植物是很有趣的生物。它們依循著與動物完全不同的生存規則,有時甚至讓人難以理解它們的運作方式。

園藝愛好者常見的一個錯誤是過度關注(通常是過度的)施肥,總想從某瓶「神奇養分」中找到解決一切問題的秘訣。

當然,市場行銷話術令人難以抗拒——「產量翻倍!」瓶子上清清楚楚寫著。於是你說:「老闆,來三瓶!」

但更有經驗的種植者會明白,植物的需求不只是來自瓶子裡的營養液。植物周遭的環境,若能被正確掌控,所帶來的效益遠超過你所能添加的任何瓶裝添加劑。

而我們所指的環境,不僅是葉子周圍的空氣環境。雖然那是最明顯的起點,但若想真正掌控全局,你還得「深入地底」——了解植物根部所處的基質環境。

掌握地上與地下環境的平衡,是種植者的終極任務。而最終的獎賞?將會是一場和諧且豐收的收成。

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Plant Environment - Part 1
You can see here in the illustration that the surrounding environment of the leaf is roughly 60% humidity. Directly under the leaf and immediately surrounding the stomata, the RH builds up in this area as water vapour is released during transpiration.

地上環境(Above Ground)

我們從地面以上的部分開始談起。空氣中的條件變化是如何影響植物的?

一切都圍繞著植物葉面上的**氣孔(stomata)**展開。了解它們在不同環境條件下的反應,是本文的重點。

多數種植者知道,氣孔會在白天打開,讓二氧化碳進入,以便進行光合作用。這當然沒錯——但那只是故事的一小部分。

更重要的一點是:植物需要透過**蒸散(transpiration)**作用來散熱——這包括來自環境的空氣溫度以及光照中的紅外熱能。

這些散熱過程,全靠葉片上的小孔——氣孔來完成。它們不會在白天固定打開,在夜晚就自動關閉,而是整天不斷根據整體環境條件調整開合狀態。

光照(Light)

光照對植物有極多的重要作用。除了啟動光合作用(進光越多,每秒可吸收的光子越多,光合作用潛能越高),光也會產生熱能(特別是紅外線)。

這些熱能一方面促進植物代謝,但另一方面也需要透過蒸散將溫度調節至適當範圍。於是,氣孔會張開以增加蒸散。

到了夜晚(或燈光關閉時),氣孔會關閉。白天(或開燈後)則會根據接受到的光量而打開。

一般來說,如果你將光照強度減半(例如將鎮流器調至 50%,或關掉一半燈具),會降低植物蒸散速率,因為熱量減少了。

但這同時也會減少光合作用產生的能量,因此這種做法應作為「最後選擇」使用。

在室內種植中,若植物在炎熱乾燥的白天失水過多,降低光照強度可作為緊急應對方式。戶外則可使用遮光網(sun screening)在中午時段降溫。

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Plant Environment - Part 1
A stomata. It is always 100% humidity inside a stomata.

溫度(Temperature)

氣溫會直接影響植物氣孔的開合。氣溫越高(或光中紅外線強度越高),植物越需要透過蒸散來降溫;蒸散越強,氣孔就打得越大。

植物一生中所吸收的水分中,有99% 是用於蒸散降溫,僅有 1% 用於其它代謝(如光合作用)!不同植物的理想溫度不同,也會隨環境條件(如是否補充 CO₂)改變。建議你觀察「每日平均溫度」以及「日夜溫差」。

  • 無溫差(如白天與夜晚皆為 24℃),植物傾向進行營養生長(長葉、長莖);
  • 溫差大(如白天 28℃,夜晚 20℃),植物則會將能量導向生殖生長(開花、結果)。

簡單原則是:營養期時溫差小,開花期時溫差可擴大。

當然,溫度越高,代謝越快——但前提是植物還能有效降溫。若溫度高到植物無法調節,反而會抑制生長。此外,溫度不是單一變量,它與「濕度」相互關聯。

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Plant Environment - Part 1
Infra-red thermometers, and dataloggers are the tools of choice when you are wanting to correctly monitor the VPD. A spike in air temperature on the graph (usually towards the end of the day(lights on)) will indicate closed stomata. Dimming lights is an easy solution for this problem, though the root cause will still need addressing.

相對濕度(Relative Humidity, RH)

空氣濕度越低,氣孔內部的水蒸氣越容易排出。這就像是人滿為患的火車進站——如果月台也是滿的,門開了也沒人能下車;但若月台僅有一半人,就能順利流動。
當 RH 降低時,造成一種「吸力」,促使氣孔蒸散加劇。但若濕度過低,植物會主動關閉氣孔保水;相反地,空氣濕度高時,氣孔則會張開。

相對濕度的「相對」二字非常重要。它不是絕對的水汽含量,而是溫度下空氣已含水量與可含水量的比值。參考下表(簡化模型):

溫度100%75%50%25%
28ºC4L3L2L1L
20ºC3L   
5ºC1L   

舉例:

  • 當種植室為 28°C,RH 為 75%,表示空氣中有 3L 水氣;
  • 燈光關閉後,溫度降至 20°C,3L 水仍在空氣中,此時 RH 變為 100%。
  • 即:溫度下降 → 相對濕度上升。

再舉一例:

  • 冬天室外 5°C,RH 為 100%,空氣中含 1L 水;
  • 你將其導入 28°C 的室內,水氣量不變,但可容納量變為 4L,RH 降至 25%;
  • 結果:引入濕冷空氣 → 變成乾燥熱空氣。

蒸氣壓差(VPD, Vapour Pressure Deficit)

雖然我們常說「乾燥空氣有吸力」,但實際上,蒸散的驅動力來自氣孔內外的氣壓差。
氣孔內部始終保持 100% RH,因此其壓力取決於葉片溫度。葉溫越高,氣孔內部壓力越大,水氣就越快逸出。
對於一般種植者而言,關於 VPD 的重點是:

  • 葉面溫度應低於環境溫度。
  • 否則表示氣孔已關閉,植物因缺水無法支持蒸散,無法有效降溫,將導致葉尖灼傷、早期變色,甚至早熟。

空氣更新(Air Refreshment)

除非你採用封閉循環系統(Closed Loop),否則定期更新空氣是控制溫度與濕度的主要方式。

其主要目的有兩個:

  1.  補充二氧化碳;
  2. 去除高濕氣體。

選擇通風系統時,需考慮:

  • 房間大小;
  • 燈具瓦數;
  • 白天與夜晚的溫控需求等。

理想情況下,應選用具備溫控抽風功能的設備,以便靈活調節日夜溫差。此外,進氣溫度也很重要:

  • 若外部空氣很冷,應從房間頂部引入,讓其預熱後再接觸植物;
  • 若外部空氣很熱,應從底部引入,避免加熱後直接吹向植物。
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Plant Environment - Part 1
The fan blows horizontally across the plants, moving the air from one plant to the next. The RH builds up across each plant as it moves from one side of the room to the other. The plants towards the left will be transpiring proportionally more than the plants towards the right.

空氣流動(Air Movement)

你的目標是讓房間中每一株植物都處於相同的微氣候中。風扇擺放位置至關重要。你不希望空氣只是從一側吹到另一側,因為這會導致空氣在流動過程中不斷累積濕氣,最後一側變得過於潮濕。你應該花時間安排風扇,使空氣充分混合,防止形成「局部氣候」,避免因局部差異影響整體表現。目標是:所有植物都能以同樣的最佳效率生長。

總結(Summary)

本文詳盡介紹了影響植物葉面環境與蒸散作用的關鍵因素。

但這還不是故事的結尾——真正的挑戰在地底之下。

作為種植者,你的終極任務是:讓蒸散速率與根系供水能力達成平衡。

持續監測環境條件,細緻調控,如同強迫症般地精準,才能換來一場真正的豐收。

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