蔬菜嫁接愈合裝置研發(fā)現(xiàn)狀

鄭祖華+黃朝貴+黎煊+萬(wàn)正杰+別之龍+黃遠(yuǎn)

【摘要】蔬菜嫁接技術(shù)是一項(xiàng)防治茄果類、瓜類蔬菜土傳病害，提高多種非生物逆境抗性，促進(jìn)蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效措施，在國(guó)內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。蔬菜嫁接愈合期的環(huán)境控制是保證嫁接苗存活的關(guān)鍵。因此，蔬菜嫁接愈合裝置的研發(fā)對(duì)于嫁接苗的生產(chǎn)具有重要意義。文章綜述了國(guó)內(nèi)外開發(fā)的典型蔬菜嫁接愈合裝置，分析了愈合裝置的基本性能和優(yōu)缺點(diǎn)，以期為嫁接愈合裝置的研發(fā)、選擇和使用提供參考。

蔬菜嫁接技術(shù)具有克服連作障礙、提高作物抗逆性和產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)，在蔬菜生產(chǎn)中已得到廣泛應(yīng)用[1]。愈合期是保證嫁接苗存活的關(guān)鍵，愈合時(shí)期對(duì)環(huán)境條件的要求比較嚴(yán)格，適宜的環(huán)境條件（濕度、溫度、光照等）有利于嫁接苗更好的愈合，從而培育高質(zhì)量的嫁接苗。早期的嫁接愈合裝置以拱棚、塑料薄膜和遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋為主，這類愈合裝置簡(jiǎn)單實(shí)用，但對(duì)極端條件的抵抗能力較弱。20世紀(jì)80年代以來，日本三菱和太洋興業(yè)公司、美國(guó)華盛頓州立大學(xué)等單位研發(fā)出不同類型的嫁接愈合裝置[2-3]。邱奕志等[4]于1999年研發(fā)了自動(dòng)調(diào)控環(huán)境的嫁接愈合裝置，近幾年，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)[5]等單位相繼研發(fā)出一系列蔬菜嫁接愈合裝置。然而，目前開發(fā)的嫁接愈合裝置多用于試驗(yàn)研究，在生產(chǎn)上的應(yīng)用較少，大多數(shù)嫁接苗生產(chǎn)企業(yè)還是采用拱棚和塑料薄膜覆蓋等簡(jiǎn)易愈合裝置進(jìn)行嫁接苗生產(chǎn)。

各類蔬菜嫁接愈合裝置

簡(jiǎn)易嫁接愈合裝置

小到1個(gè)塑料自封袋、透明塑料罩，大到由育苗設(shè)施內(nèi)塑料薄膜覆蓋而成的愈合室，都可以作為嫁接苗愈合的場(chǎng)所。塑料自封袋和一些透光性較好的密封塑料容器可以作為家庭園藝愛好者愈合嫁接苗的設(shè)施。簡(jiǎn)易嫁接愈合設(shè)施可以保證嫁接苗對(duì)濕度的要求，通過人工揭膜和覆膜來控制濕度，操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉[6]，目前很多育苗廠都采用這種設(shè)施進(jìn)行嫁接苗的愈合（圖1a、

圖1b）。簡(jiǎn)易嫁接愈合裝置存在的主要問題是內(nèi)部溫度和光照受外部環(huán)境影響較大，需要依靠所處的溫室或大棚來調(diào)節(jié)內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)。

日本三菱和太洋興業(yè)公司開發(fā)的嫁接苗愈合裝置

20世紀(jì)80年代末期，日本三菱公司研發(fā)了一套專門用于蔬菜嫁接苗愈合的裝置，并從1990年開始在日本工廠化育苗中普及使用。這套裝置屬于小型人工氣候室，主要由外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)苗架、制冷裝置、電加熱器、加濕器、通風(fēng)循環(huán)裝置、人工光源和控制電路部分組成，穴盤容納量為160盤，愈合裝置內(nèi)部環(huán)境參數(shù)如表1所示，具體結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。此后，日本太洋興業(yè)公司根據(jù)生產(chǎn)上的實(shí)際需求，在此基礎(chǔ)上研發(fā)了一款新型的嫁接愈合裝置，改進(jìn)后的裝置可以對(duì)嫁接苗進(jìn)行灌水和實(shí)現(xiàn)內(nèi)部CO2濃度的調(diào)節(jié)，并具備了更好地通風(fēng)循環(huán)設(shè)備，具體技術(shù)參數(shù)見表2[3]。

臺(tái)灣大學(xué)開發(fā)的嫁接苗愈合裝置

邱奕志等[4]于1999年研發(fā)了一套嫁接苗愈合裝置，外形尺寸3520 mm×1800 mm×2100 mm，內(nèi)高1850 mm，內(nèi)部設(shè)4個(gè)架子，共5層，可一次性容納80盤穴盤的嫁接苗進(jìn)行愈合。愈合室內(nèi)環(huán)境條件控制為溫度19.5～30℃，相對(duì)濕度90%左右，風(fēng)速0.2 m/s，每天12 h光照，所有環(huán)境參數(shù)均可通過內(nèi)部環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，其設(shè)計(jì)示意圖如圖3所示。該裝置穩(wěn)定性較好，溫度波動(dòng)在±1℃，相對(duì)濕度波動(dòng)在±3.6%左右，不足之處是苗架每層光照不均勻，每層中間光強(qiáng)最大可達(dá)到300 μmol/（m2·s），而邊緣部分最大只有180 μmol/（m2·s），這一問題目前在很多人工氣候室里面仍然存在。

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)的嫁接愈合裝置

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)辜松等[5-6]于2004年設(shè)計(jì)了一套嫁接愈合裝置（圖4），后由于金超等[3]對(duì)其內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。嫁接愈合裝置主要由主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)、苗架、照明系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)、調(diào)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等幾部分組成，外形尺寸為2600 mm×2200 mm×2000 mm，包含4個(gè)苗架，每個(gè)苗架4層，一次性可容納4600株左右的嫁接苗進(jìn)行愈合。裝置內(nèi)環(huán)境條件控制為溫度在23℃左右，波動(dòng)幅度在2.3℃左右；相對(duì)濕度在90%左右，波動(dòng)幅度在5.5%左右；風(fēng)速為0.1～0.3 m/s。

北京京鵬環(huán)球有限公司嫁接愈合裝置

北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司研發(fā)了一套嫁接愈合裝置[7]（圖5），這套裝置主要由環(huán)境控制系統(tǒng)、循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)、噴霧加濕系統(tǒng)、CO2供給系統(tǒng)、光照系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、幼苗和框架保護(hù)設(shè)施組成。其外形尺寸為2680 mm×700 mm×1900 mm，

共4層，一次性可容納2300株嫁接苗進(jìn)行愈合。其內(nèi)部環(huán)境參數(shù)控制為溫度15～30℃，誤差在0.5℃左右；相對(duì)濕度60%～90%，誤差在3%左右。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嫁接愈合裝置

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)黎煊等[8]于2015年研發(fā)了一套嫁接愈合裝置（圖6），并申請(qǐng)了專利。這套裝置主要由主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)、各種環(huán)境參數(shù)傳感器、溫度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)、光照控制系統(tǒng)、循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)以及主控電路等部分組成，其外形尺寸為1900 mm×855 mm×2192 mm，內(nèi)部共6層，每層可放6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)穴盤，可容納36盤穴盤的嫁接苗進(jìn)行愈合。這套裝置創(chuàng)新點(diǎn)在于可以對(duì)溫度、相對(duì)濕度、光照等條件進(jìn)行較大范圍的自動(dòng)調(diào)控，適合多種蔬菜嫁接苗的愈合；另外將一般使用的熒光燈改為L(zhǎng)ED紅藍(lán)光光源，愈合室內(nèi)部層

高>30 cm，使得每層各處的光強(qiáng)相對(duì)以前的愈合裝置更加均勻一致。不足之處是高濕度環(huán)境下光源的壽命受到一定影響。其具體參數(shù)如表3所示。

其他嫁接愈合裝置

除上述嫁接愈合裝置，目前在科研和生產(chǎn)上還有一些也在使用的嫁接愈合裝置。2011年美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的Johnson和Miles[2]在一項(xiàng)研究茄子、番茄和西瓜嫁接愈合的試驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了3款嫁接愈合裝置，分別是模仿科研型嫁接愈合裝置、生產(chǎn)型嫁接愈合裝置以及簡(jiǎn)易覆蓋材料的嫁接愈合裝置?？蒲行图藿佑涎b置外形尺寸為3000 mm×1200 mm×800 mm，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和前人設(shè)計(jì)的嫁接愈合裝置基本一樣；而設(shè)計(jì)的生產(chǎn)型嫁接愈合裝置外形尺寸為

2200 mm×900 mm×600 mm，相對(duì)較小，其設(shè)計(jì)初衷是模擬生產(chǎn)型嫁接愈合裝置的環(huán)境條件。武漢如意種苗高科技開發(fā)有限公司開發(fā)了一套大型嫁接苗愈合裝置（圖7），一次性能容納10萬(wàn)株以上的嫁接苗進(jìn)行愈合，這套裝置相對(duì)簡(jiǎn)單，含有簡(jiǎn)單的加濕裝置和通風(fēng)系統(tǒng)，主要用于茄子和番茄嫁接苗的愈合。

蔬菜嫁接愈合裝置研發(fā)和使用前景

盡管目前國(guó)內(nèi)外多家單位已經(jīng)開發(fā)了一系列的嫁接愈合裝置，然而真正投入生產(chǎn)的并不多，大多處于研究試用階段，主要原因有3個(gè)方面：①成本太高，使用維護(hù)費(fèi)用比較昂貴，不適合一些中小育苗廠使用。歐洲一些國(guó)家如荷蘭，在蔬菜嫁接苗生產(chǎn)中采用彩鋼板作為建筑材料的愈合室進(jìn)行嫁接苗的愈合，有效地降低了生產(chǎn)成本[9]；北京華農(nóng)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)有限公司有將催芽室合并成愈合裝置共用的案例，有效地提高了生產(chǎn)設(shè)備的利用效率，減少生產(chǎn)成本，這些都是很好的發(fā)展方向。②愈合室的設(shè)計(jì)沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，本文所列舉的各種愈合設(shè)施的尺寸、規(guī)模均不一樣。美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的Johnson等[2]研究結(jié)果表明，愈合室的大小不一樣時(shí)，嫁接苗周圍小環(huán)境的溫濕度也會(huì)具有差異，尺寸大的愈合室其內(nèi)部較尺寸小的愈合室的要低。因此，未來對(duì)于嫁接愈合裝置的研發(fā)還應(yīng)該考慮合適的尺寸和建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。③嫁接愈合室內(nèi)的環(huán)境均勻性還有待進(jìn)一步提高，如何克服高濕環(huán)境對(duì)光源等系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響仍然是等待解決的課題。總之，低成本、實(shí)用、能滿足嫁接苗高效愈合的嫁接愈合室應(yīng)該是未來研發(fā)的重要方向。而對(duì)于中小型育苗企業(yè)，充分利用自然和設(shè)施條件，以簡(jiǎn)易的嫁接愈合裝置為主，有利于降低成本，提高嫁接苗利潤(rùn)。

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