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韓國溫室工業與花卉專業區

韓國溫室工業與花卉專業區

中興大學生物系統工程研究室陳加忠教授

前言

韓國、日本與台灣在地理環境上被歸類為東亞地區,此三個國家的農業十分相似,以稻米為主食,但是因為麵食類大量進口,反而造成稻穀生產過剩。三地區前後加入WTO,也開始承受外國農產品的壓力,由於可面積狹小,因此稻穀成本居高不下。WTO帶來大量國外的產品,造成了農村嚴重衝擊,因此如何挽救農業,也成為三個國家共同面臨的問題。

在農業政策方面,日本反應最早,提出的方法有兩項:觀光休閒農業與高科技農業。而韓國農政單位選擇了後項,台灣農政單位則兩者都加以抄襲模仿。三個國家在高科技農業的選擇對象則不相同,日本係以養液栽培配合果菜、草莓等食用作物為主。韓國則以花卉專業區為主,將市場鎖定日本。台灣農業專業區尚未完成設立,但是已搭上生物科技之列車,農業專業區則配上農業生技園區之美名。但是這些農業專業區都必須擁有共同的生產設備:溫室。

在溫室工業健全之國家,興建完成的溫室已可適合作物生長要求,專業區的成敗不在於溫室技術,而是在於產品是否有通路,能否銷售而賺取利潤。如果溫室技術不健全,基本的生產設備不能適合作物需要,專業區自設立開始即註定失敗,中國大陸許多農業科學園區即落此下場。

韓國的農業科技園區以花卉生產為主,自1995年開始,每2年引進25公頃,在1998年後開始建立自己之溫室工業。此國家的拼勁由其溫室工業之發展可知。其發展有三階段。第一階段為全盤引入之階段,自荷蘭引入兩型溫室(Venlo型與Wide-span型)與內部作業設備,包括灑水系統、加溫系統、介質塊製造、內部搬運、採收後處理等機具。而生產資材方面,自品種、化學藥劑、管理技術等,也全部引入。在第二階段為模仿與自行生產。國外的各種相關產品,韓國廠商幾乎全面模仿生產。在第三階段開始拓展國內外市場。除了本國市場,國際上重要的園藝資材展覽會場,例如荷蘭NTV展、日本東京園藝高科技展等,都可看到韓國館,看到韓國商品之氣勢,而其產品之特點在於成本的低廉。
在1999年至2002年之間,個人除了前往韓國參觀其農業專業區,也在各種國際資材展中收集韓國溫室工業之資料。韓國對於在蝴蝶蘭產業之發展方式也是藉由全面引入,模仿與拓展海外市場三階段,但是其結局是走不出海外市場。韓國人之民族性在此世界盃足球賽中顯露無遺,在拼鬥方面有其充沛的鬥志,而在使勁中又夾帶小動作。但是僅憑衝勁仍然與玩弄小動作不足以造就產業,韓國溫室產業與花卉專業區之根本問題在於缺少了科技基礎,也是一個無〝知識〞即無〝知識經濟〞的代表個案。與荷蘭相比,韓國花卉產業不是台灣的對手,但是韓國花卉專業區的發展歷程,正是台灣必須引以為戒之案例。

韓國氣候與溫室環控需求

韓國位於朝鮮半島之南方,三面環海,四季分明,在每年12月至下年度2月為冬季氣候,冬季溫度為 –6 ~ 6℃之間。尤其在寒流來襲時,溫度為0℃以下。每年3月至5月為春季,除了多雨之氣候特性,白日溫度最高為12 ~ 13℃,夜間低溫為3 ~ 5℃。夏天為酷熱之氣候,夜溫為22 ~24℃,日溫可高達34 ~ 36℃,但是白日相對濕度低,對於蒸發冷卻降溫技術十分有利。如同台灣夏天也有颱風經常侵襲,因此造成農業之嚴重災害。秋季為每年之9月至11月。在秋季為韓國最涼爽之季節,日溫18 ~20℃,夜溫8 ~10℃。由上述氣象資料,韓國農業之逆境為春天之長雨季,夏天之高溫與颱風,冬日之寒流。夏天在太平洋高氣壓之籠罩下,溫度高於台灣,冬天由於寒流直接自西伯利亞南下,因此氣溫遠低於台灣。
由上述之氣候資料可知,韓國溫室在夏天要能遮蔭、降溫,秋天偶爾要進行加溫作業,冬季需要加溫,而春天除了防雨功能,也要避免溫室內部相對濕度過高之問題。由此可知此國家之溫室一定面臨通風的設計問題,利用機械大量通風並非荷蘭溫室之專長,因此直接引入荷蘭溫室而加以模仿興建,可謂〝藥不對症〞,這也是一個國家無法自立建立生產技術所面臨之困局。

韓國溫室之結構介紹

韓國溫室結構之主要有四種形式:
1. 荷蘭Venlo型:此為國內熟悉之型式,無側窗有交錯開啟的天窗。跨距3.2公尺,屋簷高度3.0公尺,屋頂高度4.3公尺。
2. 荷蘭Wide-Span型:跨距12.8公尺,無側窗,天窗為連續式。屋簷側高4公尺,屋頂高度7公尺。
3. 法國地中海型溫室;又稱SK-VINYL型,圓弧形屋頂,一半屋頂完全固定,另一半屋頂可開啟,跨距8公尺,屋頂高3.5公尺,屋頂高度5.5公尺。此型溫室適用於風向固定的地區,以負壓風力吸出溫室內部熱累積量。
4. 韓國1-2W型溫室:此種溫室以塑膠布為披覆材料,屋頂為雙層圓弧形,冬天用以保溫,夏天兩層屋頂夾層間熱量以抽氣風扇排出。兩側為捲簾式裝置,可以以人力操作或是以電動馬達調節兩側披覆材料的覆蓋高度。每棟跨距7公尺,可以多棟連結。屋簷高度3公尺,屋頂高度4.9公尺。通風方式為兩側打開利用自然風力。此溫室在冬季具有保溫優勢。但是在夏天,溫室連棟面積愈大,熱累積愈加嚴重。

韓國溫室工業特色與其問題

韓國溫室工業之特點為內容完整、低廉。除了溫室本身結構之外,周邊設備十分完備,一應俱全。以世運公司(SEWOON)為例,其公司產品如下:
1. 各型溫室之資材、披覆材料、內外遮蔭網、鋼材、驅動馬達、齒輪條、拉索、拉索驅動輪等。
2. 控制設備,例如溫度設定控制箱,兩側捲起控制箱,微電腦控制系統,各種感測器(日照計,雨量計,風向、風速計、溫濕度計等)
3. 溫室內部搬運車,人力操作搬運工具,各型活動階梯,果菜固定拉索等。
除了溫室工業,其他相關的生產設備,韓國溫室工業幾乎完全加以模仿生產,例如荷蘭Priva公司的水質調節與灌溉設備,美國Q-COM之溫室環控設備,日本Green-Kit環控器,美國Seed-E之簡易人力播種機,荷蘭自走式噴菜、灌溉機,以色列滴灌器材等。國際上著名的溫室內部作業設備與機具,在韓國溫室廠商之型錄幾乎都可看到外形相近而標榜具有相同功能的產品。
在韓國溫室生長區之實地參觀中,比較荷蘭引入之溫室與韓國自身建立之溫室工業,在溫室運作方面即存在有許多的問題,而這些問題之根本來源在於缺乏溫室工程的學理,因此引入之溫室不能完全適用韓國,韓國溫室產業也未能解決這些問題。韓國所模仿建立的溫室產業,只有學習到外形之結構,對於溫室內部微氣候調節並未深入瞭解。韓國溫室產業為一種勇猛有餘,內涵不足之產業。由於只有模仿而未能深入瞭解,荷蘭溫室不能解決的問題,在自產的溫室內部同樣再度發生相同的問題。
(一)荷蘭溫室之引入使用
荷蘭溫室之環境調節能力由荷蘭氣候可知。荷蘭冬日最低溫為0~2℃,夏天最高溫為20~22℃,降溫作業係以天窗開啟配合自然風力,使得內部溫室接近大氣溫度。此型溫室引入韓國,最能適用於秋冬的氣候。對於冬季的酷寒氣候而言,只要加大加溫設備之性能也能適用。在春天,韓國氣候之問題為多雨之高濕氣候,因此內循環通風與機械通風十分重要,而這卻是荷蘭溫室產業不熟悉之設備。在夏天,荷蘭引入之溫室利用內遮蔭網配合噴霧作業加以降溫,但是此種設計所用的設備功能彼此妨礙。此型溫室沒有側窗,沒有機械通風,只有藉由天窗之開啟進行自然通風。然而內遮蔭位於屋頂與作物之間,雖然可以減少到達作物表面之輻射太陽能量,但也阻隔了內部熱空氣向上逸出之機會。通風不良的溫室,以噴霧進行降溫,蒸發冷卻作業無法發揮,高溫高濕的微氣候帶來更多的病害。夏季夜間高達24℃,日夜溫差不大,對菊花、百合等作物不利,由於夏季無法降溫。造成了許多專業區在夏天無法種植作物之窘境。
(二)韓國自行建立之溫室
在韓國專業區有新舊並列之溫室,舊荷蘭溫室與韓國溫室在光線透過性能最大顯著之不同在於地面之樑住陰影。荷蘭引入溫室之支柱其結構有其特殊設計,陽光照射在支柱上,由於支柱本身特殊結構的折射與繞射作用,地面蔭影並不明顯。但是韓國溫室之支柱則在地面留下明顯的蔭影,因而也影響菊花幼苗之發育。
以2001年之技術水準評估韓國溫室,看到許多遷就低成本而不在乎環境調節性能之個例。例如溫室環控設備之溫度控制器,為了降低成本,溫度感測元件採用熱敏電阻。而元件披覆厚厚的金屬材料以保護內部。此種溫度計的反應時間經測定均需3-5分鐘才能到達平衡。準確性為±1.5~2.0℃。這些都是遷就成本而忽視性能的典型設計。機械風扇因為節省成本採用小功率的馬達,因此風壓不足,送風有效距離為之受限。
在微電腦控制系統中,有風向、風速計,但是此兩種感測訊號與控制程序並不相關。微電腦控制系統中其控制策略仍是以開關單一控制為主,歐美溫室環控系統所使用的前授控制,模式控制策略,都未被使用於韓國環控系統。近年來作物生理感測與環控系統之結合更不用提及。
除了以上之案例,由許多模仿的溫室設備中,可看到此種只具外部結構,而未知細部設計之設備,韓國溫室工業並未真正之建立,其根本原因在於學術基礎之困乏,韓國先有溫室產業,而尚未建立溫室工程之學術領域。

五、學術研究與溫室工程


韓國、日本與台灣三個地區號稱東北亞農業鐵三角,主要以稻米生產為主,而且在農業政策上也有相同之處。台灣與韓國對農業之補助政策幾乎沿用日本之路徑前進。

在溫室工程方面,日本學術界在此已有數十年之基礎,其研究重點在於加溫型溫室,研究人員之數目,研究題目與研究年代皆十分豐富,也有Takakura與Kozai等國際聞名之學者。溫室工程或是設施工程,在日本學術界早已建立其獨立地位,也已經成立農業設施工程學會。學術界對於設施栽培之相關研究也已投入許多人力。韓國農業學術研究界對於溫室工程尚未建立研究團隊,也沒有培養屬於自己國家的溫室工程人員。少數相關研究人員均至日本求學。由於關鍵技術無法自有,只能夠以引進國外現有產品的方式加以模仿。由於只有模仿外在結構而不瞭解溫室內微氣候交互影響性,因此無法建立自主性溫室工業。在韓國學術界,有農學院,有農業機械系,但是沒有農業工程學系,因此沒有溫室工程或是設施工程此學術領域。關於溫室工程之研究題目著重於設備的製造與性能檢定,例如加溫機之能源效率,風扇的風壓風速測定。這些研究項目仍是侷限於與機械相關之設計,而未涉及與溫室工程關鍵技術中環境控制與作物生理感測等研究。因此目前的韓國溫室工業沒有學術力量之支持,這也是此國家發展溫室工業與溫室產業之最大致命傷。
台灣學術界曾走過此段慘澹歲月,台灣也曾經未有溫室工程此領域。而台灣工程學者已發展出亞熱帶溫室技術,這是兩國最大之不同,也是台灣發展設施農業生產之利基。然而台灣雖然已有了溫室工程之學術領域但是一直不被重視。產業界也無法建立如韓國溫室工業之完整產業。目前台灣溫室興建廠商仍然處於家庭式工廠,台灣農業研究界仍然持續以嘗試錯誤法從事設施栽培研究。這是台灣設施農業最大的隱憂。

韓國農業專業區

在2000年訪問韓國,由忠南大學農學院簡報韓國農業專業區之建立沿革。在1995年首先引入25公頃荷蘭Venlo型溫室用以種植玫瑰花。1997年又引入25公頃同型溫室,用以栽培百合花。1999年再度引入同型25公頃溫室以種植菊花,關始建立龜尾花卉生產專業區。而也自此年度開始大規模興建溫室,而其溫室型式完全以模仿為主。
龜尾花卉生產專業區對於韓國花卉產業之重要性在於其代表韓國嘗試走出自己的花卉產業。詳細資料請見此網站〝韓國花卉生產專業區介紹〞。而依據龜尾花卉專業區之簡報資料,補充介紹此花卉專業區之相關資訊。此專業區自1996年開始施工,1999年8月完工,由韓國慶北市園藝輸出開發公社負責此專業區。其成立目的在於以大規模花卉溫室為生產主體,建立多花小菊之種植與切花生產基地並進行輸出國外,此專業區之經營縹驗再用以擴大發展韓國的花卉產業。專業區所在地為慶尚北道龜尾市,車程離漢城市均4小時(韓國之行政編制中道約等於中國的行省)。
1999年專業區之現有面積溫室有25000坪,管理室1000坪,所需資金共184億韓元(約美金1650萬元,新台幣5億8千萬元),所需費用20%為自借款,80%為貸款。營運計畫為每年輸出1200萬株,預定產值每年60億韓元,每株約新台幣15.7 元.在1999年之生產計畫,種植10種多花菊品種,種植220萬株,每週外銷25萬株,經由日本三個商社以部分海運,部分空運方式外銷至日本。
溫室興建共有兩期,第一期為自荷蘭直接進口之Venlo型溫室,共25,000坪,每坪1.44~1.50萬新台幣,第二期為韓國自己施工的PC版溫室,共28,900坪,每坪成本1.08萬新台幣。在經費分配方面,國家負擔20%,道負擔6%,市負擔14%,貸款40%,自行負擔20%。 為了輔助此專業區,慶高北道特地成立道立花卉試驗所,此研究所的成立費用由國家負擔30%。道負擔70%
龜尾專業區之作物十分單純,以多花菊為主,因此機械設備都可以單一簡化。而此專業區在生產層面之問題在於春季之高濕與夏季之高溫,而以目前之溫室環控調節而言,此兩個問題限制了其終年生產之能力,基本生產設施之不完善。對於花卉專業區是一個基本致命傷。在1999年4月在韓國專業區之訪問參觀中,原來引進栽培百合、玫瑰的荷蘭溫室,幾乎荒蕪癈棄,或是改做為貯貨倉庫。
6年的時間,75公頃的Venlo型溫室,對一個國家的財力是多沈重的負擔,而這些溫室並未能夠終年生產,只有在春季有所發揮功能,夏天幾乎是全面休耕。秋季在露地亦可栽培相同作物,因此溫室內部種植之花卉其成本無法與露地栽培競爭。冬季加溫成本十分高昂,在韓國種植之花卉與台灣、琉球與中國南方種植之相同產品相比較也無競爭力。以2001年的技術水準而言,雖然韓國已成立數家溫室公司,也有數型溫室其結構已規格化,但是其技術水準仍是離不開歐洲溫室工業之型態,仍然未能依據其國家農業之需求建立適用韓國自身之溫室技術。此深層的原因在於其學術力量不足。韓國人在溫室設施工業之勤奮精神令人感佩,但是在科技競爭,專業知識為成敗關鍵之時代,僅有勤奮仍然不足以建立本身之溫室工業。
韓國花卉專業區另一個問題在於其栽培的作物,主要為玫瑰花、百合與多花菊。這些花卉自品種栽培管理至採收後處理技術都是來自荷蘭,沒有自己之品系與栽培技術。然這三種花卉是切花市場的最大宗產品,銷售量大,然而可提供相同產品的國家也多。尤其其市場以日本為主,日本已是許多國家競逐之市場。而荷蘭人除了協助韓國建立專業區,也在大陸等地區種植相同的切花作物,同樣競爭相同的日本市場。因此韓國花卉產品的競爭優勢,競爭條件是什麼?
以國家力量建立之花卉專業區,以色列與紐西蘭是成功的個例。其中的一項關鍵因素為其自有之品種與栽培技術,尤其由自身國家之原生植物內選育成功成為觀賞作物。在台灣,只有蘭花產業才有此條件。但是台灣蘭花產業之專業區能否成功?看到以目前之運作方式唯有悲觀以待。
結語
知識經濟已成為農業界之口號,沒有知識,哪有知識經濟。台灣、日本與韓國三個國家之農業有太多相同之處,而韓國花卉專業區自1995年即開始建立,至今尚未建立屬於自己之產業。由此他山之石,台灣能否在此得到經驗。
與韓國、大陸兩地比較,台灣農業有其優異條件:便捷的交通,各地區不同的氣候特性,成熟的亞熱帶溫室栽培技術。因此可以在台灣此海島,依海外市場需求,依作物生理特性建立不同之生產專業區。而專業區之深層基礎,除了經營參與者旺盛的企圖心,還要有學術界之專業能力。台灣的農業有天時,有地利,但是少有學術人才,少有經營管理人才。台灣能否成功地建立農業專業區,已可以自日本、韓國、大陸各農業專業區之演變與結局看到了答案。

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