谷瑞豐
鮮花中的這個“鮮”字,不僅是觀賞價(jià)值的核心,更是經(jīng)濟(jì)價(jià)值的基礎(chǔ)。
鮮花保鮮需二“jì”
鮮花采收后,通常需要經(jīng)過預(yù)處理、分級、包裝、貯藏、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。在這些采后處理環(huán)節(jié)中,可以保持鮮花的新鮮狀態(tài),延長鮮花觀賞期的處理技術(shù),就是鮮花的保鮮技術(shù)。
鮮花保鮮中,關(guān)鍵是兩個“jì”。
第一個保鮮“jì”,是藥劑。鮮花采收后就失去了根對于花朵的養(yǎng)分和水分的供應(yīng)。因此,鮮花開放過程中,所需的一切物質(zhì),除了莖稈中儲備的以外,其余都依靠莖稈從瓶插的液體環(huán)境中吸收。同時(shí),采收后的處理、流通環(huán)境相較于采收前的生長環(huán)境也極為不同。高效的保鮮液能為采收后和流通環(huán)節(jié)中的鮮花提供充足的養(yǎng)分,同時(shí)還能調(diào)節(jié)鮮花的采后代謝狀態(tài),使鮮花適應(yīng)采后環(huán)境變化。
第二個保鮮“jì”,是技術(shù)。鮮花采后處理的每一個環(huán)節(jié)都需要適宜的環(huán)境和處理方式,其中包括溫度、濕度、氣體環(huán)境調(diào)控和病蟲害防控等。鮮花采收后,它的花期就是一場與時(shí)間的賽跑,為了?!磅r”,就需要在各個環(huán)節(jié)提高處理效率,縮短處理時(shí)間,盡量使鮮花擁有更長的花期和觀賞狀態(tài)。鮮花的采后保鮮技術(shù)體系,就是在鮮花預(yù)處理、分級、包裝、貯藏、運(yùn)輸?shù)炔珊蟓h(huán)節(jié)中,為營造適宜環(huán)境條件,縮短采后處理時(shí)間,所使用的各種現(xiàn)代化的相互配合的一系列技術(shù)措施。
抗衰配方?“基因尺”量一量
鮮花與其他農(nóng)作物的保鮮要求不同。多數(shù)農(nóng)作物的保鮮要求為保持新鮮的外觀和避免營養(yǎng)物質(zhì)流失。鮮花不僅要求外觀新鮮,還要求經(jīng)過一系列采后流通和貯藏的處理后,鮮花可以開放,而且要開得好、開得久,這可不簡單!
若想研發(fā)出高效的保鮮產(chǎn)品和技術(shù),搞懂鮮花的開放和衰老的機(jī)理是第一步。為了解析鮮花開放和衰老的機(jī)理,團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師高俊平教授帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室歷經(jīng)30年,從分析花朵衰老的抗氧化酶調(diào)節(jié)機(jī)制起步,發(fā)現(xiàn)了調(diào)控乙烯響應(yīng)的關(guān)鍵受體和乙烯響應(yīng)程度的標(biāo)記基因,揭示了乙烯與其他激素之間的互作機(jī)制;發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)水分跨膜運(yùn)輸?shù)乃ǖ赖鞍卓勺鳛槭盘柛惺芷鳎鞔_了抑制失水程度可同時(shí)改善乙烯和失水脅迫的雙重耐性,取得了一系列花卉保鮮研究領(lǐng)域的重大突破。
課題組研究發(fā)現(xiàn),乙烯作為一種促進(jìn)衰老的激素,通過抑制生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素,進(jìn)而迅速加速鮮花的衰老進(jìn)程,引起鮮花早衰。鮮花在運(yùn)輸過程中面臨失水脅迫時(shí),其實(shí)并不會釋放乙烯,在經(jīng)歷失水脅迫后的復(fù)水過程中乙烯才會集中爆發(fā)。
于是,我們就設(shè)想通過激素間的互作作用,通過為預(yù)處液補(bǔ)充被乙烯抑制的激素,來延緩鮮花經(jīng)長距離運(yùn)輸品質(zhì)迅速劣變的現(xiàn)象。在激素篩選中有一個難點(diǎn),就是確定相關(guān)激素補(bǔ)充的量的問題。因?yàn)榧に鼐哂形⒘?、高效的特點(diǎn),不同含量的激素可能起到截然相反的作用。為了精準(zhǔn)進(jìn)行激素合理使用,我們利用分子生物學(xué)中的“標(biāo)記基因”這個標(biāo)尺,為激素的使用進(jìn)行定量。這就像應(yīng)用在我們?nèi)粘I钪械男律鷥夯蚝Y查技術(shù),其本質(zhì)就是利用不同“標(biāo)記基因”對相關(guān)疾病的指示作用。不同激素調(diào)節(jié)鮮花采后代謝,也都是通過調(diào)節(jié)特定代謝通路基因的表達(dá)而發(fā)揮作用的。在進(jìn)行不同激素處理后,我們通過觀察不同激素代謝通路中,調(diào)節(jié)鮮花衰老發(fā)揮關(guān)鍵作用的“標(biāo)記基因”的表達(dá)量變化,來實(shí)現(xiàn)對激素處理效果的量化,精準(zhǔn)判斷不同激素用量對鮮花衰老的調(diào)控作用,從而精準(zhǔn)篩選出以激素為核心的高效抑制鮮花衰老的保鮮劑配方。
兩難問題多面解
鮮花采后保鮮是個系統(tǒng)性的工程,通過孫小明副教授的指導(dǎo),我們將預(yù)冷環(huán)節(jié)作為保鮮技術(shù)研發(fā)升級的突破口。
預(yù)冷是鮮花控溫鎖鮮的第一步驟。傳統(tǒng)的鮮花采收后為了便于運(yùn)輸和采后處理,通常是200枝捆扎在一起的,這個數(shù)量的鮮花,從20℃度降到4℃平均需要15小時(shí)。為了實(shí)現(xiàn)鮮花的快速批量降溫,我們曾借鑒國外經(jīng)驗(yàn),探索適用于鮮花的壓差預(yù)冷技術(shù)。壓差預(yù)冷技術(shù)雖然可以快速降溫,但常易造成預(yù)冷產(chǎn)品的失水和預(yù)冷不均勻的問題。
基于課題組關(guān)于鮮花在經(jīng)過失水后,復(fù)水時(shí)會出現(xiàn)乙烯爆發(fā),進(jìn)而由乙烯催化鮮花衰老的機(jī)制新發(fā)現(xiàn),結(jié)合鮮花呼吸時(shí),由于氣孔的開閉,導(dǎo)致水分散失的規(guī)律,我們總結(jié)出,在預(yù)冷中控制鮮花失水,是鮮花預(yù)冷亟須解決的問題。
據(jù)此,我們探索適用于鮮花的規(guī)?;瘔翰铑A(yù)冷技術(shù)。壓差預(yù)冷技術(shù)的原理是利用軸流風(fēng)機(jī)對冷空氣的抽吸作用,使冷空氣快速流經(jīng)鮮花表面,通過冷空氣與鮮花的對流換熱,使鮮花快速降溫。這個過程就如同我們想要一杯熱水快點(diǎn)變涼,常會對熱水吹一吹,這就是通過吹氣加速熱水與空氣的對流換熱,來使熱水快速降溫。在鮮花壓差預(yù)冷中,過高的空氣流速可以提升預(yù)冷速率,但也會加大鮮花的預(yù)冷失水率。而降低空氣流速雖然可以減少鮮花預(yù)冷失水率,但也會使預(yù)冷速率降低。面對這種兩難的情況,我們一邊控制空氣流速,一邊優(yōu)化包裝箱開孔方式,盡量增大空氣流量,加速預(yù)冷,避免流速過快造成的鮮花過度失水,同時(shí)使不同位置的鮮花所接觸的空氣流量相近,提升預(yù)冷的均勻度。之后,使用覆蓋材料密封鮮花包裝箱之間的縫隙,提升包裝箱兩端的氣壓差,提高預(yù)冷能源消耗的有效性。最終,開發(fā)出適用于鮮花快速降溫的壓差預(yù)冷技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對緩慢降溫的冷庫預(yù)冷技術(shù)的替代,解決了預(yù)冷中過度失水的問題,將預(yù)冷時(shí)間縮短2小時(shí),減少預(yù)冷能耗50%。
在隨后的鮮花品質(zhì)分級環(huán)節(jié)中,為了將鮮花快速、精準(zhǔn)進(jìn)行等級劃分,實(shí)現(xiàn)“好花好價(jià)”,我們團(tuán)隊(duì)建立了基于圖像識別的質(zhì)量分級數(shù)據(jù)庫,將數(shù)據(jù)庫植入自動分級設(shè)備,進(jìn)行自動化分級,日處理量20萬枝以上,為以前人工分級的5倍,且分級準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。后續(xù)我們對分級完成后的包裝、貯藏、品質(zhì)可追溯的實(shí)現(xiàn)等多環(huán)節(jié)都進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化升級。最終我們團(tuán)隊(duì)以預(yù)冷溫度控制為核心,集成保鮮液處理技術(shù)、自動分級技術(shù)、機(jī)械包裝技術(shù)、低溫貯藏保鮮技術(shù)和鮮花出庫質(zhì)量檢測技術(shù),進(jìn)而形成了完善的鮮花運(yùn)銷綜合保鮮技術(shù)體系。
責(zé)任編輯:馬春梅