鍾興穎
助理教授

研究成果與簡介：

環控農業研究室

致力於利用現今科技，提升作物產能、光利用效率、增加作物機能性，把植物當作農業系統的一個元件，達到穩態量產、農業工業化、產銷精準化、生長製程化，創造全新智慧栽培模式，使人類更有勇氣面對未來的挑戰。

研究主題：

1.人工光對植物的影響
發光二極體（light-emitting diode，LED）的發明對於仰賴光線的植物來說是一項偉大的科技發明，低耗能、低發熱、波長可調的人工光源是研究植物生長的重要科技。本研究室專注於開發適合植物生長之‘光配方’，探討植物什麼時候給光（光週期）？給多少量的光（光量度）？給什麼光譜的光（光譜）？例如：不同綠光比例對波士頓萵苣生長之影響，探討 2 種紅藍光比例下 (R/B=4 和 R/B=0.25) 搭配 3 種不同比例綠光下栽培波士頓萵苣 35 天後量測氣孔導度與鮮重，及評估電力產能 [Energy Yield(EY)] 與光子產能 [Photo Yield(PY)]，實驗設計 7 種不同光質分別為 R/B=4 和 R/B=0.25 同時固 定 R:FR=1.8，在前述光譜下分配綠光 10% (SRG10FR28、SBG10FR9)、20% (SRG20FR25、SBG20FR8)、40% (SRG40FR18、SBG40FR6)和無遠紅光對照處理組 (SRG20FR0)，平均光量 BPFD (Biological Photon Flux Density=250±8 μmol．m-2．s-1)，並於二氧化碳濃度800 μmol mol-1 環境下栽培。結果顯示 SRG20FR25 處理可顯著提高的地上部鮮重 (210.51 g·plant-1)、株高 (14.22 cm)、EY (27.06 g kWh-1) 與PY (16.24 g mol-1)，另外實驗中也發現 R/B=0.25 分配綠光 10%、20% 和 40% 處理組中蒸散日累積量分別比 R/B=4 處理組高 54%、44% 和 58%。

紅葉萵苣轉色之研究

紅葉生菜營養價值很高，是沙拉中重要的萵苣種類。在陽光下栽培，可以正常產生花青素；在完全人工照明的植物工廠中，如果光譜不正確，紅葉生菜就會出現轉色不均。本研究旨在建立生菜工廠利用人工光源大規模生產紅葉生菜的光配方，並採用電力產能（EY, g kWh^-1）、光子產能（PY, g mol^-1）、花青素電力產能（EY_A）與花青素光子產能（PY_A）等指標進行定量評估。首先檢視了四種光質對生菜鮮重和花色苷含量的影響。接著是兩種光質，8R2B（光質比為80%紅光和20%藍光的LED和2R8B（光質比為20%紅光和80%的LED），即分別在栽培週期中轉換強藍光的週數如：SR5SB1 (5週強紅光，1週強藍光)。最後，提出了光配方的建議，重點是何時提供光、光應該有多強、光應該持續多長時間以及光應該具有哪種類型的光譜。這些建議使得紅葉生菜的種植能夠實現產量和花青素產量的平衡。

2.機能性作物

中華民國於 2026 年老人占比將達 20.8% ，進入超高齡社會，預估 2026 年就有 500 萬老年人口，高齡科技是未來一個重要的研發項目。行政院於105年提出「5+2 產業創新計劃與109年提出六大核心戰略產業推動方案，其中包含新農業與精準健康產業，其中農業加值化應用於健康產業是本研究之目的。慢性腎臟病 (CKD) 的病人常會伴有高血鉀症，營養治療低鉀飲食是臨床一種重要的方法 (Saxena, 2012)。台灣老年男性 (大於 65 歲) 的飲食中鉀的平均攝取量為每日 2798 mg，其中蔬菜約占 30%，新鮮水果為 11%，(Wu et al., 2011)，CKD 患者依照嚴重程度每日建議鉀的攝取量為 1500~2500 mg d-1 (Cano et al., 2009)，鍾等人 2018 年研究指出低鉀萵苣若低於 80 mg/100g (約降低80%的鉀離子)，假設病患一日生食攝取 200 克之生菜，其他飲食不調整也可以達到一日 2310mg 鉀離子攝取量。末期腎臟病患者每日鉀離子攝取會希望低於 2000 mg/d。假設每人每天攝取一份哈密瓜 (192克)，哈密瓜每一份鉀含量約為 790 mg (相當於鉀離子濃度413mg/100g)，若搭配低鉀蔬菜，還需額外降低 310 mg的鉀離子方能使每日鉀離子攝取量低於 2000 mg，若甜瓜的鉀含量比普通甜瓜降低至少 30% (與市售甜瓜相比)，就可食用。由於這種飲食限制對他們的生活質量會大大下降。因此食用較低鉀含量較低的蔬果，對上述族群來說是一種可行的方法。透過低鉀養液配方與光配方核心技術，已成功栽培萵苣與甜瓜，並經過 SGS 驗證，可分別使萵苣（已獲得發明專利）與甜瓜（已獲得發明專利）降低 80%與 30%鉀離子，為腎臟病人提供生食之低鉀萵苣與甜瓜，提高病人生活品質。

 

特色場域

介紹影片：https://youtu.be/BOlYiVx3Mto?si=ApRj7rs5DRa0yFdL

「綠能溫室」是一棟BIPV型屋頂結合太陽能光電板的玻璃帷幕建築，為可遠端監控環境的多功能溫室；結合新型循環式養液栽培技術及LED燈補光設備，以「試量產」的規模，評估適合在此環境下栽培的作物種類和技術，以期提高土地、能源和水分肥料利用功能，發展環保、穩定又有效率的設施栽培模式。臺灣2025即將進入超高齡社會，此廠以精準農業出發，邁向精準健康，未來以高齡科技為本溫室之研究服務為重點，如1、機能性蔬果之開發，如針對特殊需求專用之低鉀萵苣與甜瓜，以及高花青素之萵苣；2、開發高效省工之溫室栽培系統，皆是未來本廠著重之目標。