芽苗菜高效生产的影响因素及其关键技术分析

李 菁

(黑龙江省农业机械工程科学研究院,哈尔滨 150081)

0 引言

芽苗菜是由各种谷物、豆类等的种子在暗室或光照条件下萌发而成,可以食用的嫩芽、芽苗、芽球、幼茎[1]。种子在适宜条件下萌发后,其营养价值有很大程度的提升,会产生许多对人体有益的氨基酸和矿物质等营养物质;同时在发芽过程中,大分子营养物质会被分解为较小的分子化合物,更易于人体消化利用,相对于其他营养补充剂,更加安全有效。包括绿豆芽、黄豆芽、萝卜芽、花生芽、发芽糙米在内的芽苗菜本身都具有非常高的营养价值和药用价值,具有抗氧化、延缓衰老,降血压、清热解毒、生物效用提高、营养易吸收等功效。随着生活水平的日益提高,人们不仅仅满足于供应蔬菜的数量,而是更关注蔬菜的质量和营养性,因此,芽苗菜因其富含营养物质、安全、绿色,深受广大消费者的喜爱。

人们很早就有食用芽苗菜的习惯,在我国有着十分悠久的历史。芽苗菜的生产方法也相对简单,生长周期短、见效快,而且不受季节气候变化制约,生产场所不限,技术简单易学,方便规模化生产,有着广阔的市场前景。在芽苗菜生产过程中,一般不需额外施肥,也不需要喷洒农药,没有药物残留风险,因此,芽苗菜是兼具风味性、安全性的绿色食品[2]。高效、优质生产芽苗菜,满足日益增长的消费需求,是绿色蔬菜产业的发展方向。

1 芽苗菜生产的影响因素

与传统蔬菜相比,芽苗菜对生长环境要求高,在芽苗菜实际生产过程中,有许多因素会影响制约芽苗菜的产量和品质,如浸种时间、催芽温度、光照等因素,若控制不好极易产生失水萎蔫或者烂种倒伏等问题。研究分析外界环境因素对芽苗菜生长状况的影响,有利于提高芽苗菜产量和质量,增加经济效益。

1.1 浸种时间对芽苗菜生长的影响

芽苗菜的生长需要大量水分,浸种后种子吸水膨胀,激活种子内酶的活性,酶促反应持续进行,细胞内储藏的大分子物质水解,种芽萌发,芽苗菜生长。浸种时间对不同种类芽苗菜的发芽率均有显著影响,适当的浸种处理时间可提高种子活力,促进种子萌发;浸泡时间过短,种子吸水不足,发芽率降低;浸泡时间过长,可能会导致种子破裂,降低活性,引起芽苗菜变质甚至根部腐烂[3]。贾姊薇等[4]研究催芽温度、时间、播种密度等因素对豆类芽苗菜种子发芽率的影响,结果表明,大豆种子的发芽率随浸种时间的延长而增加,直到浸种处理8 h的发芽率最高,之后发芽率明显降低。浸种时间的长短还会影响芽苗菜中营养物质的合成分解情况,左旋多巴是蚕豆中重要的功效成分之一,是治疗帕金森病的一线药物,具有重要的药用价值。苌淑敏等[5]研究浸种和光照时间对蚕豆芽苗菜生长品质的影响,研究发现一定时间内,浸种时间越长蚕豆芽苗菜生长状况越好,但是长时间浸种不利于左旋多巴的富集。因此,在生产芽苗菜过程中应严格掌控浸种时间,以保证芽苗菜的品质和营养。

1.2 催芽温度对芽苗菜生长的影响

各类芽苗菜的萌发和生长都有一定的温度范围,一般都有最低、最适、最高三个温度基点,高于或低于最适温度,生长状况都会受到影响。萌发时温度过低,种芽的呼吸作用受到抑制,种芽内部大分子营养物质的合成和分解以及其他一系列生理活动都无法正常进行;而温度过高时,种芽内酶的活性受到破坏,甚至导致种芽腐烂变质。袁廷庆等[6]研究发现,催芽温度对苦瓜种子的发芽情况影响大,最佳催芽温度为30℃。程建军等[7]研究催芽温度对发芽小米中γ-氨基丁酸含量的影响,确定了小米发芽的最佳工艺条件,γ-氨基丁酸含量较优化前提高了2.9倍。催芽温度能显著影响芽苗菜生长过程中的酶促反应,生产不同种类的芽苗菜应选择其最适宜的生长温度,以提高芽苗菜产量和品质。

1.3 光照对芽苗菜生长的影响

光作为芽苗菜生长过程中的重要环境条件和调节因子,不仅在芽苗菜生长中提供辐射能,而且还提供信号调节其发育过程,光质和光照时间都对芽苗菜的生长发育情况、营养品质有很大影响。在种子萌发和芽苗菜个体发育及形成的过程中,对环境的变化尤为敏感,尤其是光质。就小豆芽苗菜来说,现在普遍采用传统的避光栽培,虽然避光有利于豆芽的品质鲜嫩,但有研究[8]表明适当光照下的小豆芽苗菜中查尔酮合成酶和黄酮醇合成酶等成分的活性及相关基因表达显著,可提高小豆芽苗菜中黄酮类物质含量。吕铮[9]研究光环境调控对荞麦芽苗菜生长状况及其品质的影响,利用不同比例红蓝光LED光源调节芽苗菜光环境,促进其生长发育、提高其营养品质。目前,LED因发光效率高、光质纯、波长类型丰富、使用寿命长、环保节能、能量可便携调节等优点,被认为是在芽苗菜培养中可广泛应用的人工光源。余婷等[10]用LED红蓝复合光的不同比例作用于豌豆芽苗菜的生长发育中进行试验研究,在其新陈代谢与光合作用生长过程中,试验用红光和蓝光比例为5∶1的芽苗菜产量最高,鲜质量最大,营养物质积累较多。

2 芽苗菜高效生产关键技术

芽苗菜生产环境要求不高,可在家庭阳台种植,也可在工厂大规模生产,但随着人们对芽苗菜需求量的增加,小规模作坊式生产渐少,工厂化、集约化的生产模式越来越多。要想在生产中达到芽苗菜绿色、高效、高产的要求,就需要注意一些关键环节,采用某些关键技术。

2.1 选种环节

用于芽苗菜生产的种子必须保证质量。选择净度高、颗粒饱满、成熟度高、色泽鲜艳的高质量新种子,除去杂质、发霉、未脱壳、破损、成熟度差等籽粒,这样生产出的芽苗菜,芽苗发芽率高、生长速度快、品质高、口感好。

2.2 采用智能化生产模式

芽苗菜的生长受温度、水分、光照、通风情况等多种环境因素影响,而传统生产芽苗菜过程主要靠人工操作管理,这些环境因素很难做到精准化、科学化控制,就容易造成芽苗菜烂芽、烂种、失水萎蔫、芽苗菜过老等质量问题,品质下降、产量降低。智能化生产模式就是将智能化控制技术融入到芽苗菜工厂化生产中,主要依靠传感系统和自动控制系统来完成一系列自动化操作,只需在软件控制系统中设置最适宜的控制参数,便可实现对芽苗菜规模化生产的自动优化控制[11],不仅能够利用计算机自动、精准控制芽苗菜生长过程中的温度、水分、光照等环境因素,有效避免人工控制过程中可能出现的失误,而且还能代替喷淋、换盘、移盘等高强度人力劳动,进一步实现芽苗菜的工业化、规模化生产[12]。另外,为了使生产空间得以充分利用,还可以采用钢架搭建立体栽培架的生产方式,应用该栽培模式,不但可以使空间利用最大化,还可方便集中管理。芽苗菜生产过程中加入智能化控制技术,运用智能计算机为芽苗菜生长创造最佳的温湿度环境,整个生产过程简单易操作,且劳动力成本投入少,生产出的芽苗菜不仅更加干净、卫生,还可以提高芽苗菜质量和产量、降低人力成本、降低能源消耗。智能化生产模式的智能性、高效性,是芽苗菜未来规模化生产的主要模式和发展方向。

2.3 LED光环境调控技术

在芽苗菜生产过程中,为了提高生产效率和产量而使用一些生长调节剂或是用含微量元素的溶液进行浸种或喷洒,容易造成芽苗菜中化学物质的积累,供人们食用过程中可能存在安全隐患。因此,有必要研发安全环保、经济有效的芽苗菜生产方式。芽苗菜作为植物幼苗,光照对其生长状况和营养品质都有很大影响,因此可以利用增加光环境来调控芽苗菜生长状况和营养品质。光调控技术是采用物理手段来调控芽苗生长,无化学污染,安全、绿色、环保,在芽苗菜生产中应用广泛。LED作为冷光源,热辐射小,可以近距离照射植物,不占用种植空间,而且具有照光量可调节、光质可调整等优点,可有效提高单位面积产量,降低生产成本,已成为芽苗菜高效生产技术的研究热点。戴林秀等[13]研究不同光质对苦荞芽苗菜生产中的调节作用,研究结果表明红光可以有效促进芽苗菜的生长,缩短生产时间,而蓝光的照射有利于芽苗菜中芦丁等营养物质的积累。姜宗庆[14]研究用不同LED光质处理香椿芽苗菜,研究发现红光有利于芽苗菜可溶性糖形成,而蓝光可以促进可溶性蛋白的合成。在芽苗菜生产过程中适当、有效地利用LED光环境调控技术,是一种实施简单方便、节能环保、有效增产的新方法。

3 结语

芽苗菜作为一种绿色健康食品具有十分广阔的发展前景,在其生产过程中要切实做好光照、温湿度、浸泡时间等影响其生长因素管理工作,防止芽苗烂根、烂芽等现象的发生。但目前芽苗菜生产多以小作坊式居多,工厂规模化生产较少,为进一步提高芽苗菜生产的产量、品质和经济效益,就需要开发应用安全环保、经济有效的芽苗菜种植技术。利用LED光环境调控和智能化控制等生产栽培技术的新型产业模式,改变传统芽苗菜生产全人工操作的劳动密集型产业,使整个生产流程智能化、人力劳动简单化、芽苗菜质量最优化,助力芽苗菜产业更快、更好发展。