蔬菜嫁接愈合装置研发现状

2017-07-12郑祖华黄朝贵黎煊万正杰别之龙黄

农业工程技术·温室园艺 2017年5期

郑祖华+黄朝贵+黎煊+万正杰+别之龙+黄远

【摘要】蔬菜嫁接技术是一项防治茄果类、瓜类蔬菜土传病害，提高多种非生物逆境抗性，促进蔬菜产业可持续发展的有效措施，在国内外已得到广泛应用。蔬菜嫁接愈合期的环境控制是保证嫁接苗存活的关键。因此，蔬菜嫁接愈合装置的研发对于嫁接苗的生产具有重要意义。文章综述了国内外开发的典型蔬菜嫁接愈合装置，分析了愈合装置的基本性能和优缺点，以期为嫁接愈合装置的研发、选择和使用提供参考。

蔬菜嫁接技术具有克服连作障碍、提高作物抗逆性和产量等优点，在蔬菜生产中已得到广泛应用[1]。愈合期是保证嫁接苗存活的关键，愈合时期对环境条件的要求比较严格，适宜的环境条件（湿度、温度、光照等）有利于嫁接苗更好的愈合，从而培育高质量的嫁接苗。早期的嫁接愈合装置以拱棚、塑料薄膜和遮阳网覆盖为主，这类愈合装置简单实用，但对极端条件的抵抗能力较弱。20世纪80年代以来，日本三菱和太洋兴业公司、美国华盛顿州立大学等单位研发出不同类型的嫁接愈合装置[2-3]。邱奕志等[4]于1999年研发了自动调控环境的嫁接愈合装置，近几年，东北农业大学、北京京鹏环球科技股份有限公司、华中农业大学[5]等单位相继研发出一系列蔬菜嫁接愈合装置。然而，目前开发的嫁接愈合装置多用于试验研究，在生产上的应用较少，大多数嫁接苗生产企业还是采用拱棚和塑料薄膜覆盖等简易愈合装置进行嫁接苗生产。

各类蔬菜嫁接愈合装置

简易嫁接愈合装置

小到1个塑料自封袋、透明塑料罩，大到由育苗设施内塑料薄膜覆盖而成的愈合室，都可以作为嫁接苗愈合的场所。塑料自封袋和一些透光性较好的密封塑料容器可以作为家庭园艺爱好者愈合嫁接苗的设施。简易嫁接愈合设施可以保证嫁接苗对湿度的要求，通过人工揭膜和覆膜来控制湿度，操作简单，价格低廉[6]，目前很多育苗厂都采用这种设施进行嫁接苗的愈合（图1a、

图1b）。简易嫁接愈合装置存在的主要问题是内部温度和光照受外部环境影响较大，需要依靠所处的温室或大棚来调节内部的环境参数。

日本三菱和太洋兴业公司开发的嫁接苗愈合装置

20世纪80年代末期，日本三菱公司研发了一套专门用于蔬菜嫁接苗愈合的装置，并从1990年开始在日本工厂化育苗中普及使用。这套装置属于小型人工气候室，主要由外部围护结构、室内苗架、制冷装置、电加热器、加湿器、通风循环装置、人工光源和控制电路部分组成，穴盘容纳量为160盘，愈合装置内部环境参数如表1所示，具体结构示意图见图2。此后，日本太洋兴业公司根据生产上的实际需求，在此基础上研发了一款新型的嫁接愈合装置，改进后的装置可以对嫁接苗进行灌水和实现内部CO2浓度的调节，并具备了更好地通风循环设备，具体技术参数见表2[3]。

台湾大学开发的嫁接苗愈合装置

邱奕志等[4]于1999年研发了一套嫁接苗愈合装置，外形尺寸3520 mm×1800 mm×2100 mm，内高1850 mm，内部设4个架子，共5层，可一次性容纳80盘穴盘的嫁接苗进行愈合。愈合室内环境条件控制为温度19.5～30℃，相对湿度90%左右，风速0.2 m/s，每天12 h光照，所有环境参数均可通过内部环控系统进行调控，其设计示意图如图3所示。该装置稳定性较好，温度波动在±1℃，相对湿度波动在±3.6%左右，不足之处是苗架每层光照不均匀，每层中间光强最大可达到300 μmol/（m2·s），而边缘部分最大只有180 μmol/（m2·s），这一问题目前在很多人工气候室里面仍然存在。

东北农业大学开发的嫁接愈合装置

东北农业大学辜松等[5-6]于2004年设计了一套嫁接愈合装置（图4），后由于金超等[3]对其内部设备进行优化设计改造。嫁接愈合装置主要由主体围护结构、苗架、照明系统、加湿系统、加热系统、循环通风系统、调控系统和数据采集系统等几部分组成，外形尺寸为2600 mm×2200 mm×2000 mm，包含4个苗架，每个苗架4层，一次性可容纳4600株左右的嫁接苗进行愈合。装置内环境条件控制为温度在23℃左右，波动幅度在2.3℃左右；相对湿度在90%左右，波动幅度在5.5%左右；风速为0.1～0.3 m/s。

北京京鹏环球有限公司嫁接愈合装置

北京京鹏环球科技股份有限公司研发了一套嫁接愈合装置[7]（图5），这套装置主要由环境控制系统、循环通风系统、喷雾加湿系统、CO2供给系统、光照系统、温控系统、幼苗和框架保护设施组成。其外形尺寸为2680 mm×700 mm×1900 mm，

共4层，一次性可容纳2300株嫁接苗进行愈合。其内部环境参数控制为温度15～30℃，误差在0.5℃左右；相对湿度60%～90%，误差在3%左右。

华中农业大学嫁接愈合装置

华中农业大学黎煊等[8]于2015年研发了一套嫁接愈合装置（图6），并申请了专利。这套装置主要由主体围护结构、各种环境参数传感器、温度控制系统、湿度控制系统、光照控制系统、循环通风系统以及主控电路等部分组成，其外形尺寸为1900 mm×855 mm×2192 mm，内部共6层，每层可放6个标准穴盘，可容纳36盘穴盘的嫁接苗进行愈合。这套装置创新点在于可以对温度、相对湿度、光照等条件进行较大范围的自动调控，适合多种蔬菜嫁接苗的愈合；另外将一般使用的荧光灯改为LED红蓝光光源，愈合室内部层

高>30 cm，使得每层各处的光强相对以前的愈合装置更加均匀一致。不足之处是高湿度环境下光源的寿命受到一定影响。其具体参数如表3所示。

其他嫁接愈合装置

除上述嫁接愈合装置，目前在科研和生产上还有一些也在使用的嫁接愈合装置。2011年美国华盛顿州立大学的Johnson和Miles[2]在一项研究茄子、番茄和西瓜嫁接愈合的试验中，设计了3款嫁接愈合裝置，分别是模仿科研型嫁接愈合装置、生产型嫁接愈合装置以及简易覆盖材料的嫁接愈合装置。科研型嫁接愈合装置外形尺寸为3000 mm×1200 mm×800 mm，内部结构和前人设计的嫁接愈合装置基本一样；而设计的生产型嫁接愈合装置外形尺寸为

2200 mm×900 mm×600 mm，相对较小，其设计初衷是模拟生产型嫁接愈合装置的环境条件。武汉如意种苗高科技开发有限公司开发了一套大型嫁接苗愈合装置（图7），一次性能容纳10万株以上的嫁接苗进行愈合，这套装置相对简单，含有简单的加湿装置和通风系统，主要用于茄子和番茄嫁接苗的愈合。

蔬菜嫁接愈合装置研发和使用前景

尽管目前国内外多家单位已经开发了一系列的嫁接愈合装置，然而真正投入生产的并不多，大多处于研究试用阶段，主要原因有3个方面：①成本太高，使用维护费用比较昂贵，不适合一些中小育苗厂使用。欧洲一些国家如荷兰，在蔬菜嫁接苗生产中采用彩钢板作为建筑材料的愈合室进行嫁接苗的愈合，有效地降低了生产成本[9]；北京华农农业工程技术有限公司有将催芽室合并成愈合装置共用的案例，有效地提高了生产设备的利用效率，减少生产成本，这些都是很好的发展方向。②愈合室的设计没有固定的标准，本文所列举的各种愈合设施的尺寸、规模均不一样。美国华盛顿州立大学的Johnson等[2]研究结果表明，愈合室的大小不一样时，嫁接苗周围小环境的温湿度也会具有差异，尺寸大的愈合室其内部较尺寸小的愈合室的要低。因此，未來对于嫁接愈合装置的研发还应该考虑合适的尺寸和建立统一的标准。③嫁接愈合室内的环境均匀性还有待进一步提高，如何克服高湿环境对光源等系统稳定性的影响仍然是等待解决的课题。总之，低成本、实用、能满足嫁接苗高效愈合的嫁接愈合室应该是未来研发的重要方向。而对于中小型育苗企业，充分利用自然和设施条件，以简易的嫁接愈合装置为主，有利于降低成本，提高嫁接苗利润。

参考文献

[1] 别之龙.国际蔬菜嫁接新趋势与我国蔬菜嫁接发展若干问题

探讨——“2011蔬菜嫁接国际会议”的启示[J].中国蔬菜，

2012（6）：1-4.

[2] Johnson S J， Miles C A. Effect of healing chamber

design on the survival of grafted eggplant，tomato，and

watermelon[J].HortTechnology，2011，21（6）：752-758.

[3] 于金超.嫁接苗愈合装置的试验研究[D].哈尔滨：东北农业大

学，2008.

[4] 邱奕志，周立强，陈世铭.蔬菜嫁接苗癒合養生裝置之研製[J].

农业机械学刊，1999，8（3）：9-20.

[5] 辜松，江林斌，崔凤有.蔬菜工厂化嫁接育苗系统关键设备的试