一、前言
傳統的植物栽培方法稱之有土栽培法，即將植物種子或幼苗栽植於土壤中，而由土壤提供植物生長必需之營養素及固持性。換言之，植物與土壤間之關係架構於養分之供給與固持作用上。而所謂水耕栽培者，為無土栽培法之一種，即不再使用土壤作為栽培介質，而將植物體所需之各種營養成分直接調配於水中，並利用各種人工介質。將植物體固持於水面，而使之直接吸收水中之營養成分的栽培法。又，植物生長所必需之營養素計有氮、磷、鉀、碳、氫、氧、鈣、鎂、硫
、鐵、鋅、硼、銅、氯、鉬、錳等16種；而司固持植物之介質計有：土壤、砂、石礫、泥炭土、泥炭土苔、蛭石、珍珠石、發泡煉石、岩綿、木屑、蛇木、水草
、稻殼、炭化稻殼及海綿等等。
動態浮根式水耕栽培技術是台中區農業改良場於民國75年底開發完成之一套適合熱帶地區氣候之水耕栽培技術。所謂「動態浮根式水耕栽培技術」，係基於植物栽種於本水耕系統時其根系在每次營養液之灌排流程中，隨養液之昇降而上下左右波動，且隨植物根系之伸長時，藉由栽培內之水位自動昇降排液器，使營養液由7－8公分逐漸降至4－5公分。因之，上位根部可露於空氣層中而增加根部活性，而且無懼夏季高溫所引起溶氧量缺乏之困擾。
溫帶地區每年12月以後至隔年之3－5月間由於冰雪之封埋，因之，幾乎不可能在露天進行作物栽培。故，利用保溫設施來進行冬季蔬果生產之技術已有數年
之歷史。1930年代以後，由於設施內土壤連作問題日趨嚴重，各種替代土耕的無土栽培技術。例如：砂耕、礫耕、炭化稻殼耕、泥炭土苔耕、鋸木屑耕、噴霧耕、營養薄膜法及岩綿法等等之栽培技術之相繼被開發利用倒也解決土耕設施栽培之種種弊端。
台灣位處於亞熱帶，每年5－10月間，氣溫高達30－36℃，相對濕度亦在80
－95％間，再加上颱風豪雨之侵襲導致夏季蔬果之供銷不穩定，常有「菜金菜土
」之慮，惟若冒然引用溫帶之設施栽培技術，則盛夏之際，設施內室溫高達30－45℃，對濕度欲低至40－50％及設施特有之小菜蛾、粉蝨、白粉病等病蟲害頻繁的困擾，再加上颱風及豪雨之侵襲，諸多因子均係導致台灣發展設施園藝技術之困難。日本米嘉德公司為想擴展其水耕業務至熱帶地區，因之，在新加坡先行設置0.1ha之水耕農場，經測試結果發現，預冷至17℃之養液一旦流經25公尺長之栽 培床後，回流時水溫已昇至25℃，若養液不加預冷處理，則回流之養液溫度高達
32－34℃間。1989年在日本濱松召開之國際高科技設施園藝研討會中，日本松下公司發表一套造價新台幣60萬元面積84㎡之熱帶型水耕模擬農場。設施與一般溫 帶水耕系統相異之處，乃在於利用電氣冷卻系統來降低養液溫度及利用空氣壓縮機強制地將空氣灌入養液中，藉以解決熱帶地區因氣溫高，連帶造成養液溫度隨之增高及溶氧量下降之困擾。誠然，松下公司熱帶型水耕系統之成功暗示著未來 熱帶地區水耕栽培系統之動向；惟，該公司初步估算每1000㎡之設備費用卻高達新台幣450－500萬元，而且尚不包括溫室設施；甚至每日耗電量亦高達36－48度。換言之，利用電氣設備來克服熱帶地區發展水耕瓶頸的手段是行不通的。
熱帶地區因經年氣候炎熱，高水溫及低氧量是造成此區經營水耕不具經濟性
之兩大限制因子。英國之 古柏 博士發現養液薄膜水耕栽培技術之優於岩綿栽培技 術之主因，係因養液薄膜系統允許植物形成裸根。日本之 山崎 博士所開發之浮根系統的優點亦在於可誘引植物形成濕中根，使水耕植物之根系直接利用濕空氣中之氧氣供為呼吸源。台中區農業改良場在民國75年底提出之動態浮根式之水耕系 統之基本原理，亦在於利用空氣混入器及排液器之作用允許水耕植物在養液灌排過程中上位根系有4公分左右之曝露於濕空氣中而形成氣根系，因之可不懼高水溫所引起之缺氧問題。
自民國75年底開發完成動態浮根式水耕技術後，經十多年來二佰多位先進農民及總栽作面積達62公頃之試作成果顯示，誠然，動態浮根式系統已解決了熱帶 地區無法經濟性栽種水耕植物之困境。惟，技術上仍諸多之困擾；首先，農友採用之經網溫室不外乎為高架隧道式塑膠布網溫室或力霸鋼架式FRP浪板溫室兩種，由於內部空間太大，農友無法一次全部採收。因之，每日必需進入溫室內進行採 收及移植作業，如此態勢下，在不施用農藥之原則下，卻又無法避免病蟲之為害，甚至盛夏之際為了避免網溫室通風不良引起之高溫，許多附加之噴霧裝置，強制通風設備及遮陰裝置等設施一一出籠，而增加了營運成本。再者，每年7－11月 間颱風之侵襲，網溫室抗颱之能力亦是令人頭痛之問題。而栽培設施之缺失為：1.需進入溫室定時調整每一單位栽培床內養液之水位，2.移植後有缺株之慮，及3.栽培長度超過15公尺時溶氧量低下。因之綜合上述之缺失，筆者以為一套適合本省 氣候條件之實用化經濟型水耕栽培技術的設計準則，必需同時考慮到網溫室設施及栽培設施之均衡性，始有推廣落實於農村之可能性。換言之在網溫室設施方面需具備之要件為：1.抗颱風性，2.通風性，3.冬暖夏涼性，4.防蟲性，5.一次採收性 ，6.多層次立體化栽作性。而在栽培設施方面需具備之要件為：1.栽培床具隔熱保溫性，2.具誘引氣根性，3.養液之溶氧量高，4.具省能源養液循環再使用系統，5.在水溫高達33－35℃下仍能正常生長及6.採用移植栽培法。
二、簡易葉菜栽培法
(一)水耕裝置
1.水耕槽：
購備一深8公分，長90公分，寬60公分之容器，此容器需具備不漏水、不生鏽及保溫隔熱之特性，一般以保利龍之資材為優。目前台中區農業改良場已開發出各型水栽槽，其內緣寬度60公分，深8公分，長度則依地形可無限延長。為避免漏水或植物根部伸入保利龍及防止藻類污染，保利龍槽內須平舖一塊0.2mm之黑PE塑膠布。
2.水槽承板：
水槽承板之作用在於固持植物及防止植株根露空，故以3公分厚之保利龍板
最佳，其大小需與水槽內緣相密合。台中區農業改良場目前已開發出長90公分， 寬60公分，厚3公分之保利龍板，其上均勻打40圓洞，每個圓洞之 直徑2公分。
(二)適栽蔬菜
以90×60公分之水耕栽培床為準。
(三)栽培步驟
1.種子來源：
可向一般種子販賣店購買所需之蔬菜種類，選購時特別注意種子純度及新鮮
度，最好能向種子公司選購保證發芽率在90％以上之種子。
2.育苗法：
可使用台中區農業改良場開發之育苗專用海棉塊，海棉塊大小規格 為28×2.5
×3公分，其內由96塊小海棉所組成，每一小海棉之規格為2.5×2.5×3公分，且每一小海棉塊中間已預切成一個十型之切口，供播種用。育苗時先在每一切口中置入種子2－3粒，放置深度約0.5公分，待種子置入後將海棉浸入清水中使之充分吸水 ，然後將海棉塊置於不漏水之塑膠平盤中，此塑膠平盤上方宜加塑膠罩保溫且放置黑暗中3－5天，等待發芽。
3.幼苗管理：
種子發芽後需移至陽光下3－7天，讓幼苗綠化及充分生長，為了使幼苗生長較健壯，塑膠盤內可酌加入水耕用營養液，其配方如下表。
4.移植期：
生長於海棉之幼苗，當初生葉完全展開後，且根系露出海棉2－3公分時(大約 播種後10－12天)，即可移至栽培床，移植時切勿傷及根系，且需把根系浸入水耕槽之營養液中。
(四)水耕液調配
水耕槽內之液體為人工調配之營養液，台中區農業改良場簡易葉菜水耕營養液配方如下：
用量（公克）；肥料472公克、硝酸鈣808公克、硝酸鉀152公克、磷酸銨429公克、硫酸鎂16公克、鐵1.2公克（FeEDTA）、硼酸0.72公克、氯化錳1000公克、水1公升、硫酸50毫升
營養液之調配法係秤取表中之各種肥料後，個別加入1,000公升之水中，再將酸鹼度(pH)調 至0.6－6.4即可。但部分藥劑例如鐵、硼酸及氯化錳等因使用量極
微，可先配1,000倍之濃縮液備用，俟使用時依一定比例稀釋之。
1.水耕液添加：
水耕液調配好後，在幼苗移植後5天內，水耕槽內之水耕養液水位需與保利龍 承板密合，待植株根部發育至5公分左右時，可開始將水位下降，維持4－5公分，多餘之水耕液可暫時先取出，惟至收穫前，水位均需維持4－5公分，因此當水位下降時，必需補充新鮮水耕液至4－5公分之水位。
2.水耕液更新：
水耕床滿水量40-45公升，冬季時氣溫較低，可重複使用2-3次，僅水位不足時，需添加新鮮水耕液。但夏季炎熱，氣溫較高，植物根部代謝加速，水耕液每隔1個月需更新一次。
3.收穫期：
簡易判斷適當收穫期之方式為當蔬菜之葉片生長至第8葉時為採收之標準。
(五)日常管理
1.陽光：
水耕不能露於空氣中，否則易生藻類，且水耕液一旦露空後，陽光照射會導 致水溫上昇。家庭式水耕栽培床最適宜之放置地點為陽台、屋頂或庭院中。葉菜類蔬菜需光性不太強，大約30000路克司(Lux)強度即可，但栽培床上之入射光強
需均勻。
2.氣溫：
若栽培非季節性蔬菜則在夏天需遮陰，冬天需加人工照明才可順利生產。
3.水耕液深度：
栽培床內水耕度之調節必須與植株根部之生長成反比，最初在幼苗移入栽培床時由於根系少，可將栽培床內之水耕加滿，以促進植株根系生長，但2－3天後 ，植株根部已伸長，因此水位與水槽蓋保3公分左右之空間，藉此有利於根毛之生育及氧氣之供給。栽培床內水耕液會因植物之吸收而減少，因此每一星期須添加新鮮的水耕液，使水耕液之液面離栽培床蓋2－3公分。
4.液溫：
最適宜之水耕液溫度為25℃，維持水耕液溫度之方法以採用保利龍栽培床最具隔熱保溫效果，且避免陽光直接照射水耕液。
5.溶氧量：
水耕液中氧氣量之多寡，與植物根部生育有關，溶氧量越多植物根部活性越強，地上部也隨之加速。然而當水耕液溫異常昇高時，植物根部呼吸作用隨之加速而導致水耕液中溶氧量低下，最後造成根部活性低落而死亡。最簡易增加溶氧 量之方法為將水槽承板與養液之液面保持2－3公分空氣層。
水耕液管理
果菜類植物需水性極高，每日每株需1－2公升，因此，每日必需將水耕槽內 之水位維持滿水位之80％。換言之，每日加入新鮮水耕液，將水位調至栽培承板下2－3公分。又因果菜植物根部需氧量極高，除使水位離開承板2－3公分，誘導上位根系形成水氣根外，最好加入打氣裝置。最便宜之打氣幫浦，可向販熱帶魚 之水族館洽購。每個幫浦、氣泡石及塑膠管等售價約100元。
4.水耕液：
水耕液切勿露空，使陽光射入水耕槽中，如此不但易生藻類且會使水溫昇高
從生物的演化觀來看，至今能在地球上生存的生物是歷經千萬年的天然選拔。然而人類在地球上生存是依賴什麼呢？我們皆知食物扮演著相當重要的角色。但是食物中含有許許多多的物質，這些物質在人體代謝中又扮演什麼角色呢？現在研究得知的科學知識很有限的，許多問題仍然隱藏著它的奧秘。人類長期以來依賴著土壤，土壤中含有無機物及有機物，科學界對無機營養的瞭解較多，但對土壤有機物及許多微量物質在人體代謝上所扮演的角色所知較少。因為食物中所含的物質，一部分是動植物合成的，一部分是來自土壤，土壤不只是提供植物無機營養分，尚有許多的土壤有機物被植物吸收，這些物質的角色至今甚為不明，也隱藏著許多奧秘，有待研究開發，將有助於提供水耕栽培健全及平衡的健康配方，尤其是指對人的健康，而不是只對植物提供基本營養而已。
各種作物栽培法對各種不同之作物及地區適應性都有不同，水耕栽培也不例外，仍有其優點及缺點，取其優而補其缺是研究的方向及要領，以下提出水耕栽培的優點及常見的缺點，以供參考：
（1）水耕栽培的作物生長迅速：這是水耕栽培最大的優點，但需要提供良好的生長環境，例如要有適當的溫度及日照，夏季溫室的高溫都將影響許多作物的生長。
因為水耕栽培的營養分是連續供應植物的根部，也就是說營養成分與根的接觸是直接的，沒有阻礙，使作物充分吸收營養，生長就迅速多了。如果四季均能生長良好的作物，或選擇適合的作物配合環境，就可以提高單位面積的生產力。
（2）水耕栽培減少植物病原菌的來源：這也是水耕栽培的優點，但這並不表示水耕栽培的植物不會發生病蟲害，也不表示水耕栽培保證不必噴農藥。水耕栽培的基質及材料可以減少植物病菌的危害。但是植物的病蟲害發生及來源，不是只限於來自培養的材料，病蟲害傳播可以來自空氣，種苗及栽培的環境四周。因此水耕栽培為了減少其他來源的病蟲害，需要配合溫室、網室或其他設施及設備。一般水耕栽培初次種植時病蟲害較少，但經多次種植後需要加強環境的管理；否則，病蟲害也會和自然田間一樣的嚴重或更嚴重。
（3)水耕栽培需重視技術及投資成本：水耕栽培並不難，但要事先充分瞭解生產的技術及要領。要生產有經濟效益的作物時，尤其需要重視營養基質及季節，配合作物的品種需求，更需要研究及開發降低投資成本，講求省事及自動化設施，可減少甚多勞力。尤其在大面積生產，問題甚多，需要充分的瞭解及準備；否則，容易遭受失敗的結果。如果管理不當，在培養液的濃度及 PH變化劇烈下，作物的根部很快就受到傷害，因此管理及營養液之配方需要特別注意。
（4）水耕栽培需要注意營養液中藻類及微生物的滋長：營養液的栽培系統甚難防止微生物及藻類繁殖，而這些微生物中將吸收部分之營養及氧氣，雖然藻類白天進行光合作用放出氧氣，但夜間則正相反。甚至某些微生物也將分泌大量有毒物質，也可能影響作物生長。如果有病原菌侵入，則其蔓延甚快。
（5）水耕栽培需加強檢查營養配方的健全性及產品的安全性：水耕的營養液配方一般主要使作物長得好長得快，但水耕配方中可能缺乏人體所需的物質，尤其在現在的科學知識有限之下，水耕栽培的產品無法像土壤中栽培的健全是可以推測的。
舉一例來說明，現在科學知識中已知硒（Se）是人類的微量元素，尤其最近更顯示癌症、心臟疾病及其他疾病與體內的硒含量有關。過去並不知硒有何重要，因為在土壤栽培的食物一般都含有這個元素。因為硒就像其地重金屬一樣，大量攝取是有毒的，如果人們不知硒是重要的微量元素，誰敢加入培養液中呢？長期食用不健全的食物或偏食不健全的食物，都可能是問題的來源。
水耕栽培作物可以大量直接吸收加入營養，這些營養是植物營養，不一定是人體的營養，我們需要有這種認知。尤其吸收大量無機營養的作物，若未經轉化而累積，它的安全性需要列入考慮，尤其需要控制硝態氮或亞硝態氮，以及所用植物養分中所含之重金屬的問題，需要觀察及檢測，並加強產品品質。
（6）水耕栽培的基質或營養液需重視循環利用，減少對環境污染：水耕栽培的營養液或基質使用數次後，由於作物根部分泌物的大量釋放，不易種出優良的產品，於是需要棄置。不當的棄置也可能造成環境污染，尤其是大量使用過的營養液被棄置，應重視棄置的位置，及循環再利用的研究。
水耕栽培有優點也有缺點，在非食用作物（如花卉）的栽培上甚有潛能，但在食用作物（如果蔬）栽培上，需加強基礎研究，克服缺失，也需要讓消費者對水耕有充分的瞭解。土壤是人類依賴千萬年的基質，土壤中還有許多有機及無機物，在人體所扮演的角色仍然不明。不瞭解的知識，只能說不瞭解，而不能完全否定；就如「看不見」，只能說「看不見」，而不能說「沒有」的否定。研究水耕栽培不能否定土壤的可貴，請注意人類現今的知識實在有限，需要更深入研究。
植物綠綠的，並不代表是安全及營養均衡的食物。消費者需知道，食物的栽培不能完全依賴特種方法（非土壤），雖然人們甚怕農藥的殘毒，但利用可能未成熟的栽培生產食物，也可能帶來另一個包袱，值得深入加強研究及省思。
水耕植物應用方法
*夏天3天換一次水 冬天1週換一次水
*不必施加肥料
*勿放置悶熱處
*勿接近熱源
部落格
水瓶座