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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭榮瑞
研究生(外文):Jung-Jui Cheng
論文名稱:綠豆芽生長環境控制因子與生產模式之研究
論文名稱(外文):Study on Production Model and Growth Environment Control Factors of Mung Bean Sprout
指導教授:盛中德盛中德引用關係
學位類別:博士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:生物產業機電工程學系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:124
中文關鍵詞:綠豆芽環境控制因子生產模式乙烯施用生長特性
外文關鍵詞:Mung bean sproutEnvironment control factorProduction modelEthylene applicationGrowth characteristics
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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。
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.
摘要 III
ABSTRACT IV
謝誌 VI
目錄 VII
圖目錄 X
表目錄 XIII
符號表 XVI
第一章、前言 1
第二章、文獻探討 3
2-1 芽菜生理與栽培環境 3
2-1-1溫度與水分 3
2-1-2乙烯 4
2-2生長模式 5
2-3生產模式 6
2-3-1栽培容器 6
2-3-2芽菜栽培系統 9
第三章 試驗設備與方法 11
3.1試驗設備 11
3-1-1生長溫度控制設備 11
3-1-2栽培桶 12
3-1-3乙烯儲存桶 12
3-1-4黏彈性物質測定儀(Rheo Meter) 13
3-1-5電子磅秤及游標尺 13
3-1-6氣相層分析儀(gas chromatographic instruments) 14
3-1-7栽培室 14
3-1-8溫度、濕度感測器 14
3-1-9乙烯產生器 15
3-1-10介面控制器裝置 15
3-1-11監測電腦 15
3-1-12可程式控制器 15
3.2試驗材料處理 15
3-2-1供試材料 15
3-2-2浸種處理 16
3-3生長環境控制因子對芽菜生長特性之影響 16
3-3-1芽菜之生長特性與溫度變化的關係 16
3-3-2芽菜之生長特性與水分管理變化的關係 16
3-3-3芽菜之生長特性與乙烯施用時期的關係 16
3-3-4芽菜之生長特性與物理加壓的關係 17
3-3-5芽菜之生長特性與栽培密度的關係 17
3-4環境控制條件應用與生產模式建立 17
3-4-1芽菜生長曲線之配適與生產模式建立 17
3-4-2生產系統建立及模擬應用 18
3-5.結果統計分析 18
第四章、結果與討論 19
4-1.綠豆芽浸種前後基本物性 19
4-2.綠豆芽栽培生長環境控制因子對芽菜品質之影響 20
4-2-1芽菜之生長特性與溫度變化的關係 20
4-2-2 芽菜之生長特性與噴灌頻度變化關係 33
4-2-3 芽菜之生長特性與乙烯之施用探討 50
4-3.物理加壓對芽菜生長特性之影響 61
4-3-1加壓重量對芽菜初期生長特性之影響 61
4-3-2 加壓重量對芽菜收穫適期生長特性之影響 64
4-3-3 加壓重量、生長期間對胚軸直徑的影響 67
4-3-4 物理加壓在生長期間對芽菜生長特性之綜合分析 73
4-4.栽培密度對芽菜生長特性之影響 74
4-4-1栽培密度與乙烯之釋放時期對芽菜初期生長特性之影響 74
4-4-2 栽培密度與乙烯之釋放時期對芽菜收穫期生長特性之影響 82
4-4-3 栽培密度、乙烯之釋放時期及生長時期對芽菜生長特性之影響 90
4-4-4 栽培密度對芽菜生長特性之綜合分析 107
4-5芽菜生長曲線之配適與生長模式最佳化 107
4-6 薄層式立體循環栽培作生產模式建置 109
4-6-1 生產作業流程規劃 109
4-6-2 芽苗菜境動化生產設施與設備配置 109
4-6-3 芽菜自動化生產工廠規劃 109
4-6-4 芽菜生產作業自動化管理及控制系統整合 114
第五章、結論與建議 118
5-1結論 118
5-2建議 119
第六章、參考文獻 120
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