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2006年4月14日 作者:ctnyzn [返回]
芽苗菜智能化生产模式的研究


徐伟忠,陈银华,曹鹏飞
(浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心 丽水:323000)

摘要:
  芽苗菜的生产在我国已有十多年的栽培历史,但大多是采用人工管理与家庭作坊模式,管理繁琐劳动密集,难以实现规模化工厂化生产。更因设施简陋与气候因子的多变,难以做到周年生产与无公害操作,在生产中常因化肥农药的使用而造成产品的药残与环境的污染。本文借鉴国外先进的生产模式,结合我国实际,开发研究出一种新型生产方式---智能化生产,以实现芽苗生产过程的智能化、工厂化与无公害化。这种模式的研究已成为当前芽苗菜生产中急需探索与解决的新课题,只有这样才能使这种功能型的保健蔬菜产业得以健康的发展。通过对传统生产模式的研究,提出了采用计算机环控技术代替人为的环境管理,运用物理杀菌技术、空间隔离、免基质栽培技术实现完全无公害无残留的生产转变,并通过计算机专家系统地应用,实现操作过程的简易化、傻瓜化与流程化,为周年生产全年上市提供了强有力的技术保障,从而为这种新兴的蔬菜产业开辟一条提升发展的新路径新模式。
关键词:
芽苗菜、传统生产、智能生产、智能叶片、计算机控制、工厂化、物理杀菌、无公害
引言:
  芽苗菜是利用植物的种子或者枝芽,经人工适宜的环境创造,让期萌发生产出嫩芽、幼苗或嫩梢,并被人们作为食物的一种蔬菜,它具有生育期短,生长快速,品质脆嫩,营养丰富的特点。而且大多数芽苗菜皆具食疗两用之功效,如红豆苗可治脚气,荞麦、苜蓿苗具有抗癌之功效,萝卜苗含有丰富的VC,豆苗类含有丰富的可被人体吸收利用的蛋白质、氨基酸,还有小麦苗,含有丰富的麦绿素,榨成汁加糖就是很好的功能性饮料,可治各种肠胃疾病。总之芽苗菜是21世纪的一种功能保健型的疏菜,以其营养丰富,口味独特、食疗皆具的优点而成为百姓餐桌之佳肴,宾馆之美食。对于种植芽苗菜的生产者来说,也带来了广阔的市场空间及较高的经济效益,是一项当前蔬菜产业中投入省回报快的短平快致富项目。而且栽培芽苗菜不受气候季节之影响,一年四季利用田间的塑料大棚、或居住的楼房,废弃之厂房等,经改造后作为芽苗菜的生产场所。但传统芽苗菜的生产工艺较为繁琐,劳动力投入较大,是项劳动密集型的产业,主要是体现在栽培过程的管理环节,如浸种、播种、叠盘催芽、喷雾淋水,上下调盘、烂种清理等工作。而且在全人工操作管理条件下,对于环境因子的控制难以做到科学化精确化,如芽苗菜对温度、湿度、光照、水份等因子的需求,只能凭经验进行人为管理,难以做到标准化,致使芽苗菜生产方式还是处于家庭作坊的模式,难以规模化、产业化、自动化、标准化。藉于此浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心开发了一套专业用于芽苗菜栽培的计算机自动管理系统,现把它相关的栽培原理、控制实现介绍给广大的生产单位,供学习参考。


传统与新型模式的比较分析
  芽苗菜是运用种子发芽及成苗的机理,采用人工环境控制技术,让期快速均匀地成苗,而被人们采用的农业实用技术。对于环境的控制分为人工控制与计算机自动控制,当前用于生产的还大多属于人工控制。根据各种不同芽苗菜的种类,为其创造不同的温度、湿度、光照、水份环境,以让种子快速整齐地萌芽伸展而成苗。因控制方法及流程的不同分为以下两种生产方式:人工管理与智能化管理,以下就这两种生产方式的相关流程与技术要求进行分析与比较。
1、目前生产运用较为普及的模式—层架式人工管理模式
现就传统生产模式的流程与技术进行研究分析,为智能系统的开发提供经验参数。
(1)浸种,这个操作对于任何芽苗菜的种子都是一样的,只有让种子充分吸水,才能让其快速恢复萌芽的能力与生长的活力。对于浸种通常都是采用温水浸泡稍许后,再用自来水以种子3-5倍的水量浸泡,待充分吸水发胀后即可进行播种,这个看似简单的操作,要做好还得有一定的技术要求,浸泡时间不宜过长也不宜过短,过长会因种子的无氧呼吸而造成种子发臭腐烂,过短吸水不充分,许多水解酶未能激活,影响萌芽的整齐度,通常以吸水量指标为标准,不同的品种最适吸水量不同,含蛋白高的如豆类吸水量大,含脂肪类的如葵花籽花生吸水量小些,含淀粉为主的种子吸水量一般。一般种子在吸水后占干种子质量的%作为吸水量指标,只有达到适宜的吸水量指标,才具最佳的萌动发芽能力,不同的芽苗菜种类最佳吸水量指标不同,所以操作时有不同的浸种时间。
(2)催芽,催芽是实现芽苗栽培的生长的第一个环节,它对于芽苗生长整齐度、产量及质量影响较大,是种子的胚胎在适合的温度、湿度、氧气条件下,让胚根胚芽突破种皮开始茎芽叶根的分化伸长与生长。在这个阶段上述四个外界因子起到很重要的作用,如温度最佳范围以20-25度为佳,湿度见干见湿为宜,但要做到湿不积水,干不见白为度,氧气条件也至关重要,它是胚胎通过呼吸作用获取代谢能量及分解合成产物的主要代谢路径,如缺氧会使胚胎处于无氧呼吸状态,能量转换率较低,表现为返糖现象,会影响种子发育活力与栽培后的粗壮度,胚乳或子叶内的贮藏营养会因厌氧呼吸底物分解代谢不彻底,形成大量的乳酸乙醇而出现烂种发臭的缺氧中毒现象,即使长出的苗也大多为纤弱苗。传统生产中,常用叠盘催芽法,时常会因垒盘过高或浇水不均而造成上述四个因子的不均衡,而出现发芽不整齐发芽率低,烂种弱苗过多的现象。
(3)上架、上架就是把发芽好的托盘,摆放在栽培架上进行水份温度及光照的管理,这个环节在传统栽培中是最费劳动力的一个环节,也是最需技术与经验的一个环节,包括上下层架间的下下调盘操作,阶段性的人工喷水工作,以及遮光黄化或见光绿化管理。这些管理较为重要,如管理不善将出现大量的烂种或者影响品质的老化纤维化发生,或者产量低下,生物转换率低。所以需栽培者有相当丰富的经验与知识才能把苗菜培育好。
(4)收获、适时收获也是芽苗菜栽培中,较为重要的环节,采收过早影响产量,采收过晚影响质量,通常每种不同种类的芽苗菜或者不同的栽培方法,都有不同的采收标准,但都是以生物量最高品质最佳时采收效益会更高。在传统人工管理条件下,只能凭感官判断采收期,也需经验操作。而且传统栽培进行芽苗收获时,常因托盘内存在栽培基质如沙或珍珠岩,而影响收获效率,会因夹带基质与杂物而增加检苗与清洁的工作量。
(5)消毒、栽培完一茬苗菜后,需对托盘及基质进行清洗杀菌与消毒工作,传统生产中常采用百菌清、多菌灵、高锰酸钾或者漂白粉之类的化学杀菌。对于基质也有用太阳能热杀菌的方法,也就是在高温的夏季,于基质堆上焖扣塑料薄膜进行太阳能升温杀菌。除了上述的消毒外,如果栽培场所因烂种病苗及通气不良产生臭味与滋生蚊蝇,还需进行杀虫处理,生产者也常用杀虫剂进行灭虫,造成环境的农药污染与产品化学残留。
2、较为新型与先进的模式---工厂化智能管理生产模式
工厂化智能管理生产模式就是采用工厂化的方式与智能化的环境控制技术结合,取代了传统各种人工操作与经验判断,运用计算机自动控制取代了各种繁琐与高强度的劳动,特别在温度、湿度、光照、通风的控制上,采用计算机技术使环境参数精确化,芽苗发育的生育期变得可控制化,能如期上市,按时供货。与传统操作相比,除了效率提高,成本降低外,芽苗菜的外观与品质都有更大的改观,是传统生产方式所不能比拟的,更重要的是在封闭式的环境下能实现无公害绿色生产。
(1)    采用封闭全天候的生产模式,这种全天候的模式在日本及发达国家叫植物工厂,它的一切温光气热调控完全是采用人工智能控制技术,不依赖外界的气候因子。具有环境可调性强,不受自然影响的特点,可以利用隔热较好的泡沫板隔建造成栽培房,也可于普通的房屋内墙上内衬隔热板来实现,主要是为了达到最佳的隔热效果,让室内环境更稳定,受外界影响更小。有利于温度的稳定,也有利于加温或降温时热传导消耗的减少,环控效率更高。虽然与自然环境相比之下,冬季加温的能源消耗稍大些,但这种全天候方式具有更高的生产效率,不管严冬还是盛夏皆可生产,而且芽苗在环境因子稳定的条件下生长,产期易控,更利于市场计划调节。这种模式虽说能耗稍大但通过增加栽培架的层次与提高生产效率,总体的生产成本还是大大降低。
(2)    生产流程大大简化,对于传统操作中必须的一些操作环节,在智能环境下可以省略,如一些小种子的品种空心菜、萝卜、油菜等可以直接播于托盘上进行层架栽培,无需进行浸种处理,也无需进行催芽。因为栽培室内的温度湿度洽是催芽所需的最佳环境,无需象常规操作一样叠盘与淋温水。另外,对于保持基质湿度用的河沙及珍珠岩也可减免,这些基质在常规栽培条件下,主要是起到环境因子的缓冲作用,为了使种子处于一个相对稳定的基质湿度与温度环境中,而在智能控制条件下,可完全省去基质,让种子直接曝露于空气中,也能确保稳定环境的智能调控。这种免基质的栽培可以节省大量的操作用工与环节,播种更为快捷方便,消毒更为简单高效,每茬收后只需对托盘进行清洗消毒即可,无需如传统栽培中繁琐的基质消毒,同时病虫滋生匿藏的场所与机率也减少,更利于实施无公害栽培。通过智能化控制后,芽苗菜的生产简化为三步曲:浸种、播种、收获。诸如传统的催芽、调盘、淋水等都得以简化。
(3)    智能化代替人工管理,人工管理存在经验与技术的局限性,也存在劳动力的高强度高投入,采用智能化控制后,湿度控制可通过自动微喷系统来实现,加温采用自动空气加热线加温,也可采用锅炉的蒸气加温,这些都可与计算机控制系统联接实现精确化控制。温度过高时,会在计算机的指令下进行最节能化的微喷降温或湿帘通风降温。光照的控制也是一样,运用智能补光技术,隔离了外界自然光源,实现补光的完全人工化自动化,可以在稳定可控的光照强度与时间下进行不同程度的绿化半绿化或黄化栽培。另外,还有自动的通风系统以调节室内空气的流通,使空间保持清新与富氧多二氧化碳环境,不会产生异味与发育时的缺氧烂苗。运用这些控制手段,使芽苗栽培过程中的环境问题经计算机控制后轻松而精确地实现,不需人工喷淋也不需人工加温与通风等繁琐经验性操作,这样生产出来的产品一致性好,外观性商品性更强。
(4)    生产环节流程化,运用智能化控制手段后,使芽苗菜的生产真正实现工厂化、流程化、规模化与产业化。对常规作坊式的生产来说,因操作环节多而繁琐,属于劳动密集型产业,要实现规模化工厂化有一定难度,主要问题是生产过程难以实现标准化规程化所致。而采用智能化自动管理,把芽苗菜培育相关的最重要环境因子得以模式化与标准化后,一切的操作就变得规范而简单,因传统生产中投入管理用工最大的部份,就是环境参数的人工调控,而运用智能控制计算机再结合专家系统,这一切都变得专业而统一,这就为工厂化大规模生产创造了硬件与软件基础。
如何实现环境管理的智能控制
  采用智能化控制技术后,使芽苗菜的生产真正可以实现智能化自动化工厂化与标准化,但这些都得基于环控技术基础上才能实现,所谓环控技术就是能对芽苗生长过程相关的温光气热水环境,能够赖于计算机控制技术得以精确化的模拟与控制,可以按照不同种类芽苗菜生长模式的不同需要,进行科学精确的控制,为其创造出最佳的生长环境。现就芽苗菜栽培中环控要求及技术实现进行简要阐述。
温度控制:温度是一切种子萌芽与生长的最基本条件,不管种子或者植株,它们一切的生理代谢都得在一定的温度条件下才能进行,如果温度过低,种子萌发生长相关的各种酶,如淀粉酶、蛋白质水解酶等活性低,不能为种子胚的发育分化提供更多的呼吸底物,能量的代谢受到抑制,种子胚胎的发育就变得缓慢,或者停滞生长。只有在温度适合情况下,才能使种子一切生长代谢激活,开始快速的萌芽与生长,而如果过高,也会因呼吸作用过强,消耗大量的营养,造成胚发育过快而纤细,并且纤维化加快,难以培育出品质优良的苗菜。对于大多数芽苗菜种子来说,胚发育所需的温度范围以15-28度之间为佳,有些低温型的种子如香椿、豌豆、荞麦、苜蓿等可适当偏低些,高温型的空心菜、大豆、红豆、黑豆、萝卜等可适当高些,这与该品种的原产地有关。源于北方地区的品种相对来说低些,南方的品种相对高些,但具体温度范围可因生产需要及具体品种而定,如豌豆最适温度为18-23度,香椿为15-20度,大豆、空心菜为20-25度,而且最好晚上与白天有1-3度的温差,更利于芽苗菜的生长与壮苗。在生产中为了实现这些不同品种不同适温的环境模拟,可以通过专家系统及分区控制来实现,可以把各种不同芽苗菜对不同适温的需求参数预先写成程序输入计算机,使用时只需选择相关品种,就会自动调出这些已预先设定的数据进行控制与模拟,这就是专家系统的应用。而当不同品种同时生产时,可以通过区隔不同的栽培房,安装不同的分控器来实现每个区相对独立的温度控制。栽培室内温度控制主要采用空气加热线加温与微喷通风降温法实现,在基地建设时,可于每层栽培架的上方安装弥雾管道与喷头,起到加湿与降温的双重效果。当温度超过适温上限值时,计算机会发出降温指令,自动开启电磁阀进行微喷降温,还可结合通风扇进行双重降温,这些温度信号的采集都是赖于集成传感器智能叶片来实现的。所谓智能叶片就是把芽苗菜相关的生长发育参数如温度、湿度、水份、光照等传感器集成于一个外形类似植物叶片的感应材料上,实现温光气热等参数的集成感应与数据采集。它是实现智能控制的核心部件,以下的其它各项参数都通过这个智能叶片进行数据的采集。当智能叶片感知到环境温度低于适温下限值时,计算机会自动指令加温线的开启,进行环境加温,达到设定参数时,则自动关闭。
空气湿度控制。湿度的控制,也与温度控制实现的方式相似,不同的发育阶段及不同的品种都有不同湿度的要求,这些不同的要求与最佳参数可以通过研究试验获取,然后再把获取的资料作为该品种的生长模式,把它输入计算机控制程序从而形成了该品种的湿度专家参数。使用时,无需再行设定,选好生产品种,就可按这湿度进行智能自动控制。空气湿度调控的实现也是通过管道微喷来进行,当智能叶片检测到空气湿度低于下限值时,会自动开启微喷电磁阀进行弥雾增湿,当空气湿度达到指标时就立即关闭,实现湿度的科学管理。通常一些大种子类型的芽菜,代谢与发育消耗的水量大,对空气湿度及水分的要求也相对高些,如黄豆、花生、黑豆、红豆、绿豆等,这些品种除了蛋白或淀粉含量高造成水解耗水量增大外,在其生物产量的形成中也需更多的水份,所以一般要求湿度控制在前期90%-100%,后期80-90%之间的高湿度。而对于小种子类的如空心菜、芝麻、葵花籽、荞麦、苜蓿、油菜、香椿、萝卜等,可以适当降低湿度与减少水份,通常前期控制80-90%,后期70-80%,水量过多会造成烂种增加的现象,或者病害滋生。这些不同湿度间的差异与不同时期的差异,在计算机控制的环境下,可以通过智能叶片的精确检测及专家系统的科学控制来实现。
水分的控制。芽苗菜的技术其实从某种角度来说就是种子在水的作用下进行水份代谢与合成的技术,水是其最主要的成份,占到整个鲜种的90%以上,这些增加的重量全是由水补给。另外,还有大量没有被吸收的弥雾喷淋水,这样就需在培育过程中不断地给予补水,但在补水时以什么程度为准,多少量为宜。这除了上面的空气湿度指标外,还有一个重要的指标就是芽体表面水份分布的指标。在芽体表面水份分布的多少以水膜的厚薄来衡量,在种子芽体萌发的初期要求大量的水份,甚至要达到淋水的效果。因此时除了供给水份外,更重要的一点是需把种子表面的一些代谢排泄物冲淋或稀释走,起到淋除呼吸代谢产物的作用。因在萌动生长初期是呼吸最旺盛的时期,常在芽体表面形成粘状物或胶状物,这些产物一方面是厌氧呼吸造成,也有些是种子生物膜渗透性破坏引起内含物的外泄,还有些是菌类滋生形成,这些物质可以通过大水喷淋来解除。如果在基质栽培中,可以被基质吸附,而在无基质栽培条件下,只有通过喷淋来实现,这些中间代谢产物如果积累腐化会形成异味或杂菌的滋生,从而造成病害发生或者种子中毒烂苗。所以芽苗菜在无基质栽培中,大水喷淋也是芽体发育初期所需做到的。一些喷淋不均匀或淋不到水的部位常有烂种现象产生,就是这个道理。那么喷淋量的多少可以通过什么方式来达到精确控制呢?可以利用智能叶片的水膜传感器,水膜传感器是由高度密集的回形电路组成,可因叶片表面水膜分布的不同广度与厚度的而显示不同的参数,我们可称之为水膜的厚薄传感器。对于大种子类的萌动初期保持水膜要厚时间要长,对于小种子类的保持水膜稍薄时间要短,这些可以通过智能叶片水膜检测与弥雾量的控制实现,当要求水膜厚保持时间长时,可以增强弥雾强度或时间来达到,需薄与保持时间短时,降低弥雾强度与水量即可。这些技术要求都可通过专家系统写入运行运算程序中,实现智能化科学化的调控。
光照的控制:光照是芽苗绿化所必需的外界环境条件与控制参数之一,也是芽苗菜与当前豆芽产品最大的区别所在,豆芽是白化或黄化不带叶绿素的芽体,无需光照即可生产,而苗菜是绿色芽体甚至是带真叶的幼苗。而绿色的形成其实也就是芽体内叶绿体细胞的形成与叶绿素的合成,这些都得在有光照的情况下才可以达到绿化效果。对于智能化栽培中,光照是全人工化的,没有任何外界太阳光的透入,这样更利于科学精确补光量与时间的控制,也就是全天候的环境下生产,这模式对于实现标准绿化较易做到。芽苗菜按照绿化程度的不同可分为黄化型、半绿化型、全绿化型两种,其中黄化型是在无光照或微光下培育的苗菜,而半绿化型是绿化程度达到淡绿色比的苗菜,而全绿化是达到子叶真叶全绿或浓绿程度的苗菜,至于生产什么类型的苗菜,是由市场需求或质量要求而定,各种类型苗菜其营养及品质外观都有所不同,全绿化型苗菜的叶绿素及VC含量高些,淡绿或黄化的可溶性蛋白或氨基酸类相对高些,另外有些类型纤维素含量也是与绿化程度成正比的,绿化程度高则纤维素含量相应也高些,但也不绝对,因为纤维素合成所需的碳水化合物可由部份光合产物供给。那么在芽苗菜栽培室中是如何实现光照的科学控制呢?在栽培室建设时,可于栽培室顶棚、层架或侧壁上均匀地布设补光灯,达到整个空间光照均匀的效果,同时还需考虑补光质量,也就是不同光质的搭配,对苗菜生长来说,光合作用所需的光照分为红光与蓝光两种,这两种光质对叶绿素促进各有偏向,其中红光偏向于形成更多的叶绿素a,蓝光促进形成更多的叶绿素b,生产上以红蓝比r/b=5:1或3:1为好,蓝光使苗菜更脆嫩,红光使苗菜产量更高色更浓绿,两者科学结合为最好的光质搭配模式。而对于光照量的控制可以通过时间来实现也可通过强度来控制,一般苗菜栽培房以光强1000-5000LX为宜,其中小种子类的绿化程度要高些,控制时光强可大些或补光时间长些,大种子类的光强可弱些或补光时间短些。其补光量的控制与测算以强度与时间的乘积为控制量,而且不同品种与不同阶段控制量都有所不同,前期少后期多,小种子多大种子少的原则,这与芽苗菜生物产量的形成有关,大种子有更多的可转化的贮藏营养,而小种子类可转化营养少,需赖于更多的光合产物来提高生物量形成有关。这些光量控制也是通过试验研究来确定,然后形成生长模式与专家系统,再通过光照传感器记录强度,时间芯片记录时间,两者结合而达到补光量的精确测定与调控。当某品种的光量不足时,计算机会自动打开补光系统进行人工补光,达到设定控制量时就立即关闭,实现光照的精确科学控制,采用这种计算机技术控制光照量的生产方式,能够生产出色泽一致的标准化商品苗菜,可以按人为意志生产出各种类型的产品,其控制的精确性与均衡性是传统栽培所不可比拟。
通风的控制。通风也是芽苗菜科学栽培中较为重要的一个技术,采用通风可降低温度与湿度,也可以增强空气流通增加栽培室中氧气及二氧化碳的含量,但同时又会造成环境因子稳定性的破坏。那么如何实现通风的科学控制呢?通风选用的执行部件通常为风扇,风扇安装又分为对流安装与单向安装两种方式,其中对流可用于室内空气对流与室外走道空气的对流,室内空气对流可促进室内环境因子如空气湿度与空气温度的均衡,室外走道对流可实现栽培房内环境与外环境相关因子的调控,如在走道顶棚安装吸进与排出风扇,可吸进外界太阳光能所产生的热量进行加温,也可利用外环境的温差,实现排外降温,这种方法可以实现节能化栽培。如冬季中午时,外界温度较高,可吸进热空气进行加温,特别是在晴朗的中午,因栽培泡沫房外扣闷塑料大棚的情况下,拱形棚顶的温度因温室效应而骤然升高,甚至可达40多度,这样热空气的吸进可以进行整个栽培室的加温,我们叫节能化加温。同时通风可以使空气成份发生变化,在芽体发育过程中会消耗空气中大量的氧气与二氧化碳,经内外通风对流可以得到换气补充,不会因缺氧少二氧化碳而影响发育与生物产量的形成。一般通风量及时间的控制也是由计算机的温度传感器及时间芯片结合来完成的。当室外温度高于室内,而室内又需加温时,计算机会自动打开吸进热空气的风扇,实现节能加温。当室外温度低于室内,而室内又需降温时,计算机还可自动开启排出风扇进行排风降温。当室内外温度较稳定时,计算机可开启定时通风系统。但当室外温度较低的冬季,对流会影响室内温度骤降时,计算机控制系统会选择最佳时机,也就是对栽培环境因子影响最小的时候开启对流通风,比如冬季寒冷季节,计算机会利用中午外界温度最高时刻进行内外对流,这样因对流造成降温的影响相对会小些。采用计算机控制技术实现对流通风控制是当前最科学最节能的一种方法,是人工通风所达不到的,特别是在冬季能够结合对流加温技术实现加温耗能的最小化,真正实现节能化低成本栽培。

物理杀菌的机理与运用
  在芽苗菜栽培过程中常由于环境的高湿度,及空间的高度密封,为病菌的滋生创造了温床环境,虽然封闭环境对于外界侵入有隔离作用,但一旦侵入比开放环境滋生蔓延会更快,常会造成大量烂种与病苗,严重影响产量与质量,那么如何控制入侵的病原基数与入侵后空间及苗体的杀菌消毒呢?传统常规的方法以多菌灵、托布津、高锰酸钾等化学杀菌剂的使用来实现菌的控制,而苗菜栽培期又短,会有大量化学成份残留。随着物理农业技术的发展,现在已形成了电场与电功能水复合杀菌的技术体系,可以利用高压直流电场处理种子来杀死附于种子表面的真菌细菌,减少外源带入的病原基数。还可以利用电功能水中酸水的强氧化性杀死栽培空间与器具或苗体上所有的病原菌,而且这两种方法都是物理的无公害手段,不会对环境有任何的残留与污染。其杀菌与生理促进机理如下:空间高压直流电场的创造,可用于浸种前的种子杀菌处理,对于浸种前种子处理可以提高萌芽率,可以促进陈种子脂膜的修复,降低内含物的外渗率,有利于种子的萌发与发育,同时还可激活各种水解酶,有利于贮藏物质的水解转化,为萌芽生长提供更多能量。除了这些生理作用外,更为重要的是,种子的浸种或播种前进行3-10万伏高压直流电场处理,可以杀死附于种子表面的细菌真菌,其杀菌作用是由高强度电场造成细胞膜或生物脂膜的电穿孔,从而达到杀菌的效果。还有其他复合因素作用而形成的综合杀菌效应,如水在电场作用下电离成具有强氧化还原性的超氧阴离子、过氧化氢物及OH自由基等物质,还有带电荷的颗粒与臭氧,当它接触到细菌或真菌的细胞表面时,可以产生氧化反应而使细胞膜脂膜的渗透性破坏,从而达到杀菌抑菌之目的。这些杀菌处理过程纯属物理措施,没有任何化学污染与残留,是无公害生产中,实施种子处理最有效最环保的方法。
  另外,在栽培中如果结合电功能水技术,就可实现栽培环节的无菌化操作,所谓电功能水,就是加有0.1%氯化钾的普通水经电解分离后,形成强氧化性酸水与强还原性的碱水,其中酸水具有很强的氧化性,用它来处理喷雾栽培空间、器具及幼苗可以起到很好的杀菌作用。那么它的杀菌机理是由哪些因素构成呢?其一,酸水主要成份是PH值3以下的亚次氯酸,喷酸水除了创造酸环境起到抑制菌类滋生外,其中氯离子也起到一定作用。其二,经电解后形成的强酸性水还具有很高的氧化电位可达1100mv以上,这么高电位的水一旦接触到病菌的细胞膜,可从膜上强制性地获取电子,从而使胞膜电位及渗透性破坏,起到杀菌抑菌的作用,这样的杀菌过程极为快速,一般的杂菌在几秒甚至几分钟内就被完全杀灭,不会出现像化学杀菌那样见效慢而且还会产生抗药性的弊端。
  在生产过程中可以利用电功能酸水进行栽培房走道、托盘、墙壁、空间、栽培架、工具、种子等杀菌与消毒,还可阶段性地给芽苗菜的芽体喷雾具有强杀菌性能的酸水,以预防各种病害的发生。但在使用酸水喷淋苗体后,最好在半小时后间隔性地喷一次碱水,可以起到中和的作用,防止有些对酸水极度敏感的芽苗菜发生药害。采用这些方法进行杀菌消毒,具有杀菌成本低、杀菌操作无残留、杀菌过程快速、适用病原广泛,基本上适合于所有的细菌及真菌甚至病毒,而且不会产生任何抗药性,是最安全低成本的无公害纯绿色配套生产技术措施。现已把它作为芽苗菜智能化工厂化生产上的一项重要技术措施来使用。如播种或浸种子的电场处理,有利于提高萌芽率与产量,还可起到较好的杀菌抑菌作用;再结合电功能水酸水的阶段性弥雾喷洒,可有效地杀灭栽培空间内所有的菌与病原,真正实现封闭环境条件下的无公害无化学生产,为培育出正真无公害绿色芽苗菜提供了技术保障。
芽苗菜的发展前景及展望
  芽苗菜智能化生产是当前实现工厂化规模化集约化的必然之路,特别是当前蔬菜产业从零散走向规模,从自然栽培到设施生产,从家庭作坊到工厂模式的转变过程中,智能化栽培以其独有的优势而成为蔬菜生产工厂化的一种重要模式。这种模式集成了设施栽培的优越性、智能管理的简易性、层式立体栽培的高效性、物理杀菌无污染残留性,还有不受季节局限的周年性,这些特性形成了智能化栽培的高效性,是未来芽苗菜生产的主要模式与发展方向,当前发达国家的芽苗菜生产已全面开始走植物工厂之路,已全面结合了自动控制及智能管理技术,甚至还运用了自动播种与自动采收与包装等机械,渐渐向无人化无菌化生产方向发展,从而成为二十一世纪无公害保健蔬菜生产中最为先进高效的一种新模式。
  芽苗菜以品味与营养的独特性和食疗性成为当前高档蔬菜的行列,以其生产方式的灵活性与广适性而成为城市农业发展的一个好项目,是下岗工人及中小企业再创业的好项目,它不受自然环境的局限,只要是有电有水的地方就可进行生产,地下室、废弃仓库与厂房、塑料大棚、沙漠、孤岛等地方都可进行芽苗菜的生产与栽培,特别是一些偏远的矿区或军事基地,只有采用芽苗菜生产技术,才是解决官兵及工人对鲜活蔬菜需求的最有效方法,而且是投入成本最低的生产方法,特别是一些不适合蔬菜基地发展的地区,采用芽苗菜智能化栽培可为人们的生活提供新鲜蔬菜保障。
  除此以外,随着社会发展、生活水平的提高,人们对食品蔬菜的需求已从传统的生活需求上升为健康生态的需求,人们对蔬菜的功能性食疗性健康保健性的思考越来越多,而芽苗菜的生产模式与特有的营养正适合这种趋势性的消费需求,这种需求为芽苗菜产业的发展开辟了一个广阔的市场空间,为生产者带来了丰厚的经济效益,为社会创造了无可估量的社会效益与生态效益。
参考文献(略):


 上一篇文章:真菌与细菌对芽苗菜生长造成的病害
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