两种水培大麦苗方法的可行性与产量比较＊

刘 康，季一鸣，张样平（上海绿立方农业发展有限公司，上海 201210）

大麦苗一般是指大麦抽穗前，高8～17 cm 的幼株，可加工为食品，也可直接做为一种优质的青绿饲料[1]。青绿饲料指含水量60% 或以上的新鲜植物，一般应用于草食动物的饲养，例如羊、马、牛等。大麦苗可使用土培法和水培法进行生产[2]。水培法的一般流程是在大小合适的浅盘内均匀铺上经过浸种的大麦种子，在温湿度适宜的环境下，2～4 天后即可生根发芽，经过6～9 天后，盘上可见绿色芽苗，盘内种子萌发的根部互相缠绕，形成一块地毯状成品[3]。由于水培的时间短，生产过程中只需添加清水和少量成分明确的营养液，水培大麦苗植株干净卫生，根部较嫩，因此可将生产的地毯状成品直接喂食，免去了收割等环节，节省人工[4]。与只收割地上部分的土培大麦苗饲料相比，极大提高了大麦苗利用率。

目前，国内外多数与水培大麦苗相关的研究或生产均选择在人工气候室中进行。人工气候室可提供稳定的温湿度环境和充足的人工光光照，但气候室初期硬件设施投入较高，并且在青绿饲料需求量大的冬季，其能源消耗也较大，提高了生产大麦苗的成本，不利于推广。水培大麦苗的生长周期短，室温在25℃左右时可以考虑不使用人工气候室水培[5]。经过前期预实验后发现，麦苗在生长初期的2～4 天，置于温度适宜，黑暗，高湿度环境可正常萌发出黄绿色嫩芽，后期施加光照后嫩芽可由黄转绿，且高湿环境下盘内凝结的水珠可供给麦苗的生长，无需额外灌溉。因此考虑在前期使用仅控制温度和湿度的黑暗催芽室，提供适合大麦萌芽的环境；后期将发芽大麦移至自然光照充足的环境，用自然光替代人工气候室中的LED 光照使麦苗转绿，这样的方法可以极大减少麦苗生产过程中硬件设施成本和能耗成本的投入。笔者试验了萌发阶段两种不同的环境设定，使用了人工气候室与配备有湿帘、风机、遮阳网等环控设备的温室环境结合生产大麦苗，与仅使用人工气候室生产的大麦苗进行产量比较，旨在探究一种装置简单、成本低廉的大麦苗生产方法。

材料与方法

处理方法

试验于2020 年7 月7～17 日在上海绿立方农业发展有限公司的人工气候室和文洛式玻璃温室进行。每份干重为320 g 的优质大麦经过消毒杀菌和16 h 浸泡后，平铺于59 cm×24 cm，底部有漏水孔的的塑料浅盘内，每个处理使用6 盘。铺种完成后根据下列不同处理方法放置于温度设定为日温（6:00～22:00）23℃，夜温（22:00～次日6:00）15℃，湿度不同的人工气候室内。

处理A：放置于平均湿度80% 的黑暗环境3天，当可以看见3～4 cm 的芽时，移至文洛式温室；

处理B：放置于湿度100% 的黑暗环境3 天，当可以看见3～4 cm 的芽时，移至文洛式温室；

处理C：放置于平均湿度80%的黑暗环境3 天。当盘内可见3～4 cm 的芽时打开气候室内的LED灯，在日温时间段给予PPFD 为180 μmol/（m2·s）的光照。

当每个处理内的麦苗开始接受光照后，每日早中晚进行浇水。早上和中午使用清水，晚上使用EC=1.5、pH=6 的的水培蔬菜营养液进行浇灌。待麦苗生长至17 cm 左右时，将盘内所有麦苗连根采收，测量鲜重后送入烘箱，先105℃烘干15 min，再65℃烘干24 h，结束后测定干重。

温室环控策略

由于7 月室外气温较高，晴天时，白天8:00～16:00 打开遮阳网。当温室内气温超过30℃时，关闭侧卷膜和天窗，打开湿帘进行降温。其余时间温室天窗开启，侧卷膜打开，风机启动，遮阳网收起。气候室和温室内的温湿度由温湿度传感器每30 min 采集记录1 次。

数据分析

测定干重和鲜重后根据下列公式计算干物质含量：

干物质含量（%）=干重/ 鲜重×100%

使用Excel 2017 和SPSS 20.0 对试验中的数据进行处理和显著性分析。

结果与分析

环境气温

根据图 1 可知，人工气候室内温度稳定，昼夜温差大；湿度在60%～80% 波动，平均湿度76% 左右。温室内除7 月12 日超过30℃，其余时间温度相对稳定，平均温度在30℃以下，基本无昼夜温差；但由于降雨或使用湿帘，温室内大部分时间湿度较高，平均湿度90% 左右。

麦苗产量与质量

图1 实验期间人工气候室与温室的温湿度

由表 1 可知，3 种处理中，处理C 最快达到了可采收标准，此时每盘麦苗的平均鲜重为2399.8 g。在第七天处理C 采收时，同时对处理A 和处理B 进行了抽样采收，此时处理A 每盘平均鲜重为1082.8 g，处理B 平均鲜重为573.0 g。但两处理的盘内麦苗高度均未达采收标准，根系不发达，盘底可见较多大麦粒，作为水培青绿饲料的价值不大。

对于最终产量，由表1 可知，每种处理间的鲜重和干重都有显著差异。处理C 的单盘平均鲜重和平均干重最大，处理A 次之，处理B 最轻。处理B 的干物质含量明显高于其他两组，可能是由于在实验初期，为了保证处理B 所在环境湿度达到100%，大大减少了通风时间，环境密闭，氧气含量逐渐减少，最终环境不利于种子萌发，导致开始接受光照时，处理B 的萌发率（45%）远低于处理A（70%）和处理C（90%），干物质含量较高是由混在最终产物中未萌发的种子导致。处理A 和处理C 仅鲜重有显著差异，干物质含量之间无显著差异，可能是由于麦苗开始接受光照后，人工气候室内光照良好，昼夜温差大，与温室中的环境相比加速了麦苗生长，因此在相同采收标准下，缩短了采收时间。

值得注意的是，放在文洛式温室中生长的麦苗在采收时可闻到根部有异味，尤其是处理B 异味较重。推测是气温过高，且温室内湿帘常开，导致环境高温高湿，浅盘内容易滋生细菌所致。

表1 3 种处理的麦苗产量和采收时间比较

结论与讨论

浸种有助于种子萌发，但若种子萌发初期一直处于高湿密闭环境下，萌发率反而降低，可能是因为种子吸水后呼吸作用加强，耗氧量增大，若环境中含氧量过低会抑制种子萌发，所以环境含氧量应保持在10% 以上[6]。因此浸种铺盘结束后，不可将其直接放置于密闭环境，而应置于空气流通、有一定通风量的地方。但是通风量过大，湿度降低后会导致水分蒸发过快，需要额外补水，增加了工作量。因此适宜的环境平均湿度是80% 左右，即可保证出芽率，也可省去额外的补水步骤。

土培麦苗的优势是耗种量少，分蘖前可重复采收[7]，但多在室外栽培，受到土地资源限制，并且受环境影响大。水培麦苗可以支持室内多层栽培，提高土地利用率，同时受环境影响更小，可支持周年供应。不过，水培麦苗对管理要求更为严苛。由于水培麦苗种植密度很大，根部潮湿，容易滋生蚊虫和病菌，因此生产场所的卫生情况对麦苗影响较大，在夏季要做好杀菌消毒和防虫措施，在冬天即使室外气温较低也要保证每天有适当的通风量。

水培麦苗的可采收高度变化范围较大，可根据实际需求在15～25 cm 中变化。若过晚采收，根区湿度较大，易滋生蚊虫和有害微生物。另外地上部分需水量大大增加，若未及时补充水分，麦苗易出现倒伏萎蔫；若过早采收，大麦颗粒内的营养物质未充分吸收利用，产物中会混杂较多麦粒，且绿色部分较少，不宜做为优质的青绿饲料。过早采收会导致麦苗根系不够发达，不能交织缠绕形成“地毯”状结构，增大了采收难度。一般麦苗长至17 cm 左右时是最理想的采收时间。

值得注意的是，在自然光环境中生产的麦苗，其生长期延长了40% 左右，平均产量却仅仅达到气候室麦苗产量的70%。从长期生产来看，使用人工气候室花费高，但可生产的茬数更多，生长更稳定，且LED 灯管的使用和气候室昼夜温差的设定也使得最终产量更高；自然光培育法不适合气候环境恶劣时使用，并且要求管理人员及时针对外界环境改变做出相应的应对措施，以确保在麦苗产量稳定的同时质量达标，但其低廉的生产成本也更易被使用者接受。人工气候室与自然光生产相结合的模式可以抵消一部分各自的不足，在水培麦苗生产上拥有巨大前景，但其中仍有许多细节有待深入研究，例如延长或缩短其中一个部分的生长时间是否能提高麦苗质量和产量；气候室的环境设定是否可以优化；温室的环境调控方法是否可以优化等。在实际使用这种新方法前，也应因地制宜，综合考虑麦苗的需求时间、需求量、当地的气候环境等事宜后再制定合适的生产计划。