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• 電導度(EC)量測 (相對數值作為追加肥份的依據) TTC

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 캐나다 하이드로노브사, 상용 식물공장 솔루션 '하이드로팜출

http://www.youtube.com/watch?v=hBFe7Ts-Pyc&feature=related  新報道2001「植物工場」特集

聯合國世界衛生組織（ＷＨＯ）和糧農組織（ＦＡＯ）規定了人體對硝酸鹽的日允許攝入量（ＡＤＩ）為３·６毫克／公斤。(3.6mgx60KgWeight=216mg/人=216mg/L)

 電導度(EC)量測(相對數值作為追加肥份的依據)  

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

在農業領域中，關於電導度(Electrical Conductivity,
EC)的量測值是一種重要指標，可用以代表水質，泥土或其他介質的相關性質。EC值的意義代表在一定體積內溶液內離子的導電能力。可移動而且帶正負電的離子愈多，電阻就愈小，導電能力愈強，因此EC值就愈高。介質或是水質內的離子濃度如果太高，作物則處於應力狀態，導致作物生產力下降。作物出現的特徵即是葉片末端或邊緣變成焦黑狀，嚴重時造成落葉與萎凋。對作物而言，多餘的離子塩份可能來自水，泥土，介質，肥料等。主要的來源包括：NO₃，NH₄，PO₄，K，Ca，Mg，SO₄，Na，HCO₃與Cl。一些有機肥例如尿素在分解之後產生的離子也影響EC值。灌溉水原來所含的離子，對作物也會產生影響。使用EC量測可以得知溶液中離子的導電能力，但是無法告知是那些離子。對於單一離子的感測目前只能在實驗室進行分析。單一離子感測器已有多年研究，但是都未有實用的產品。EC值的量測可應用於水質量測，施肥量的調解與介質所含肥份的累積量等。對於灌溉或是施肥作業而言，理想的EC值並不是永遠不變，而是因作物與灌溉方法之不同而不同。例如台灣蝴蝶蘭栽培，水質的可接受標準通常為0.2 -0.38mS/cm，以0.7mS/cm為臨界值。加上肥料後，標準值為1.2ms/cm。在高光高溫時期，EC臨界值可到達1.5ms/cm。

一、  其換算方法如下：

 1dS/m=1mS/cm  (d=100m=100,000u)

1dS/m=1000uS/cm

1ms/cm=1000uS/cm=0.1mS/cm
=600mg/L=600ppm 

1mmho/cm=1mS/cm=1dS/m=(100mho/100,000)/cm

1mmho/cm=1000unho

1mmho/cm=1000/10,000/cm

塩離子濃度另一個量測單位為總可溶解塩濃度(Total Dissolved Salts, TDS)單位為ppm，mg/L或mgL^-1。通常以常數700加以換算。不同的國家有不同的常數數值，自640至800都有被採用。

1mmho/cm=1mS/cm=1dS/m=670ppm

1mho/100,000/cm=6.70ppm

1dS/m=100dS/cm

1uS/cm=0.6ppm=0.6mg/L

1mS/cm=600ppm=600mg/L

二、溫度的影響EC量測受到溫度的影響。以0.01MKCl溶液在不同溫度下，其EC值(dS/m)與溫度(℃)的關係如圖一。但是EC值與離子濃度的關係不見得是線性。在25℃ 時，0.01MKCl溶液其EC值為1.413dS/m，但是0.02MKCl溶液其EC值為2.76dS/m，EC值並未加倍。

三、EC計EC計需要定期校正。校正即是將EC計放在標準液，以標準液的EC標準值與EC計的讀出值互相比對。如果兩者不一致，則將EC計加以調整(通常以螺絲起子扭轉EC計上方的調整扭)。最常使用的標準液為KCl溶液。0.01M 濃度的KCl溶液其EC值為1.413 dS/m。0.02 M 濃度則為2.76 dS/m。去離子水的EC值則為0.002
dS/m。農業上慣用的水質範圍為0.1至2.0 dS/m，(0.1~2.0 dS/m) 。以0.01M 濃度的KCl溶液(EC=1.413 dS/m =1.413 dS/m)最適合用以校正。校正後的標準液不可重覆再使用。

四、EC量測EC計的使用十分簡單，只要將感測元件端子放入待測溶液之內，上下左右攪動數次，以除去可能的氣泡。再靜置30秒以上，使得感測器與待測溶液的溫度到達平衡，再讀出EC值。感測器放入溶液的深度要依據儀器說明書加以執行。通常EC計都有註明水位高度。不可將感測器浸入太深，以免內部電路受損。如果要進行多次量測，不可以以連續方式將EC計自一個待測溶液放入另一個待測溶液。完成一次量測之後，必須將感測元件以蒸餾水或去離子水清洗，以面紙吸乾水分，再進行下一次量測。不可以以面紙直接擦拭感測元件之表面。EC計的電力供應量影響其性能。在選購時要留意有否電池電力不足的警告裝置。

五、EC計的儲存完成EC量測之後，將EC計以蒸餾水或去離子水清洗，擦乾，再依使用手冊之指示加以貯存。貯存環境不可有強光，高溫與多灰塵。通常EC計附有覆蓋用套子，在不使用時套在感測器用以保護。由於農業用肥料許多都具有腐蝕性，因此EC計使用後的清潔特別重要。

六、樣本處理EC計的量測對象包括水與介質。有關介質內EC之量測技術.荷蘭的技術資料請見http://bse.nchu.edu.tw/new_page_248.htm。

蝴蝶蘭生產使用的介質經常為樹皮與水苔的混合體。樹皮的保水與保肥能力並不佳。又因為蝴蝶蘭的根系缺少根毛，因此能夠自介質吸收水分與養分的能力並不強。對蝴蝶蘭栽培而言，澆水技術因此十分重要，必須能夠維持介質水分以協助根系吸收。蝴蝶蘭介質的重量為每立方公尺為150公斤 。在一個四吋盆內有0.7 liter 的介質，可放置100g 的乾介質，吸水量約75c.c.。在Floricultura公司Assendeift的研究站，其研究結果顯示介質與蝴蝶蘭根系的吸水能力為50 -100g 。無論盆內有無植物，其蒸散量並無不同。但是種植的植物如果為老株，葉片數量多，蒸散量就會有所不同。以1：1.5體積抽出法（Volume
extract method）量測介質物性，檢測結果數值都會偏低，因此植物的養分狀態很難測定。對具有高通氣性的介質，則可使用此種方法量測EC與pH值。Floricultura公司已開始進行介質養分測定法的研究。其合作機構為BLGG（Laboratory for Soil and Crop Testing），使用的盆器直徑為11.5cm ，介質混合物為中等大小的樹皮，混合的水苔量為3 Kg/m³。此合作計畫中Floricultura進行作物生長性狀相關研究，BLGG負責成份分析。分析方法共有三種：

1. 排出水量分析（Drain analysis）使用Brinkman 與Scotts的方法此種取樣容器係將四吋盆連同植株放置於此取樣容器之內，通常為10盆。取樣容器的底部裝設相對應的十只收集器，用以收集自盆器流出的水份。每個月取樣一次，取出此型收集器內的水分進行化學成份分析。四吋盆放置時要能與取樣容器保持密閉，避免灌溉水不經過介質而直接流入收集容器。收集容器與四吋盆的放置高度要維持適當間距，避免收集水分再被介質吸收。

2. 標準介質分析法即是1：1.5體積抽出法，與土壤等其他介質量測法相同。

3. 介質水分分析法以1:3.0的介質體積進行分析。

一、排水量分析法以每個月的化學成份量測值比較顯示，此方法最接近施肥量的表現。此方法的優點是以此方法可以檢測施肥技術，缺點是可以提供的資料有限。如果介質內已有多餘的肥料殘餘，此方法測得的結果將是高估真實值。如果排出水中NH₃濃度顯著高於施用值，此介質則需要淋洗。但是也有可能是施用的NH₄⁺與nitrate（NO₃^－）的轉化關係。磷肥的量測值與施用值最為接近。鈣與鎂的累積速率十分緩慢，因此流出率也是十分微量化。微量元素在施用後流失十分快速。只有鋅離子的流失速率較為緩慢。由排水量分析可以確定各種肥料成份的使用速率。

二、標準介質分析法此種方法以1：1.5倍體積抽出法進行量測，但是化學成份量測值偏低，因此此種方法並不適用。高濃度的NH₄⁺無法短時間內釋出，Ca與Mg量測值偏高，微量元素量測值偏低。因此以此方法分析並不適用於以樹皮為主的介質。

三、介質水分分析法此種方法測得的化學成份數值高於前述標準介質分析法至少兩倍，NH₄⁺濃度無法測得，K、Ca、Mg、NO₃^－與P肥的濃度偏高。對微量元素而言，Mg與B值偏高，Fe與Zn很難測得。此方法常用以量測其他介質，但是並不適用於樹皮。

由以上的研究結果，可知排水量分析法可用以取代傳統的1：1.5倍體積抽出法。此種量測法已有標準容器配合使用。此方法所得量測值與傳統體積抽出法量測值差異很大，例如NH₄⁺濃度以傳統體積抽出法加以判別，其數值可能已到達危險極限。但以此排水量分析法的顯示值，則只要加以淋洗即可。為了避免肥份被介質吸收而未能流出，量測樣本的水分量至少要有30％為介質逐漸排出之排出液。如果收集的樣本都是澆水後介質直接迅速排出的水分，此種樣本並不能代表真正的介質肥份含量。採取此種排水量分析方法每個月進行分析一次即有代表性。