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於不同光照下甘藍種苗生長 之非破壞性量測 國立臺灣大學農業機械工程學系 鍾國基 林達德
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一、前言 近年來，國人對蔬菜的消費逐年增加；政府也大力推廣穴盤種苗的栽培自動化，以降低生產成本，因此若能瞭解蔬菜種苗的生長資料，找出使穴盤蔬菜種苗生長最好的溫室環境，必能提高蔬菜生產的品質與產量。 本試驗則利用一套機器視覺自動化量測設備之資料，在不破壞種苗的情形下，取得不同的光照下的甘藍種苗連續生長資料並建立生長模式，此生長資料之收集與分析，將有助於蔬菜種苗的生產管理與溫室環境之設計。
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二、實驗設備 Panasonic攝影機，70mm可調遠近的鏡頭
影像處理卡（FF1 DSP Frame Grabber， Current Technology，Inc，ISA） 步進馬達，步進馬達控制器( PDC9110) 打光箱 旋轉平台 486個人電腦一部
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三、實驗材料 甘藍--日本Takii’s出產的初秋甘藍種子。
種植介質--荷蘭生產的BVB 4-2號培養，此介質土已含有肥料，種植過程中，不再補充肥料。 種植容器--盆口直徑9公分、盆底直徑6公分、 高約8公分，底部有6個排水孔的小花盆裡‧‧
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四、實驗方法 種子預措 播種遮蔭 取苗影像及校正影像 執行程式（鄭，1996）計算種苗鮮重、乾重及葉總面積 執行程式計算種苗的生長模式參數
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鄭之方程式 Wf = -2*10-8Ap Ap Wd =7*10-9Ap2 +7*10-5Ap -2*10-5 Al = Ap Ap Ap：投影面積 Al：葉總面積 Wf：鮮重 Wd：乾重
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生長模式 在植物或動物科學的領域中，生長方程式已經被使用了非常多年，通常是提供一個數學方程式來描述在生長過程中和時間相關的一些資料，如植物的乾重，比方說
W：乾重 u ( )：表示乾重為時間及 本身的函數
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非線性迴歸 在植物生長的方程式中，最常用的是指數方程式或者是和指數方程式相關的方程式，這些方程式都不是線性的方程式，所以若想求得這些方程式的參數值，必須使用非線性迴歸最小平方法。
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Richards 生長模式 Wo：表示時間趨近於零時，之值 Wf：表示時間趨近於無限大時，之值 k，n：常數（n ≧ -1）
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Logistic 生長模式 Wo：表示時間趨近於零時，之值 Wf：表示時間趨近於無限大時，之值 μ：常數
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五、結果與討論 此次實驗在四組不同的光照下進行（自然光、人工光照強光源、人工光照弱光源、人工光照遮蔭）人工光照溫室內，光照時間共12小時，光照值近似定值，其平均照度約為： 207μmolm-2s-1 （人工光照強光源） 96μmolm-2s-1 （人工光照弱光源） 12μmolm-2s-1 （人工光照遮蔭）
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可求得甘藍種苗在非破壞性情形下的生長資料
用Richards和Logistic分析其生長資料，以非線性迴歸最小平方法求得參數 此參數可求得不同時間之甘藍苗資料 可以分析其相對生長速率 低光照的甘藍苗不可用上述兩模式分析，應該另找其他模式分析
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自然光照影像示意圖
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人工光照強光源影像示意圖
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人工光照弱光源影像示意圖
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光照示意圖
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由實驗數據所求得之參數，以logistic模式所預測之甘藍苗相對生長速率
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由實驗數據所求得之參數，以logistic模式所預測之甘藍苗鮮重
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Richards模式W0=1,Wf=100, k=0.2 之甘藍苗鮮重
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Logistic模式W0=1,Wf=100, μ=0.2 之甘藍苗鮮重
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實驗數據與模式迴歸曲線之比較
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由實驗數據求得自然光照下 Richards Model之參數
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由實驗數據求得自然光照下 Logistic Model之參數
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由實驗數據求得人工光照強光源下 Richards Model之參數
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由實驗數據求得人工光照強光源下 Logistic Model之參數
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甘藍苗在四種光照環境下乾重關係圖
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甘藍苗在四種光照環境下葉總面積圖
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甘藍苗在四種光照環境下鮮重關係圖
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人工光照遮蔭下，甘藍種苗鮮重關係圖
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人工光照遮蔭下，甘藍種苗乾重關係圖
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人工光照弱光源下，甘藍種苗乾重關係圖
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人工光照弱光源下，甘藍種苗鮮重關係圖
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人工光照強光源下，甘藍種苗乾重關係圖
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人工光照強光源下，甘藍種苗鮮重關係圖
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自然光照下，甘藍種苗葉總面積關係圖
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自然光照下，甘藍種苗乾重關係圖
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自然光照下，甘藍種苗鮮重關係圖
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