芽苗菜高效生產(chǎn)的影響因素及其關(guān)鍵技術(shù)分析

李 菁

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院,哈爾濱 150081)

0 引言

芽苗菜是由各種谷物、豆類等的種子在暗室或光照條件下萌發(fā)而成,可以食用的嫩芽、芽苗、芽球、幼莖[1]。種子在適宜條件下萌發(fā)后,其營養(yǎng)價(jià)值有很大程度的提升,會(huì)產(chǎn)生許多對(duì)人體有益的氨基酸和礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì);同時(shí)在發(fā)芽過程中,大分子營養(yǎng)物質(zhì)會(huì)被分解為較小的分子化合物,更易于人體消化利用,相對(duì)于其他營養(yǎng)補(bǔ)充劑,更加安全有效。包括綠豆芽、黃豆芽、蘿卜芽、花生芽、發(fā)芽糙米在內(nèi)的芽苗菜本身都具有非常高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值,具有抗氧化、延緩衰老,降血壓、清熱解毒、生物效用提高、營養(yǎng)易吸收等功效。隨著生活水平的日益提高,人們不僅僅滿足于供應(yīng)蔬菜的數(shù)量,而是更關(guān)注蔬菜的質(zhì)量和營養(yǎng)性,因此,芽苗菜因其富含營養(yǎng)物質(zhì)、安全、綠色,深受廣大消費(fèi)者的喜愛。

人們很早就有食用芽苗菜的習(xí)慣,在我國有著十分悠久的歷史。芽苗菜的生產(chǎn)方法也相對(duì)簡單,生長周期短、見效快,而且不受季節(jié)氣候變化制約,生產(chǎn)場(chǎng)所不限,技術(shù)簡單易學(xué),方便規(guī)?；a(chǎn),有著廣闊的市場(chǎng)前景。在芽苗菜生產(chǎn)過程中,一般不需額外施肥,也不需要噴灑農(nóng)藥,沒有藥物殘留風(fēng)險(xiǎn),因此,芽苗菜是兼具風(fēng)味性、安全性的綠色食品[2]。高效、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)芽苗菜,滿足日益增長的消費(fèi)需求,是綠色蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

1 芽苗菜生產(chǎn)的影響因素

與傳統(tǒng)蔬菜相比,芽苗菜對(duì)生長環(huán)境要求高,在芽苗菜實(shí)際生產(chǎn)過程中,有許多因素會(huì)影響制約芽苗菜的產(chǎn)量和品質(zhì),如浸種時(shí)間、催芽溫度、光照等因素,若控制不好極易產(chǎn)生失水萎蔫或者爛種倒伏等問題。研究分析外界環(huán)境因素對(duì)芽苗菜生長狀況的影響,有利于提高芽苗菜產(chǎn)量和質(zhì)量,增加經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 浸種時(shí)間對(duì)芽苗菜生長的影響

芽苗菜的生長需要大量水分,浸種后種子吸水膨脹,激活種子內(nèi)酶的活性,酶促反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行,細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)藏的大分子物質(zhì)水解,種芽萌發(fā),芽苗菜生長。浸種時(shí)間對(duì)不同種類芽苗菜的發(fā)芽率均有顯著影響,適當(dāng)?shù)慕N處理時(shí)間可提高種子活力,促進(jìn)種子萌發(fā);浸泡時(shí)間過短,種子吸水不足,發(fā)芽率降低;浸泡時(shí)間過長,可能會(huì)導(dǎo)致種子破裂,降低活性,引起芽苗菜變質(zhì)甚至根部腐爛[3]。賈姊薇等[4]研究催芽溫度、時(shí)間、播種密度等因素對(duì)豆類芽苗菜種子發(fā)芽率的影響,結(jié)果表明,大豆種子的發(fā)芽率隨浸種時(shí)間的延長而增加,直到浸種處理8 h的發(fā)芽率最高,之后發(fā)芽率明顯降低。浸種時(shí)間的長短還會(huì)影響芽苗菜中營養(yǎng)物質(zhì)的合成分解情況,左旋多巴是蠶豆中重要的功效成分之一,是治療帕金森病的一線藥物,具有重要的藥用價(jià)值。萇淑敏等[5]研究浸種和光照時(shí)間對(duì)蠶豆芽苗菜生長品質(zhì)的影響,研究發(fā)現(xiàn)一定時(shí)間內(nèi),浸種時(shí)間越長蠶豆芽苗菜生長狀況越好,但是長時(shí)間浸種不利于左旋多巴的富集。因此,在生產(chǎn)芽苗菜過程中應(yīng)嚴(yán)格掌控浸種時(shí)間,以保證芽苗菜的品質(zhì)和營養(yǎng)。

1.2 催芽溫度對(duì)芽苗菜生長的影響

各類芽苗菜的萌發(fā)和生長都有一定的溫度范圍,一般都有最低、最適、最高三個(gè)溫度基點(diǎn),高于或低于最適溫度,生長狀況都會(huì)受到影響。萌發(fā)時(shí)溫度過低,種芽的呼吸作用受到抑制,種芽內(nèi)部大分子營養(yǎng)物質(zhì)的合成和分解以及其他一系列生理活動(dòng)都無法正常進(jìn)行;而溫度過高時(shí),種芽內(nèi)酶的活性受到破壞,甚至導(dǎo)致種芽腐爛變質(zhì)。袁廷慶等[6]研究發(fā)現(xiàn),催芽溫度對(duì)苦瓜種子的發(fā)芽情況影響大,最佳催芽溫度為30℃。程建軍等[7]研究催芽溫度對(duì)發(fā)芽小米中γ-氨基丁酸含量的影響,確定了小米發(fā)芽的最佳工藝條件,γ-氨基丁酸含量較優(yōu)化前提高了2.9倍。催芽溫度能顯著影響芽苗菜生長過程中的酶促反應(yīng),生產(chǎn)不同種類的芽苗菜應(yīng)選擇其最適宜的生長溫度,以提高芽苗菜產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.3 光照對(duì)芽苗菜生長的影響

光作為芽苗菜生長過程中的重要環(huán)境條件和調(diào)節(jié)因子,不僅在芽苗菜生長中提供輻射能,而且還提供信號(hào)調(diào)節(jié)其發(fā)育過程,光質(zhì)和光照時(shí)間都對(duì)芽苗菜的生長發(fā)育情況、營養(yǎng)品質(zhì)有很大影響。在種子萌發(fā)和芽苗菜個(gè)體發(fā)育及形成的過程中,對(duì)環(huán)境的變化尤為敏感,尤其是光質(zhì)。就小豆芽苗菜來說,現(xiàn)在普遍采用傳統(tǒng)的避光栽培,雖然避光有利于豆芽的品質(zhì)鮮嫩,但有研究[8]表明適當(dāng)光照下的小豆芽苗菜中查爾酮合成酶和黃酮醇合成酶等成分的活性及相關(guān)基因表達(dá)顯著,可提高小豆芽苗菜中黃酮類物質(zhì)含量。呂錚[9]研究光環(huán)境調(diào)控對(duì)蕎麥芽苗菜生長狀況及其品質(zhì)的影響,利用不同比例紅藍(lán)光LED光源調(diào)節(jié)芽苗菜光環(huán)境,促進(jìn)其生長發(fā)育、提高其營養(yǎng)品質(zhì)。目前,LED因發(fā)光效率高、光質(zhì)純、波長類型豐富、使用壽命長、環(huán)保節(jié)能、能量可便攜調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是在芽苗菜培養(yǎng)中可廣泛應(yīng)用的人工光源。余婷等[10]用LED紅藍(lán)復(fù)合光的不同比例作用于豌豆芽苗菜的生長發(fā)育中進(jìn)行試驗(yàn)研究,在其新陳代謝與光合作用生長過程中,試驗(yàn)用紅光和藍(lán)光比例為5∶1的芽苗菜產(chǎn)量最高,鮮質(zhì)量最大,營養(yǎng)物質(zhì)積累較多。

2 芽苗菜高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

芽苗菜生產(chǎn)環(huán)境要求不高,可在家庭陽臺(tái)種植,也可在工廠大規(guī)模生產(chǎn),但隨著人們對(duì)芽苗菜需求量的增加,小規(guī)模作坊式生產(chǎn)漸少,工廠化、集約化的生產(chǎn)模式越來越多。要想在生產(chǎn)中達(dá)到芽苗菜綠色、高效、高產(chǎn)的要求,就需要注意一些關(guān)鍵環(huán)節(jié),采用某些關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 選種環(huán)節(jié)

用于芽苗菜生產(chǎn)的種子必須保證質(zhì)量。選擇凈度高、顆粒飽滿、成熟度高、色澤鮮艷的高質(zhì)量新種子,除去雜質(zhì)、發(fā)霉、未脫殼、破損、成熟度差等籽粒,這樣生產(chǎn)出的芽苗菜,芽苗發(fā)芽率高、生長速度快、品質(zhì)高、口感好。

2.2 采用智能化生產(chǎn)模式

芽苗菜的生長受溫度、水分、光照、通風(fēng)情況等多種環(huán)境因素影響,而傳統(tǒng)生產(chǎn)芽苗菜過程主要靠人工操作管理,這些環(huán)境因素很難做到精準(zhǔn)化、科學(xué)化控制,就容易造成芽苗菜爛芽、爛種、失水萎蔫、芽苗菜過老等質(zhì)量問題,品質(zhì)下降、產(chǎn)量降低。智能化生產(chǎn)模式就是將智能化控制技術(shù)融入到芽苗菜工廠化生產(chǎn)中,主要依靠傳感系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)來完成一系列自動(dòng)化操作,只需在軟件控制系統(tǒng)中設(shè)置最適宜的控制參數(shù),便可實(shí)現(xiàn)對(duì)芽苗菜規(guī)模化生產(chǎn)的自動(dòng)優(yōu)化控制[11],不僅能夠利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)、精準(zhǔn)控制芽苗菜生長過程中的溫度、水分、光照等環(huán)境因素,有效避免人工控制過程中可能出現(xiàn)的失誤,而且還能代替噴淋、換盤、移盤等高強(qiáng)度人力勞動(dòng),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)芽苗菜的工業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)[12]。另外,為了使生產(chǎn)空間得以充分利用,還可以采用鋼架搭建立體栽培架的生產(chǎn)方式,應(yīng)用該栽培模式,不但可以使空間利用最大化,還可方便集中管理。芽苗菜生產(chǎn)過程中加入智能化控制技術(shù),運(yùn)用智能計(jì)算機(jī)為芽苗菜生長創(chuàng)造最佳的溫濕度環(huán)境,整個(gè)生產(chǎn)過程簡單易操作,且勞動(dòng)力成本投入少,生產(chǎn)出的芽苗菜不僅更加干凈、衛(wèi)生,還可以提高芽苗菜質(zhì)量和產(chǎn)量、降低人力成本、降低能源消耗。智能化生產(chǎn)模式的智能性、高效性,是芽苗菜未來規(guī)?；a(chǎn)的主要模式和發(fā)展方向。

2.3 LED光環(huán)境調(diào)控技術(shù)

在芽苗菜生產(chǎn)過程中,為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量而使用一些生長調(diào)節(jié)劑或是用含微量元素的溶液進(jìn)行浸種或噴灑,容易造成芽苗菜中化學(xué)物質(zhì)的積累,供人們食用過程中可能存在安全隱患。因此,有必要研發(fā)安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)有效的芽苗菜生產(chǎn)方式。芽苗菜作為植物幼苗,光照對(duì)其生長狀況和營養(yǎng)品質(zhì)都有很大影響,因此可以利用增加光環(huán)境來調(diào)控芽苗菜生長狀況和營養(yǎng)品質(zhì)。光調(diào)控技術(shù)是采用物理手段來調(diào)控芽苗生長,無化學(xué)污染,安全、綠色、環(huán)保,在芽苗菜生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。LED作為冷光源,熱輻射小,可以近距離照射植物,不占用種植空間,而且具有照光量可調(diào)節(jié)、光質(zhì)可調(diào)整等優(yōu)點(diǎn),可有效提高單位面積產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本,已成為芽苗菜高效生產(chǎn)技術(shù)的研究熱點(diǎn)。戴林秀等[13]研究不同光質(zhì)對(duì)苦蕎芽苗菜生產(chǎn)中的調(diào)節(jié)作用,研究結(jié)果表明紅光可以有效促進(jìn)芽苗菜的生長,縮短生產(chǎn)時(shí)間,而藍(lán)光的照射有利于芽苗菜中蘆丁等營養(yǎng)物質(zhì)的積累。姜宗慶[14]研究用不同LED光質(zhì)處理香椿芽苗菜,研究發(fā)現(xiàn)紅光有利于芽苗菜可溶性糖形成,而藍(lán)光可以促進(jìn)可溶性蛋白的合成。在芽苗菜生產(chǎn)過程中適當(dāng)、有效地利用LED光環(huán)境調(diào)控技術(shù),是一種實(shí)施簡單方便、節(jié)能環(huán)保、有效增產(chǎn)的新方法。

3 結(jié)語

芽苗菜作為一種綠色健康食品具有十分廣闊的發(fā)展前景,在其生產(chǎn)過程中要切實(shí)做好光照、溫濕度、浸泡時(shí)間等影響其生長因素管理工作,防止芽苗爛根、爛芽等現(xiàn)象的發(fā)生。但目前芽苗菜生產(chǎn)多以小作坊式居多,工廠規(guī)?；a(chǎn)較少,為進(jìn)一步提高芽苗菜生產(chǎn)的產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益,就需要開發(fā)應(yīng)用安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)有效的芽苗菜種植技術(shù)。利用LED光環(huán)境調(diào)控和智能化控制等生產(chǎn)栽培技術(shù)的新型產(chǎn)業(yè)模式,改變傳統(tǒng)芽苗菜生產(chǎn)全人工操作的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),使整個(gè)生產(chǎn)流程智能化、人力勞動(dòng)簡單化、芽苗菜質(zhì)量最優(yōu)化,助力芽苗菜產(chǎn)業(yè)更快、更好發(fā)展。