幾十年來，室內城市農場或垂直農場已成為在城市環境和惡劣氣候中全年生產健康食品的熱門環境。 葉菜類和香草都是這些設施的最常見作物，但許多農民仍希望擴增範圍更廣的蔬菜和水果品種。 2019 年 4 月，我們開始在我們的飛利浦 GrowWise 中心進行高空吊掛番茄的長期栽種研究調查。 為什麼要這樣做呢？ 我們的目標是找出最適合城市農場應用的最佳高空吊掛栽培策略、照明配方和番茄品種。
五個在垂直農場栽種頂級番茄的經驗談
根據過去番茄試驗結果打造
為了開發一個有效的高空吊掛室內農場，我們在建造時採納了溫室農場和垂直農場的多年專業知識和經驗。在過去的十年裡，番茄生產已在高科技自動化和資料管理搭配下達到最佳化。我們可以在室內農場中運用這類大量知識，並且調整和實施相同的願景和技術。相同的建築、灌溉和種植系統可能繼續沿用，甚至我們還可以使用相同種類的大黃蜂進行授粉。但是，我們應該不會盲目地複製溫室的每個細節，畢竟室內城市農場和傳統溫室明顯不同。
溫室和室內高空吊掛系統之間的最大區別，可能在於後者使用主動冷卻和除濕，而不使用通風，並且僅使用 LED 照明，而不大量依賴日光。這種做法是排除溫度、濕度和光照等季節性差異的影響，創造最佳的生長環境，最後達到全年優質產出。
氣候條件最佳化，選擇合適的品種和制訂栽培配方
我們總共進行了三項試驗。首先，我們想從溫室番茄種植經驗當中，找出哪些氣候條件的相關經驗以供後續調整，改進最佳化。其次，我們想找出最適合室內栽培的番茄品種，因此我們種植了 20 個不同的品種。最後，在我們的第三次試驗中，選種 5 個最合適的品種及最佳化栽培條件，找出適合室內種植的最佳栽培配方。
我們在一間氣候控制室配備飛利浦 GreenPower LED 頂燈線性，以及單行飛利浦 GreenPower LED 照明。這種頂部照明和植冠間照明的組合是一種經過驗證的解決方案，可在植冠內達到垂直和水平均勻的光分佈。這套飛利浦 GrowWise 控制系統可用於計劃整體植物生長階段的正確照明光度。
下面分別介紹我們目前從這三次試驗中所獲得的 5 個經驗：
經驗 #1：找出光照、溫度和產量之間的正確平衡點非常重要
室內栽種若要成功，一定要在光照、溫度和產量之間找到適當的平衡。增加光強度可能會增加產量，但這兩者間並無線性關係。在 GrowWise 中心，光強度可以高達 1200 µmol/s/m2，但植物的光線使用並不均勻。使用飛利浦 GrowWise 控制系統時，我們可以根據植物的需要將光線強度調整到最佳化，並尋找額外產量比額外提供光照和氣候系統的能量輸入更有價值的最佳要點。因此，我們不僅關心產量最大化，甚至嘗試發展最高效的系統。
為了讓植物在營養生長和生殖生長之間保持適當的平衡，我們必須根據不同情況調整溫度。提高溫度可誘使植物趨向生殖狀態。但是，加溫過度可能會導致過度趨向生殖階段。這些植物會投注過多力氣在結果，而使植物負荷過重，轉而導致後期產量下降。種植番茄就像是在走鋼索：當某一邊快掉下來時糾正過猛可能會導致從另一邊掉下來。在完美的策略中，只需要非常小的調整就可以保持植物的平衡。如果沒有外界氣候的可變影響時，當然會更容易控制。
我們也從這次試驗更進一步發現 LED 熱負荷和植物蒸發水分之間的能量分配。這使我們不只能夠處理最佳光利用效率，還能提高整個系統效率。
經驗 #2：在室內農場種植高空吊掛番茄的成功商業案例
並非所有番茄品種都適合在室內農場種植，而且這種高科技種植形式也不見得想要種植所有番茄品種。有些品種很難在傳統系統中栽種，但它們可能會在疾病流行率較低且氣候更穩定的環境中生長良好。理論上，大串番茄和牛番茄可以達到最高產量，但這些品種肯定不適合每個市場。產量較低的櫻桃番茄和雞尾酒番茄或種植困難的「牛心番茄 (Coeur de Boeuf)」通常風味濃郁，外觀視覺吸引人，因此經常提供給高級零售商或餐廳廚師使用。
經驗 #3：種植合適的品種可以將操作和勞動成本降到最低
在這些試驗中，我們成功種植了 20 多種櫻桃和雞尾酒番茄品種，並選出表現最好、味道最好、最健壯，以及只需要很少操作和修剪的品種。這些品種非常適合沒有太多特定番茄種植經驗的垂直農場業主，而且花用的勞動成本更少，可以提高城市農場的獲利性。
經驗 #4：在室內種植中引導植物生長的潛力無窮無盡
室內種植的基本優勢是可完全控制植物的生長。正確的光譜、最佳的光強度、溫度和 CO2 濃度，您就能夠完美平衡結果率和營養生長。當我們完全控制這些生長參數時，生產和風味就能徹底進行最佳化。此外，我們開發的栽培配方可以重複應用。因此可以創造一致的栽培環境，達到可靠的產量預測。農場的生產可以更靈活且更安全，並可以控制產量來滿足市場需求。此外，正確環境創造還提供主動引導特定性狀的可能性，例如糖含量、酸度、維生素和其他化合物，以便滿足風味和營養價值的市場偏好。
經驗 #5：現在也適合栽種番茄來面對充滿挑戰的市場
在已經有大量溫室或露天生產的地區建造農場的獲利性自然不高。然而，全球有許多地方因氣候惡劣或其他因素，全年都無法提供當地種植的番茄。例如，在中東建造農場就非常適合：可以節省大量的水，並且將非常新鮮的高品質產品就近提供給消費者。我們的試驗結果證實，全年在室內氣候控制設施中種植新鮮、美味的番茄，完全不需要使用殺蟲劑，絕對是可行的農法。
在垂直農場中的高空吊掛番茄藍圖
根據這些試驗結果，我們現在已經畫出在環境完全可控的城市農場種植風味絕佳的高空吊掛番茄的藍圖。 這個結論為極端氣候中全年種植新鮮番茄打開全新的機會。 我們可以建議農民如何建立自有系統，以及如何根據客戶和市場選擇最好的品種。 有了這項研究基礎，我們現在可以將試驗主題鎖定在特定的概念和市場。
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Jarno Mooren 是 Signify 的植物專家。他在 Eindhoven 的 GrowWise 研究中心工作。他的工作主要是建立和進行開發生長配方的試驗，目的是讓農民快速栽種出符合所需規格的作物。他進行的研究主題包括多種作物在室內農業中的光照、種植系統、氣候和養分。在本文章中，Jarno 分享了在 GrowWise 研究中心進行番茄試驗的最新結果。
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