變溫處理與網室栽培皆優於恆溫

栽培。外觀性狀之量化數據如葉面積與葉綠素指數，其

統計分析如下敘述。

三處理對全部鮮重之影響如圖 5a，全部鮮重於三種

處理有顯著差異（F(2, 33)＝138.42，P＜0.001）。以

Turkey's 比較結果，變溫處理值（5.67g）最大，溫室處

理組（4.29g）次之，恆溫處理組（1.84g）最小。

地上部之鮮重比較顯示三處理有顯著差異（F(2, 33)

＝27.56，P＜0.001）。平均值之比較結果，變溫控制處

理（5.35g）最高，網室栽培（3.62g）次之，恆溫控制

A. 單日之溫度控制性能

B. 連續多日之溫度控制性能

C. 相對濕度之控制性能

圖 2. 變溫生長箱之環控性能

Fig. 2. The performance of variation temperature

chamber

0

5

10

15

20

25

30

35

8:1

5

9:4

5

11

:15

12

:45

14

:15

15

:45

17

:15

18

:45

20

:15

21

:45

23

:15

0:4

5

2:1

5

3:4

5

5:1

5

6:4

5

Te

mp

era

ture

,℃Time

Actual temp.

Setting temp.

0

5

10

15

20

25

30

35

10

:00

20

:00

6:0

01

6:0

02

:00

12

:00

22

:00

8:0

01

8:0

04

:00

14

:00

0:0

01

0:0

02

0:0

06

:00

16

:00

2:0

01

2:0

02

2:0

08

:00

Te

mp

era

ture

,˚C

Time

0

10

20

30

40

50

60

70

8:5

4

10

:21

11

:48

13

:15

14

:42

16

:09

17

:36

19

:03

20

:30

21

:57

23

:24

0:5

1

2:1

8

3:4

5

5:1

2

6:3

9

8:0

6

Measured RH

Setting RH

No control

農林學報 64(1): 37-45 (2015) - 41 -

處理（1.78g）最小。

地下部之比較顯示三處理有顯著差異（F(2,33)＝

32.99，P＜0.001）。平均值之大小比較其次序與地上部

不同。網室栽培（0.67g）＞變溫控制（0.32g）＞恆溫

控制（0.16g）。

葉面積之比較結果（圖 5b）與鮮重相同。三者處理

皆有顯著差異（F(2, 33)＝99.0，P＜0.001）。平均值之

A. 總重量

B. 葉面積

C. 葉綠素

圖 3. 第 1 次試驗青江白菜三處理之結果

Fig. 3. The first experimental results of the effect

of three treatments on Brassica rapa

chinensis

比較結果：變溫控制(137.6cm2)＞網室栽培(104.3cm

2)

＞恆溫控制(67.6cm2)。

葉綠素之比較結果如圖 5。三者有顯著差異（F(2,

33)＝31.15，P＜0.001）。以 Turkey's 檢定結果網室最

高（13.84），變溫控制（9.96）與恆溫控制（9.86）兩

者並無顯著差別。

(四) 第 3 次鳳山白菜試驗結果

第 3 次之試驗共計 26 天，其三種處理其外形如圖

6 所示。以外觀而言，網室栽培最佳，變溫栽培次之。

外觀性狀之量化數據如葉面積與葉綠素指數，其統計分

析如下敘述。

全部鮮重之影響如圖 7a。變方分析結果顯示有顯著

差異（F(2, 33）＝145.01，P＜0.001）。平均值之比較

次序：網室栽培（44.7g）＞變溫控制（31.3g）＞恆溫

控制（6.37g）。

地上部之比較結果，顯示三者處理有顯著差異存在

（F(2, 33）＝151.0，P＜0.001）。平均值之比較結果：

網室栽培（38.58g）＞變溫控制（28.64g）＞恆溫控制

（6.13g）。

地下部之比較結果，三者處理皆有顯著差異（F(2,

33）＝118.0，P＜0.001）。平均值之比較結果為網室栽

培（1.16g）＞變溫控制（0.74g）＞恆溫控制（0.32g）。

A. Net house culture

B. Constant temperature culture

C. Variation temperature culture

圖 4. 第 2 次試驗鳳山白菜生長結果

Fig. 4. The experimental results of the second

testing

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

變溫恆溫網室

鮮重

(g)

處理

地上部鮮重

地下部鮮重

全株鮮重

0

10

20

30

40

50

60

變溫恆溫網室

葉面

積(m

m²)

處理

0

5

10

15

20

變溫恆溫網室

葉綠

素

處理


A. 重量

B. 葉面積

C. 葉綠素

圖 5. 第 2 次試驗鳳山白菜三處理之結果

Fig. 5. The second experimental results of the

effect of three treatments on Brassica rapa

chinensis

葉面積之影響如圖 7b。變方分析結果顯示有三者顯

著差異，（F(2,33)＝83.38，P＜0.001）。Turkey's 之檢

定結果，顯示網室栽培（ 737.4cm2

）與變溫栽培

（709.7cm2）並無顯著差異，其平均值均高於恆溫處理

（172.1cm2）。

A. Net house culture

B. Constant temperature culture

C. Variation temperature culture

圖 6. 第 3 次試驗鳳山白菜生長結果

Fig. 6. The experimental results of the third

testing

0

1

2

3

4

5

6

7

8

變溫恆溫網室

鮮重

(g)

處理

地上部鮮重

地下部鮮重

全株鮮重

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

變溫恆溫網室

葉面

積(m

m²)

處理

0

5

10

15

20

變溫恆溫網室

葉綠

素

處理

農林學報 64(1): 37-45 (2015) - 43 -

A. 總重量

B. 地上部重量

C. 地下部重量

D. 葉面積

圖 7. 第 3 次試驗鳳山白菜三處理之結果

Fig. 7. The third experimental results of the effect

of three treatments on Brassica rapa

chinensis

葉綠素之影響如圖 7。變方分析顯示三者有顯著差

異。（F(2, 33）＝91.63, P＜0.001）。Turkey's 之分析結

果，顯示網室栽培（11.79）與變溫環境（12.88）無顯

著差別，而且高於恆溫栽培（9.54）。

(五) 討論

此研究使用之材料為青江白菜與鳳山白菜，其最適

生長溫度為平均溫度 22℃與 25℃[1,2]

。

3 次試驗周期之大氣氣候資料如圖 8A-C。由於網室

位於大氣環境，並無遮雨棚以阻擋外界風力。網室四周

空曠，無風阻作物。網室內部溫溼度幾乎與大氣環境相

同。

第 1 次試驗之作物為青江白菜，生長特性為適合低

夜溫。網室環境比生長箱溫度環境更適合青江白菜生長，

因此在網室內栽培之鮮重與葉面積均為最佳。變溫栽培

與恆溫栽培之日夜平均溫度相同，但是變溫環境內之生

長性狀都優於恆溫環境。

第 2 次試驗之作物為鳳山白菜。最適合之日夜平均

溫度為 25℃。大氣環境之日溫為 30-35℃，夜溫為 25-

27℃，日夜溫偏高不利此作物生長。因此變溫環境下作

物生長性狀最佳，恆溫環境最差。

第 3 次試驗之自然氣候其日溫 20-25℃，夜溫近於

15℃。白菜在網室內生長性狀表現最佳，變溫環境次之，

而恆溫環境最差。

由 3 次試驗都可得到相同結論。網室栽培之性狀受

到大氣環境之影響。生長箱內之小白菜，恆溫與變溫處

理有相同之平均溫度。但是變溫栽培之生長性狀都是優

於恆溫栽培[6,11]

。此點應證了果菜變溫栽培之技術[12]

，

也合乎生理韻律對植物生長有利。

此研究中恆溫與變溫處理有相同之平均溫度，也維

持相同的光量強度。然而網室栽培之光量因大氣環境而

變化，無法加以調控，因此網室栽培與生長箱栽培之相

異性必須考量此光量因子。恆定光量與變動光量對於作

物栽培特性影響，為此研究後續之研究項目。

傳統電機產業其自動控制以控制盤接線為主，其技

術其性能有許多限制。生長箱之環境控制僅能以定時器

配合恆溫控制。近年來，環境感測與控制技術已有顯著

進展，使用微處理機更能精準控制環境之變化。因此具

有變溫韻律控制功能之生長箱已有商業化產品。此研究

結果顯示以變溫處理環境對於小白菜生長性狀均優於恆

溫控制。在生物或農業之試驗研究中，建議以具有變溫

控制之生長箱為研究工具對研究結果更為合理。

四、結論

此研究之目的在於比較以恆溫環境與變溫環境對於

小白菜等生長之影響，用以評估生長環境對於作物影響

之比較。此研究採用具有模擬自然環境能力之生長箱進

行恆定與變動環境下小白菜之栽培作業。三組處理分別

0

20

40

60

變溫網室恆溫

鮮重

(g)

處理組

0

10

20

30

40

50

變溫網室恆溫

地上

部鮮

重(g

)

處理組

0

2

4

6

8

變溫網室恆溫

地下

部鮮

重(g

)

處理組

0

200

400

600

800

1000

變溫網室恆溫

葉面

積(m

m²)

處理組


A. 第 1 次試驗

B. 第 2 次試驗

C. 第 3 次試驗

圖 8. 試驗時期之大氣溫度分佈

Fig. 8. The temperature distribution of the

outside air during the three experiments

為溫度變化處理、對照恆溫處理與設施網室栽培。栽培

光量條件為 80 μmolm-2

sec-1

。在不同處理溫度下栽培

20-45 天。小白菜的生長特性調查項目包括鮮重、葉面

積與葉綠素。結果顯示不同處理之間生長特性有顯著差

異。變溫環境栽培之生長特性顯著優於恆溫環境。依此

可說明在生物或農業之試驗研究中，以變溫控制模擬大

自然之自然韻律，對於生命現象之研究比傳統恆溫環境

更為合理。植物生長特性與環境之相關試驗研究，建議

採用具有變溫控制之生長箱為研究工具。

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0

10

20

30

40

2 3 4 5 6 7

Te

mp

era

ture

, ˚C

Month

Average high temp.Average low temp.Absolute high temp.Absolute low temp.

10

20

30

40

6 7 8 9

Te

mp

era

ture

, ˚C

Month


0

10

20

30

0 1 2 3 4

Te

mp

era

ture

, C

Month


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2014 年 12 月 24 日收稿

2015 年 03 月 12 日修正

2015 年 03 月 28 日接受

變溫栽培應用於小白菜生長之研究 -...

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