Title

綠豆芽生長環境控制因子與生產模式之研究

Translated Titles

Study on Production Model and Growth Environment Control Factors of Mung Bean Sprout

DOI

10.6845/NCHU.2008.00843

Authors

鄭榮瑞

Key Words

綠豆芽 ; 環境控制因子 ; 生產模式 ; 乙烯施用 ; 生長特性 ; Mung bean sprout ; Environment control factor ; Production model ; Ethylene application ; Growth characteristics

PublicationName

中興大學生物產業機電工程學系所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2008年

Academic Degree Category

博士

Advisor

盛中德

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

為了發展高品質"銀芽"(一種將綠豆芽去除根部及子葉後的稱呼)的箱式多層栽培自動化生產模式,本研究針對箱式薄層栽培時芽菜生產環境控制因子-溫度、水份管理、乙烯、物理加壓、栽培密度對芽菜生長特性的影響分別進行探討,以期提供芽菜生產最適化控制,建立芽菜薄層栽培生產技術與模式。研究結果顯示在自然生長(未另施用乙烯)條件下,芽菜薄層栽培受生長溫度的極顯著影響,胚軸直徑的變化趨勢與生長溫度具有2次曲線關係;胚莖長度及生長倍數則具有S形曲線關係,低溫抑制生長,高溫易肇致生長障礙與病害,合適的萌芽期溫度應控制在33℃以下,生長溫度宜控制在28℃以下。噴水頻度對胚軸長度有極顯著影響;對根長及生長倍數則呈現顯著影響,但對胚軸直徑及剪切應力則呈現不顯著,在栽培期間以每2小時或4小時噴灌水一次可得到較適合芽菜生長環境的水分管理。不同乙烯處理時期與芽菜生產各項生長指標具有二次曲線關係。不同乙烯濃度處理對胚莖長度、胚軸直徑、生長倍數及剪切應力皆呈極顯著的影響;不同生長溫度對胚莖長度、胚軸直徑及生長倍數亦皆呈極顯著的影響,對剪切應力則呈顯著影響,兩者的交感作用對胚莖長度、胚軸直徑及剪切應力亦皆呈極顯著的影響,對生長倍數則呈顯著影響,顯見生長溫度及乙烯處理在芽菜生產過程為一極重要的環境控制因子,要作商業化生產合理的生長溫度應控制在33℃以下,乙烯濃度則可作為生產調節控制手段,在完全密閉且內部空氣循環系統作用良好的栽培室,可採較低濃度2ppm處理,可節省酒精的消耗。隨著加壓重量增加使芽菜之胚軸直徑、胚莖長度有變粗及變短趨勢,剪切應力亦有降低趨勢,當加壓重量在3g/cm2左右時其外觀最佳,可得最大胚軸直徑與最小剪切應力,有利於銀芽的生產。芽菜之生長特性不受栽培密度的影響,惟在實際栽培的觀察,栽培密度愈高,芽菜因生長推擠被頂起的比例較多,栽培密度太低,同面積生產效率較低,此皆影響銀芽收成比例,因此建議每箱以250公克較佳。綜合本研究之結果,要作合理的商業化銀芽芽菜生產,栽培密度宜控制在每箱250公克左右,生長溫度與乙烯濃度則可作為生產調節控制手段,最高生長溫度應控制在33℃以下,最適生長溫度以28℃以下,乙烯處理時機宜在播種後48小時即胚莖長度達1.5-2公分進行,乙烯處理濃度至少維持2ppm,噴灌頻度以每2-4小時噴湩一次,收穫適期宜在播種後累積生長時數達120小時。

English Abstract

In order to develop an automatic flat-tray production system for high quality " Silver sprout", mungbean sprouts which both radical and cotyledon are removed, the purpose of this research is to establish the optimum production conditions and operation model include the growing temperature, the moisture management, the density of the mungbean, the application of the ethylene and its concentration and the physical pressure above the tray. The effect of temperature on the growth of mungbean sprout without the application of the ethylene is evaluated, and the result reveals that the growing temperature is a key factor for the growth of mungbean sprout in the flat-tray production system, and there is quadratic effect between the diameter of hypocotyl (DH) and the growth temperature; The length of hypocotyl (LH) and the multiple index of growth rate (MIGR) shows the S curve. Since the growth temperature significantly affect the initial growth of mungbean sprout, the low temperature suppresses the growth, and the high temperature will cause the occurrence of plant disease and hinder the growth of the sprout, therefore, the maximum temperature for seed germination should be 33℃ and the growth temperature for marketable sprouts is 28℃ below. The frequency of sprinkle is another factor that can significantly influent the length of radical and hypocotyls and MIGR. The effect of sprinkle on DH and the shearing resistance stress of hypocotyls (SRSH) is not significant. The optimum frequency of sprinkle is once every 2 to 4 hours. There is quadratic effect between the timing of ethylene treatment and the growth of sprouts, the effect of the ethylene treatment on LH, DH, MIGR and SRSH is highly significant. The effect of temperature on LH, DH and MIGR is highly significant. The effect of temperature on SRSH is significant. There is significant interaction effect between the ethylene treatment and temperature, and the interaction on LH, DH, and SRSH is highly significant. The interaction of the ethylene treatment and temperature on MIGR is significant. Therefore, the application of ethylene and temperature are the major factors for the production of the mungbean sprouts. The maximum growth temperature for the commercial production in the multilayer model is 33℃, and the application of the ethylene is the key measurement to control the quality of sprouts. The optimum concentration of ethylene in a completely airtight multilayer cultivation room is 2ppm. The increase of the physical pressure on the top of the flat-tray will increase DH and decrease LH and SRSH, and the optimum pressure is 3 g/cm² for the production of the high quality “silver sprout”. The best density of silver sprout per tray is 250 grams, if there are too many seeds in the tray, some sprouts can not attached in the tray since the over crowd. If there are too less seeds in the tray, then the efficiency of production is low. Summarize the overall results, the optimum production conditions for the silver sprouts in the flat-tray system are following: The best density per tray is 250 grams, and the growing temperature and the treatment of ethylene are crucial factors for the growth of mungbean sprout in the flat-tray production system. The maximum temperature for seed germination should be 33℃ and the growth temperature for marketable sprouts is 28℃ below. The best timing for the treatment of ethylene is 48 hours after the sowing when the LH is 1.5 to 2 cm, and minimum concentration is 2 ppm. The frequency of sprinkle is once every 2 to 4 hours. The optimum harvest time is 120 hours after the sowing.

Topic Category 農業暨自然資源學院 > 生物產業機電工程學系所
生物農學 > 生物環境與多樣性
工程學 > 電機工程
Reference
  1. 1.方新政、林正斌、林一品。1992。芽苗菜培育技術之研究。台南區農業改良場研究彙報。28:13-22。
    連結:
  2. 13.林瑞松。1978。綠豆芽施用植物荷爾蒙生產之研究。台中。中華農業研究。27(3):223-227。
    連結:
  3. 14.洪登村。1980。Ethephon 對綠豆芽生長之影響。中國園藝。26(2,3): 98-105。
    連結:
  4. 16.張金發。1988。豌豆苗生產自動化催芽系統。桃園。桃園區農業專訊。
    連結:
  5. 17.張喜寧。1986。新種類芽菜之短根培育法。中國園藝。32(1):54-60。
    連結:
  6. 18.張喜寧、葉紋真。1984。綠豆芽生產衛生條件之探討與改進。中國園藝。30(2):120-125。
    連結:
  7. 19.張喜寧、林瑞松。1977。綠豆芽生產之研究(一)物理加壓生產綠豆芽之生理研究。中國園藝。23(3):129-134。
    連結:
  8. 22.彭德昌。1987。不同品種、播種量及綠化處理對蘿蔔嬰產量之影響。花蓮區農業改良場研究彙報。3:55-59。
    連結:
  9. 25.游俊明、陳世銘、張金發。2004。豌豆苗生產自動化系統。設施園藝學。主編:蔡金川、林俊義、沈再發、蕭吉雄。205-208。台北。財團法人台北市七星農田水利研究發展基金會。
    連結:
  10. 36.鄭榮瑞、陳萬褔、盧子淵、施清田。1993。芽菜生產自動化。台南。台南區農業技術專刊集合本。pp:120-130。
    連結:
  11. 44.Frank B. Salisbury, Bruce Bugbee. 1988. Plant Productivity in Controlled Environments. HortScience.23 (2): 293-299.
    連結:
  12. 45.Hamamoti, H. 1994. Growth analysis of spring Spinash under the rowcover. ENVIRONMENTAL Control in Biology 2(2):77-83.
    連結:
  13. 46.Gabriel, A.A., Berja, M.C., Estrada, A.M.P., Lopez, M.G.A.A., Nery, J.G.B., Villaflor, E.J.B. 2007. Microbiology of retail mung bean sprouts vended in public markets of National Capital Region, Philippines. FOOD CONTROL. v.18(10):1307-1313.
    連結:
  14. 47.Gerrit van Straten. 1999. Acceptance of Optimal Operation and Control methods for Greenhouse Cultivation. Annual review in control.23: 83-90.
    連結:
  15. 49.I. Seginer, I.Ioslovich. 1999. Optimal spacing and cultivation intensity for an industrialized crop production system. Agricultural system. 62:143-157.
    連結:
  16. 55.NACMCF.1999.Microbiological safety evaluations and recommendations on sprouted seeds. International Journal of Food Microbiology.52: 123-153.
    連結:
  17. 56.Penas, E., Gomez, R., Frias, J., Vidal-Valverde, C. (2008). Application of high-pressure treatment on alfalfa (Medicago sativa) and mung bean (Vigna radiata) seeds to enhance the microbiological safety of their sprouts. FOOD CONTROL. v.19(7):698-705.
    連結:
  18. 59.T. Morimoto, T. Torii and Y. Hashimoto. 1995. Optimal control of physiological processes of plants in a green plant factory. Control Eng. Practice.3 (4): 505-511.
    連結:
  19. 2.王小華。1991。豌豆芽菜生產特性之研究。碩士論文。台中。國立中興大學園藝學研究所。
  20. 3.李阿嬌、廖芳心。2004a。苜蓿芽栽培。設施園藝學。主編:蔡金川、林俊義、沈再發、蕭吉雄。208-210。台北。財團法人台北市七星農田水利研究發展基金會。
  21. 4.李阿嬌、廖芳心。2004b。小麥苗栽培。設施園藝學。主編:蔡金川、林俊義、沈再發、蕭吉雄。210-212。台北。財團法人台北市七星農田水利研究發展基金會。
  22. 5.李蓮珠。1991。綠色小精靈─豆芽。吃在台北。15:29- 52。
  23. 6.何偉真、黃泮宮、林正雄。1989。豌豆芽菜生產技術之探討。台中。第二屆設施園藝研討會專集 p.218-225。
  24. 7.何偉真、黃泮宮、林正雄。1990。豌豆芽菜生產之研究。台北。設施園藝之研究與技術開發計畫執行成果報告:416-425。
  25. 8.何偉真、黃泮宮。1992。芽菜生產之研究。台北。設施園藝之研究與技術開發計畫執行成果報告: 181-184。
  26. 9.呂秀英、陳烈夫、呂椿棠、顏吉雄。1995。以Richavds函數建立水芋之生長模式。中華農學會報171:22-34。
  27. 10.林學正、鄭榮瑞、王昭月、陳萬褔。1990。植物工廠生產銀芽之研究。台北。設施園藝之研究與技術開發計畫執行成果報告:176-183。
  28. 11.林學正、潘文祥、鄭榮瑞。1990。芽菜生產之研究。台北。設施園藝之研究與技術開發計畫執行成果報告: 410- 415。
  29. 12.林學正、潘文祥、鄭榮瑞、周明燕。1992。芽菜生產之研究。台北。設施園藝之研究與技術開發計畫執行成果報告:175-180。
  30. 15.黃貴豪。1999。訪台大園藝系張喜寧教授談台灣芽菜產業的過去、現在與未來發展。台北。豐年49(16):48-51。
  31. 20.馮豐隆、楊榮啟。1990。史納德、紫普曼-理查生長函數式在林木各種性態值生長上之應用。台大農學院研究報告 30:51-63。
  32. 21.陳加忠、雷鵬魁。1997。小白菜生長模式之評估。農林學報 46(2) : 65-83。
  33. 23.詹國連、劉慧瑛。1991。黃豆芽及其適用品種簡介。台灣省農業試驗所技術服務。6:11-15。
  34. 24.劉政道、林純英。1992。豌豆苗生產技術改進之研究(I)栽培介質對豌豆苗生產之影響。設施園藝之研究與技術開發計畫執行成果報告。pp:408-413。
  35. 26.鄭榮瑞。2004。綠豆芽及黃豆芽之設施生產。設施園藝學。主編:蔡金川、林俊義、沈再發、蕭吉雄。212-219。台北。財團法人台北市七星農田水利研究發展基金會。
  36. 27.鄭榮瑞、鍾瑞永、鄭安秀、林棟樑、盛中德、陳義信、陳柏宏。2001。芽苗菜自動化生產設備之商品化。研究報告:14(未發表)。台南。行政院農業委員會台南區農業改良場。
  37. 28.鄭榮瑞、鍾瑞永、張振厚、鄭安秀、林棟樑、盛中德、陳義信、陳柏宏。2002。芽苗菜自動化生產設備之商品化。研究報告:15(未發表)。台南。行政院農業委員會台南區農業改良場。
  38. 29.鄭榮瑞、鍾瑞永、鄭安秀、林棟樑、盛中德、陳義信、陳柏宏。2003。芽苗菜自動化生產設備之商品化。研究報告:15(未發表)。台南。行政院農業委員會台南區農業改良場。
  39. 30.鄭榮瑞、施清田、盧子淵、林棟樑、賴建洲。1999。苗菜箱式栽培自動化之研究與發展。台中。蔬菜容器栽培技術開發研討會專集。pp:68-94。
  40. 31.鄭榮瑞、施清田、盧子淵、鍾瑞永。1997。食用豆苗綠化管理設施之研究。八十六年農業機械論文發表會論文摘要集。p p:137-138。
  41. 32.鄭榮瑞。1997。芽苗菜生產自動化。台北。農政與農情。60:89-90。
  42. 33.鄭榮瑞、陳萬褔、盧子淵、賴建洲。1994。芽菜生產工廠自動化之研究。八十二年度農機研究發展與示範推廣報告(上)。pp:382-396。
  43. 34.鄭榮瑞、陳萬褔、盧子淵、王仕賢、林棟樑、賴建洲。1993。芽菜一貫式自動化生產。台北。豐年月刊。43 (22)。
  44. 35.鄭榮瑞、陳萬褔、盧子淵、陳加忠、賴建洲。1993。芽菜生產工廠自動化之研究。八十一年度農機研究發展與示範推廣報告(下)。pp:30-48。
  45. 37.鄭榮瑞。1993。芽菜生產自動化。台北。農漁牧產業自動化專輯 。pp:15-36。
  46. 38.鄭榮瑞、陳萬褔、盧子淵、陳加忠、賴建洲。1992。芽菜生產工廠自動化之研究。八十年度農機研究發展與示範推廣報告(下)。pp:86-102。
  47. 39.譚聲源。1973。改進豆芽菜製法及罐製菉豆芽之研究。食品工業 。5(3):20-26。
  48. 40.井上重陽、山崎力。1953 種子の發芽溫度に關する研究。高知大學學術研究報告。2(34):1-5。
  49. 41.Chang D. C. N.1978. A study of mungbean sprouts production. Proceedings of the 1st International Mungbean Symposium. P: 64-68.
  50. 42.Chang, C. N. and S. J. Chen.1986. Responses of etiolated mungbean sprouts to plant hormones Plant Growth Regulations in Agriculture. FFTC Book series 34:90-97.
  51. 43.Causton, D. R. and J. C. Venus. 1981. The Biometry of Plant Growth. Edward Arnold Ltd., London.
  52. 48.Hong, D.O., Jeon, S.H., Lee, C.W., Kim, H.Y., Kang, J.H. 2008. Morphological characters and color of mungbean sprouts affected by water supplying on the harvest day. KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE. v.53(1):28-33.
  53. 50.Kang, J.H. ;Ryu, Y.S. ;Yoon, S.Y. ;Jeon, S.H. ;Cho, S.H. 2004. Effects of aeration period and temperature after imbibition on growth of mungbean sprouts. KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE. v.49(6):472-476.
  54. 51.Kang, J.H. ;Ryu, Y.S. ;Yoon, S.Y. ;Jeon, S.H. ;Kim, H.K. 2004. Effect of benzyladenopurine soaking period on growth of mungbean sprouts. KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE. v.49(6):477-481.
  55. 52.Kang, J.H. ;Ryu, Y.S. ;Yoon, S.Y. ;Jeon, S.H. ;Kim, S.R. 2004. Effect of benzyladenopurine concentration in soaking solution on growth of mungbean sprouts. KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE. v.49(6):482-486.
  56. 53.Kang, J.H. ;Ryu, Y.S. ;Yoon, S.Y. ;Jeon, S.H. ;Jeon, B.S. 2004. Growth of mungbean sprouts and commodity temperature as affected by water supplying methods. KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE. v.49(6):487-490.
  57. 54.Lee, J.H. ;Chung, I.M. ;Park, S.J. ;Kim, W.H. ;Kim, S.Y. ;Kim, J.A. ; Jung, W.S. 2004. Manipulating isoflavone levels in mungbean sprouts by chemical treatment. KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE. v.49(6):528-532.
  58. 57.SPSS. 2001. SigmaPlot 2001 forWindows. Ver. 7.0 Chicago, Ill.: SPSS, Inc
  59. 58.SYSTAT. 2007. SYSTAT manuals: data, statistics I, II, III, graphics, Ver. 12, CA, STSTAT software. Inc.
  60. 60.Thonley, J. H. and I. R. Johnson. 1990. Plant and Crop Modelling. Oxford, London. U.K.
  61. 61.Troszynska, A., Woejszo, A., Narolewska, O. 2006. Effect of germination time on the content of phenolic compounds and sensory quality of mung bean (Vigma radiata L.) sprouts. POLISH JOURNAL OF FOOD AND NUTRITION SCIENCES. v.15(4):453-459.
Times Cited
  1. 古璧甄(2015)。高植化素綠豆(Vigna radiata (L.) Wilczek)芽菜 栽培之研究。臺灣大學園藝學研究所學位論文。2015。1-128。 
  2. 白育綸(Allen Bai);曾婉寧(Wan-Ning Zeng)(2013)。實驗設計法研究綠豆芽生長最佳化。機械技師學刊。6(3)。20-26。 
  3. 劉筱筠(2017)。種子及栽培對落花生芽菜生長與白藜蘆醇含量之影響。中興大學園藝學系所學位論文。2017。1-78。