低硝酸鹽蔬菜及其栽培方法

專利名稱：低硝酸鹽蔬菜及其栽培方法
技術領域：
本發明涉及蔬菜栽培方法，尤其涉及一種低硝酸鹽蔬菜及其栽培方法。二、 背景技術蔬菜高硝酸態氮(No;r—N)含量對人體的健康有不良影響，是一個長期困擾農業專家的議題，也是農耕種植業界迄今無法提出有效解決對策的技術性難題，至今很少有人針對控制蔬菜硝酸態氮(NOr—N)含量的問題進行研究，更 遑論技術的開發與突破；在本發明提出申請之前，他人除利用基因改造技術， 試圖改變農作物(包括蔬菜)的基因及成分外，很少有其它針對蔬菜有害人體 成分，進行定量控制的實驗或探討；然而基因改造技術所種植的農產品，對 人體有否不良影響？基因改造技術對農業或生態之影響范圍有多大？其所衍 生的其它不可預知風險有多高？除非有一段較長的觀察期間，否則無法確知； 截至目前為止，學術界或基因改造技術業界，尚無任何令人完全信服的論文、 數據或說帖提出；硝酸態氮(NO:廠一N) —般俗稱為硝酸鹽。人類社會型態演變的過程，依序為漁獵社會、畜牧社會、農耕杜會等等； 至近二百年來，人類因產業革命以及隨著產業革命而來的農業革命(綠色革命) 使得農作物的生產效率大幅提高，而農作物收成激增的結果更使得絕大部分 的人口均能免于饑餓摧殘；截至目前為止，針對農業革命(綠色革命)的得失， 一般人尚可接受利多于弊的評價；但農業革命因土地被過度開發利用，早已 造成土質劣化的現象，而土質加速劣化的結果又迫使農民在劣質土地上大量 施用化學肥料，以求對每況愈下的農耕情形有所改善，在如此惡性循環的耕 種活動之下，更加速造成耕地土質酸化，地力耗竭等不良惡果，而且傳統土 耕種植的經營方式，必須消耗大量灌溉用的淡水，在淡水資源越來越顯珍貴 的今日，產出效率更高的水耕種植方法，遂成為近代農業經營者所重視的耕 種方法之一；尤有甚者，全球氣溫在20世紀短短100年間即已上升0. 6"C， 有些針對全球氣候演變進行仿真的計算機模型，推算出本世紀地球氣溫會升 高3.3"C以上，屆時極地冰原溶化將令海平面上升，迫使沿海可耕用地退縮甚 或消失，世界七大河流除亞馬孫河及剛果河之外，都發生水量減少的情形，
中國的黃河近50年來部分河段竟有17次斷流的現象；全球暖化的結果，則可能造成更多強烈風暴與豪雨等極端氣候現象的頻繁出現(按2005年臺灣地 區降雨量增加約300豪米但降雨天數則減少28天)，氣象上短周期的劇烈變 化，勢必擾亂雨水滋養傳統農業區的降水規律，嚴重影響傳統農業的經營以 及農產品的收成與價格，因此具有高生產效率之水耕種植方法，遂成為近代 農耕種植業者提高產值的選項之一；但水耕種植方法雖可改善前敘耕地減少、 大量消耗灌溉用淡水、任意施用化學肥料造成土質劣化等現象，也衍生出任 意排放水耕廢營養液，造成河川、湖泊優養化的不良后果，又意外發現水耕 蔬菜經常有高硝酸態氮殘留量，妨礙消費者健康的不良后果。本發明針對以 上所述諸多明顯破壞環境、浪費淡水資源，又無法提供安全衛生蔬菜的傳統 農耕、水耕或有機種植方式，提出創新而且有效的改善對策。 三、發明內容本發明的主要目的在于克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種低硝酸 鹽蔬菜及其栽培方法，采用先進水耕種植系統及中斷營養液供給法，使栽培 出的蔬菜的硝酸態氮(N0r—N)檢出量低于450ppm.且具有節約灌溉用淡水、 方便營養液回收再利用、完全杜絕排放水耕廢液、增進蔬菜生長速率、增加 蔬菜種植坪效等優點，還可達到多層種植增加土地利用坪效，大幅降低耕作 人力，杜絕來自土壤病蟲害的目的。本發明的目的是由以下技術方案實現的。本發明低硝酸鹽蔬菜，其特征在于，其硝酸態氮(NO:廠一N)檢出量低于 450ppm.，艮卩NO:廠一N (mg/kg) S450ppm.。本發明低硝酸鹽蔬菜的種植系統，其特征在于，是由水耕種植區及營養液 供應及回收系統構成。本發明低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其特征在于，是利用調降蔬菜硝酸態氮 含量方法栽培，將蔬菜通過先進水耕種植系統栽種，再配合中斷營養液供給法 培養產出；該先進水耕種植系統主要采用水耕種植區，中斷營養液供給法通過 營養液供應及回收系統完成；將蔬菜于水耕種植區進行栽種，待蔬菜生長至釆 收日之前的特定期間內，配合中斷營養液供給法，將營養液回收，改為僅供應 清水，使蔬菜利用光合作用的自然法則，有效消費轉化植株內囤積的硝酸態氮， 達到蔬菜植株內的硝酸態氮含量降至低于450ppm.。前述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其中中斷營養液供給法所采用的營養液
供應及回收系統包括 一營養液儲存桶、 一灌溉水儲存桶、 一營養液加壓泵、 一營養液回收泵、 一營養液調整泵、一EC/ph值檢知及控制器、一UV紫外線 殺菌燈及一精密過濾器。前述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其中先進水耕種植系統采用的水耕種植 區包括 一營養液供應管、 一多孔水耕種植管、 一營養液回收管及一加強人 工光照設備。前述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其中營養液儲存桶包括 一營養液控制 閥及一營養液液面控制器；所述灌溉水儲存桶包括 一灌溉水控制閥及一灌 溉水液面控制器；所述EC/ph值檢知及控制器包括一 EC液容器、一 ph液 容器、一EC液注液管、一ph液注液管、一 EC/ph值偵測線路及一 EC/ph控 制線路；所述營養液供應管包括一營養液平衡管。前述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其中多孔水耕種植管設有系列數個圓形 植栽孔。前述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其中營養液回收管包括 一營養液回收 閥及一排放閥。前述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其中加強人工光照設備包括 一光電感 知器、 一光訊號傳輸線路、 一輸電線及一高效水銀燈組。本發明低硝酸鹽蔬菜及其栽培方法的有益效果是，其是采用特定栽培方 法而生產出的蔬菜，硝酸態氮(N0r—N)檢出量低于450ppm.為其特征；本發 明提供的控制蔬菜硝酸態氮含量的方法，是采用先進水耕種植系統及中斷營 養液供給法；該方法具有控制蔬菜硝酸態氮含量為(NO廠一N(mg/kg) ^ 450ppm.)規格的效果，且具有節約灌溉用淡水、方便營養液回收再利用、完 全杜絕排放水耕廢液、增進蔬菜生長速率、增加蔬菜種植坪效等優點，采用 該方法生產的蔬菜硝酸態氮殘留量為NOr—N (mg/kg) S450ppni.，營養液回 收再利用容易，節約灌溉用水，可精準調控營養液的EC值及ph值，可多層 種植增加土地利用坪效，大幅降低耕作人力，還可防止杜絕來自土壤的病蟲 害。四

圖1為本發明控制蔬菜硝酸態氮含量方法工藝流程示意圖。 圖2為本發明營養液供應及回收系統工藝流程示意圖。 圖3為本發明水耕種植區系統配置圖。
圖4為本發明水耕種植管示意圖。閣4A為本發明水耕種植管局部放大不意閣。 圖5為本發明水耕需水量比較示意圖。 圖6為現有水耕需水量示意圖。圖中主要標號說明l營養液供應及回收系統、ll營養液儲存桶、111營養液控制閥、112營養液液面控制器、12灌溉水儲存桶、121灌溉水控制閥、 122灌溉水液面控制器、123灌溉水控制閥、13營養液加壓泵、14營養液回 收泵、15營養液調整泵、16為EC/ph值檢知及控制器、161為EC液容器、162 為ph液容器、163為EC液注液管、164ph液注液管、165為EC/ph值偵測線 路、166為EC/ph控制線路、17為UV紫外線殺菌燈、18精密過濾器、2水耕 種植區、21營養液供應管、211營養液平衡管、22多孔水耕種植管、221圓 形植栽孔、23營養液回收管、231營養液回收閥、232排放閥、24加強人工 光照設備、241光電感知器、242光訊號傳輸線路、243輸電線、244高效水 銀燈組。五具體實施方式
本發明提供一系列低硝酸鹽蔬菜，其是釆用特定栽培方法而生產出的蔬 菜，硝酸態氮(NOr-N)檢出量低于450ppm.為其特征；本發明實施例控制蔬菜硝酸態氮含量的方法，是采用先進水耕種植系統及中斷營養液供給法，作 為本實施例舉例說明的范例；該方法具有控制蔬菜硝酸態氮含量為(NO:,一一 N(mg/kg)S450ppm.)規格的效果(參閱圖1所示)，且具有節約灌溉用淡水、 方便營養液回收再利用、完全杜絕排放水耕廢液、增進蔬菜生長速率、增加 蔬菜種植坪效等符合專利法關于新穎性、創造性與產業實用性等專利構成要 件，其特點如下1、可控制蔬菜硝酸態氮殘留量為N0:,一一N (mg/kg) S450ppm.。 2、營養液的回收再利用容易。3、節約灌溉用水。4、可精準調控營養液的EC 位及ph值。5、可多層種植增加土地利用坪效。6、可大幅降低耕作人力。7、 可防止杜絕來自土壤的病蟲害。本發明實施例控制蔬菜硝酸態氮含量方法是采用先進水耕種植系統，主要 是利用水管易于流通、回收及儲存營養液的特點，使該水辨管內的營養液于 蔬菜成長過程中供應蔬菜根部吸收，當營養液ph值升高時，適時調降ph值， 并在營養液EC值降低或升高時，適時調整營養液中的EC值，使營養液成分 隨時處于最適于蔬菜吸收的狀態下；本發明又具備節約灌溉用水、不排放水
耕廢液、阻絕來自土壤寄生蟲卵污染、控制硝酸態氮含量具有創造性與實用 性的優點，確是農業耕種植技術的一大創舉。本發明實施例主要是利用水管獨特的優點，也即與現有水耕種植相比較而 言，具有可有效減少營養液及淡水的使用量(如圖5所示)、方便營養液輸送、 流通及回收等特點，使營養液能隨時足量供應水耕蔬菜成長所需(如圖1所示)；又先進水耕種植技術因其種植基礎為PVC水管所構成，本身即具備方便 營養液回收的特性，因此能有效避免營養廢液排放所造成河川、湖泊水質優 養化的不良結果；經本發明營養液回收功能實施后，除了可以避免營養廢液 不當排放之外，更能有效控制蔬菜植株內硝酸態氮殘存量低于450ppm.的功 能；又，本發明先進水耕種植技術采用栽培基座的PVC水管為不透光性材質， 能防止陽光直接照射營養液，自始即足以防止各種嗜旋光性藻類或菌類在營 養液內滋生，因而可以避免各種藻、菌類在栽培過程與蔬菜競爭營養液中的 營養價，更能避免藻、菌類所分泌的堿性物質釋放于營養液內，從而可以保 持營養液ph值更加穩定，避免營養液ph值升高，致使植物根部吸收營養液 的效率降低(ph值介于5. 5 6. 5時植物根部吸收效率最佳)。基于以上所敘，本發明控制蔬菜硝酸態氮含量方法實施例與現有水耕或土 耕種植方式比較，本發明具備的優點是， 節約灌溉用水達70%以上；②不排 放水耕廢液；③不酸化土壤；④阻絕來自土壤中寄生蟲卵污染；⑤減低蔬菜 硝酸態氮含量；⑥促進蔬菜生長速率等，確實是農耕種植技術的一大創舉。本發明實施例的第一個主要特點，是著眼于改善現有農耕種植過程，必需 供給作物大量灌溉用水，才能預期最終會有較好的收成等不合理現況；仔細 分析傳統農耕種植灌溉用水的去向，人們即可發現大量的灌溉用水并非全部 都為植物吸收利用，經實際量測與統計蔬菜一個生長周期的需水量，得出每 棵蔬菜一天所消費的營養液需求量，平均僅需100c. c.即已經足夠，但是現有 土耕種植的灌溉水量平均每天大約需要200c. c 500c. c.左右(視土壤透水性 而不同)，非常浪費珍貴的淡水資源；大體而言，現有農耕的灌溉用水一般約 有70% 90%的比例會滲入地下流失，或被太陽熱力蒸發而無端浪費，現有農 耕灌溉用水的浪費情形，在淡水資源日益缺乏之際.確屬急須改善的事項； 本發明的蔬菜栽培過程可以節約大量的灌溉用水，需水量僅約為現有土耕的 25 30%左右，而蔬菜未吸收的灌溉用水暨營養液又能全部回收再利用，確實 符合專利法規定的新穎性、創造性與實用性。 本發明實施例的第二個主要特點，在于改善現有水耕種植的另一重大缺 點，也即避免水耕廢營養液不當排放的惡劣影響； 一般水耕種植的營養液很 難避免陽光照射，所以營養液滋生細菌與藻類，勢必難免，而陽光照射與細 菌滋生又促使營養液內硝酸鹽類加速分解(發酵)，更造成營養液溫升現象， 營養液溫升是水耕種植蔬菜根部腐爛的原因之一，所以水耕廢液頻繁性的排 放及更新，成為種植水耕蔬菜的例行性工作，更是造成河川、湖泊水質優氧 化的主要禍因；基于以上原因，我國農政主管機關雖未明令禁止農民種植水 耕蔬菜，但也不鼓勵農民以水耕栽種蔬菜為主要經營方式；本發明先進水耕 種植的營養液為可回收再利用方式，完全沒有現有水耕種植營養廢液排放的 問題，又因營養液屬于回收再利用，可有效降低經營成本。本發明實施例的第三個主要特點，即在于提供一種完全避免將化學肥料施 用于田地土壤內的栽種方法，免除耕地土質產生酸化或劣化等現象；土耕方 式因為不易很精確地控制肥料的施用量，加上灌溉用水或雨水的沖刷作用， 又常讓肥料自土壤中平白流失，農民為擔心肥料施放量不足，常有過度施肥 的情形發生；本發明采取定時、定量、按蔬菜不同成長階段所需，給予符合 該階段需求的營養液，且采用先進水耕種植方法針對蔬菜根部供應營養液， 除了符合經濟效益外，又絕無化學肥料過度施用造成耕地土質酸化、劣化的 問題；再本發明因蔬菜種植全程未與土壤接觸，可以完全避免化學肥料污染 土壤的情形發生。本發明實施例的第四個主要特點，是改進現有水耕種植缺少整體性及專業 性所衍生出的諸多不良的后遺癥；避免水耕蔬菜栽培過程中，因蔬菜根部始 終浸泡于營養液中，無法接觸及呼吸空氣，造成水耕蔬菜內部的硝酸態氮含 量比土耕種植的蔬菜高出許多，造成硝酸態氮超限的原因之一，除因水耕種 植蔬菜根部無法呼吸空氣，缺少足夠的氧氣(02)讓蔬菜內部的醉素對硝酸根(N03一)進行有效的新陳代謝有關外；其次是因為水耕種植的營養液濃度往往過高，遠超出水耕種植蔬菜進行正常光合作用(新陳代謝)機制所能負荷的劑量， 使水耕蔬菜莖葉內累積過量硝酸根(NOr)，無法及時轉化成為氨基酸(amino acid)，或最終合成為蛋白質(protein);硝酸根(NOD是人體無法代謝的元素 之一，過量的硝酸根(Nor)若被食用而進入人體消化系統，將因人體消化系統 內消化酶的化學作用，而被轉化為亞硝酸銨(NH,N02)，該亞硝酸銨(N,0》已 被醫學界視為特定癌癥的致癌因子，過量時會對人體健康有不良影響，這是
經過臨床醫學所實證的，可能是誘發藍嬰癥的危險因子；嬰兒若攝取大量硝酸鹽，硝酸根(Nor)進入血液后，會使血紅素失去與氧結合的能力，血液因而呈藍紫色，造成呼吸困難，甚至窒息，也是腸胃癌的致癌因子之一；尤其是， 亞硝酸銨(NH,N(U也會破壞人體內的紅!fiL球，甚至有造成細胞機能加速老化的 現象；先進國家大都已陸續規范蔬菜硝酸鹽濃度的最高攝取標準(詳見附件 二)，以保護消費者，例如德國規定供嬰兒食用的菠菜制品中，硝酸根(N0:,—) 含量不得高于250ppm.(即NO,——N (mg/kg) ^250ppm.);若以世界衛生組織 所建議的每公斤體重硝酸鹽攝取量，每人每日應低于3.6mg.的安全劑量加以 衡量，體重60kg.的人每日攝取硝酸鹽的安全殘量不應高于500ppm.。目前歐洲國家對大部分蔬菜的硝酸根(Nor)殘留量所訂定的標準是2，000 3，000ppm.以下，中國人陸的標準更嚴格，訂定在450ppm.以下；臺灣 地區冬天產出的蔬菜，常因陰雨天氣使陽光嚴重不足，加上農民經常過量施 肥，以及農民習慣在天尚未亮前即將蔬菜采收上市等因素，使蔬菜硝酸根(冊3 一)殘留量動輒高達3, 000 4, OOOppm.，而相關單位至今卻依然沒有任何規范 蔬菜硝酸根(NOr)殘留量的標準頒布，因此本發明所采用的控制標準，是以全 世界最嚴格國家(中國)的標準作為依據，(即NO.——N (mg/kg) S450ppm.); 本發明所能達到的蔬菜硝酸態氮(NOr—N)殘量規格，屬全世界農耕業界至今 無人能想象的，屬獨步全球，針對蔬菜有害人體成分進行定量控制的一大創 舉。(注硝酸根(N0r)濃度4肖酸態氮(N0:r—N)濃度x 4.43)本發明實施例即針對前述蔬菜莖葉內部累積過量硝酸根(Nor)的不安全現象有所改善，自可避免現有土耕或水耕蔬菜莖葉內可能含有過多硝酸態氮(NO:, 一一N)，進而影響人體健康等情形發生， 一般土耕蔬菜的根部，因為土壤礫石 間有縫隙可使空氣流通，因而使土耕蔬菜根部能自由呼吸空氣，該土耕蔬菜 根部所吸收氧氣(02)在進入蔬菜內部后，可使蔬菜內部硝酸態氮(NOr—N)加速消費(轉化)，只要采收期間陽光充足，通常可以避免硝酸根(Nor)的過量囤積(約1，500 2，000pprn.)，但若土耕蔬菜在采收期間遇到連續陰雨天，光合作用量嚴重不足時，則土耕蔬菜莖葉內部殘存的硝酸根(Nor)囤積量，也常常有嚴重超量情形發生(約2,500 3,500ppm.);而現有水耕蔬菜種植，因為根 部長時間浸泡于營養液內，無法直接呼吸氧氣(02)，加上營養液內硝酸鹽類的 濃度通常太高，即使屆臨采收期間也是如此，不像土耕種植蔬菜于采收之前，--般早己停止施肥多時；現有水耕設備的營養液供給無法進行分階段性控制，這也是水耕蔬菜莖葉內部常常囤積了過量硝酸根(Nor)的主因(約3，000 4, 500ppm.);蔬菜硝酸態氮(NO:廠一N)殘量過高，是指蔬菜莖葉內部硝酸根(NO:, —)濃度超過4,500 !11.水準；本實施例依照本發明調控方法進行實際驗證，針 對樣本蔬菜硝酸態氮(NO:,——N)的囤積量進行控制，經實際檢測送驗樣本蔬菜 (整株)的硝酸態氮(NO:廠一N)殘量(按待驗蔬菜須經烘千破壞葉綠素的過程后 才能檢測硝酸態氮，本發明樣本蔬菜鮮重量與烘干后的重量，兩者的比值為 4.8%)，其硝酸態氮的總殘量換算后僅為358ppm.(詳見附件一，國立中興大 學農業暨自然資源學院分析結果報告)〈檢驗方法參考NIEA W415.52B〉， 該含量遠低于歐盟公告修訂蔬菜中硝酸鹽最大限量標準容許含量的標準(詳 附件二，歐盟公告修訂蔬菜中硝酸鹽的最大限量標準)，更遠低于一般土耕或 有機種植蔬菜硝酸態氮殘量的水準。現有土耕種植蔬菜所需要的肥料為氮(N2),其來源為尿素(C0(NH2)2 )，但 一般植物根部演化的機制并無法直接吸收尿素(C0(NH2)2 )(少數根瘤類植物 除外)；氮(N2)元素在自然界的循環，首先必須經由土壤內的細菌或真菌將尿 素(CO(NH2)2 )中的氮(N2)元素轉化為氨(NH3)或硝酸鹽類，然后氨(NH:O或硝酸 鹽類再經過亞硝化細菌發酵分解成亞硝酸根(NOr)，最后硝化細菌會再次對亞 硝酸根(NO廠)進行二度分解，最終轉化為硝酸根(Nor);經轉化后，尿素( C0(NH》2 )中的氮(N2)元素被徹底分解為硝酸根(N(V)，才可以被一般植物的 根部所吸收，并經由光合作用將硝酸根(N0:,—)轉化為氨基酸(amino acid)及二 氧化碳(CO》，最終氨基酸(amino acid)被合成為蔬菜有用的蛋白質 (protein)，而二氧化碳(C0》則被排出；其轉換機制依序為尿素(C0(NH2)2 ) 經細菌或真菌初次分解(發酵)成為氨(NH》，再經土壤內的特殊細菌多次分解 (發酵)作用，將氨再轉化為硝酸根(亂—)，此硝酸根(NOD才可被蔬菜吸 收利用而轉化成氨基酸(amino acid)，最后再經蔬菜的光合作用，才能將氨 基酸(amino acid)合成為蔬菜莖葉骨千內部有用的蛋白質(protein);自然界 只有部份根瘤類植物，因其根瘤內本有固氮細菌群落寄居，而能直接吸收利 用自然界的氨(NH》元素或空氣中的氮(N2)元素；氨(NH:i)元素轉化為植物能吸 收的化學過程，人們稱之為硝化作用，其化學反應式如下 ((NO/)—(亞硝化細菌分解)一(NOD —(硝化細菌分解)一(N03—))。現有水耕種植蔬菜所使用的營養液(即肥料)包括氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫
等；其中氮肥(N2)的主要來源為直接調入營養液內的硝酸鹽類，例如硝酸鈣(Ca(N03)2 )、硝酸鉀K(N0J等，因水耕蔬菜之根部長時間直接浸泡于營養液內， 且持續不間斷地吸收硝酸根(NOr)等成分，無法有效新陳代謝，因此水耕蔬菜 莖葉內部之硝酸態氮含量必定過高；其解決之道是有效控制營養液內硝酸根(Nor)濃度，或設定各成長階段的供應量，也即根據日照量的多寡，或環境溫度的高低，也或依據蔬菜生長期程的不同等差異，適時調整營養液的供給量或濃度，例如于晴朗日照時間長的情形下，即提供硝酸根(Nor)濃度稍高的營 養液，以利植物快速生長，因為良好的光合作用可以讓蔬菜快速將己吸收的硝酸根(NOr)轉換成氨基酸(aminoacid)最后聚合為蛋白質(protein);反之， 陰雨天則必須降低營養液內硝酸根(NOr)的濃度，以免因為光合作用量不足， 造成硝酸根(NOr)在水耕蔬菜莖葉內部過量囤積；硝酸根(N0:,—)進入人體，并 經由消化系統與消化酶發生作用之后，會轉化為有礙人體健康的亞硝酸銨 (MiN02);本發明為就水耕種植蔬菜的上述缺點有所改善，特規劃于蔬菜采收 前數日的待采期間內，完全中斷營養液(硝酸鹽類)成分的供給，僅供應能維 持蔬菜基本生化所需的淡水，也即本發明實施例的中斷營養液供給法，使蔬菜能維持基本的新陳代謝功能，但迫使蔬菜將囤積于莖葉內部的硝酸根(Nor)在釆收日之前，完全轉化成為有用的氨基酸(amino acid )，即讓蔬菜迸行充 分光合作用(累積光照亮需900， 000 LUX以上)，將蔬菜植株內的氨基酸(amino acid )再轉化成為蔬菜植株莖葉骨干內的蛋白質(protein )，以期能徹底改 善目前市售蔬菜(包括水耕、土耕或有機栽培者)常有硝酸根(NO:,—)含量過高的 情形發生(濃度超過4,500ppm)(詳見附件二)；基于以上理由，人們即知，造成目前市面上販售的各類蔬菜之所以有部分含有過高濃度的硝酸根(Nor)成分，其最主要原因應當是蔬菜吸收了過多的硝酸根(NO:r)所致，或蔬菜于成長 期間所進行的光合作用(6C02+6H20—CfiH120fi + 602 t )時間或強度不足，致蔬菜植株無法產生足夠的ATP酶，使蔬菜無法順利將已吸收的硝酸根(Nor)有效地轉化為氨基酸(amino acid),或合成為蛋白質(protein)所造成，也即在蔬菜 尚來不及將已囤積的硝酸根(NO:「)消費(轉化)成為氨基酸(amino acid)，或合 成為蛋白質(protein)之前，蔬菜即被提前采收所致。 實施方法本發明低硝酸鹽蔬菜(N03——N (mg/kg)蕓450ppm.)的栽培方法，參閱圖 1所示；本實施例針對蔬菜特定天然成分進行定量控制的系統，其構成要件包 括 一營養液供應及回收系統1及一水耕種植區2;參閱圖2所示，該營養液供應及回收系統1主要針對水耕種植區2內所種 植的蔬菜供應或回收營養液；首先該營養液供應及回收系統1隨時監測水耕 種植區2內蔬菜的營養液的EC值及ph值；必要時調整該營養液的EC值或ph值，使水耕種植區2內的蔬菜能獲得最適宜且充分的營養成份，利于蔬菜快 速成長，提高單位面積的種植效率；而當蔬菜成長至可采收時，即于采收前 一段特定期間內(本實施例為72小時)，使該營養液供應及回收系統1回收營 養液，并改為僅供應清水，以維持水耕種植區2內蔬菜的基本生化需求，使 水耕種植區2內所種植的蔬菜，可充分利用光合作用的自然法則，迅速消費(轉 化)囤積于蔬菜植株內的硝酸態氮；便可順利栽培出具有健康取向的超低硝酸 鹽蔬菜。續前所敘，該營養液供應及回收系統1包括營養液儲存桶ll、灌溉水儲 存桶12、營養液加壓泵13、營養液回收泵14、營養液調整泵15、 EC/ph值檢 知及控制器16、 UV紫外線殺菌燈17及精密過濾器18;其中，營養液液面控 制器112設在營養液儲存桶11上方，其功能是控制營養液儲存桶11平常容 量，以提供當營養液需要回收時有足夠容納的空間；營養液控制閥111設在 營養液儲存桶ll的下方出口處，其功能是作為營養液供應與否開關之用；營 養液加壓泵13設于營養液儲存桶11與營養液供應管21之間，其功能是將營 養液加壓，使營養液通過精密過濾器18濾除雜質后，輸送至多孔水耕種植管 22，提供蔬菜生長之用；灌溉水液面控制器122設于灌溉水儲存桶12之上方， 其功能主要是控制灌溉水儲存桶12平常容量；灌溉水控制閥121設在灌溉水 儲存桶12下方出口處，其功能是作為灌溉水供應與否開關之用，當灌溉水控 制閥121設為開啟時，營養液控制閥111則設為關閉，此時為對多孔水耕種 植管22區提供清水，利于蔬菜進行光合作用的自然法則，消費(轉化)囤積于 植株內的硝酸態氮；反之，則提供營養液給多孔水耕種植管22區，利于蔬菜 快速生長；營養液回收泵14是將來自營養液回收管23回流的營養液加壓， 使流經UV紫外線殺菌燈17殺菌之后，送入營養液儲存桶11內，儲存備用； 而EC/ph值檢知及控制器16設于營養液儲存桶11外側，由EC/ph值偵測線 路165與營養液儲存桶11出口處相連接，以便隨時偵測營養液中EC與ph數 值的變化，并通過EC/ph控制線路166的傳輸，控制EC液容器161或ph液 容器162動作，使依指令調整營養液的EC值或ph值，當EC液容器161或ph
液容器162接受來自EC/ph值檢知及控制器16送來的訊號時，即開始動作， 并將EC液或ph液通過EC液注液管163或ph液注液管164的輸送，流入營 養液儲存桶11內，與營養液混合，讓營養液的EC值與ph值能經常保持在設 定的標準之內；當EC值或ph值升高時，營養液調整泵15動作，將清水由灌 溉水儲存桶12抽送至營養液儲存桶11內，用以調降營養液的EC值或ph值； 當灌溉水儲存桶12水位不足時，打開灌溉水控制閥123，使潔凈清水補充至 灌溉水儲存桶12內，以備隨時需求。水耕種植區2包括營養液供應管21、多孔水耕種植管22、營養液回收 管23及加強人工光照設備24四大部分；其中，營養液供應管21與營養液平 衡管211的功能，是讓來自營養液加壓泵13所供給的營養液，可以迅速填充 注滿多孔水耕種植管22區的營養液設定液面，以利于蔬菜快速生長，或于蔬 菜采收前的一定期日，同樣可以利用營養液加壓泵13供應灌溉用清水，取代 原本注滿營養液的空間，使蔬菜可以維持其基本生化機能，利用光合作用的 向然法則，迅速消費(轉化)其植株內囤積的硝酸態氮；在多孔水耕種植管22 正上方，呈一直線，且每間隔一定距離處，鉆設有一整排系列數個圓形植栽 孔221，使定植于其上的蔬菜根部，穿過該系列數個圓形植栽孔221之一，伸 入多孔水耕種植管22內，吸收營養液快速成長，或于采收前的特定期間，僅 吸取灌溉清水以維持蔬菜基本生化所需，使該蔬菜能因光合作用的自然法則 而消費(轉化)植株內囤積的硝酸態氮，進而種植出硝酸態氮殘量低于450卯m. 的蔬菜；但前述采收前的中斷營養液供應期間，設若遇到連續陰雨天，使陽 光嚴重不足，致蔬菜每日接受光照的累積總量低于300， 000 LUX時(僅指本實 施例的每日光照總量)，加強人工光照設備24即啟動，使多孔水耕種植管22 區的光照能量，以人工補足至300,000 LUX.以上為止；前述人工光照設備24 的動作，由光電感知器241偵測光照量，并經由光訊號傳輸線路242將訊號 傳送至加強人工光照設備24進行累積統計，于十二小時內統計當日累積的總 光照能量，當統計出總光照能量不足時，利用夜間十二小時補光時間(本實施 例為15， 000 LUX. /hr.)，通過輸電線243將電流輸送至高效水銀燈組244， 使高效水銀燈組244動作，用以補足所短缺的光照能量，使蔬菜能利用人工 光照能量，進行光合作用的自然法則，消費(轉化)其植株內囤積的硝酸態氮， 如此，即可日日采收對人體健康有益，且蔬菜沐-自然條件下或采用現有種植 技術所無法比擬的低硝酸鹽蔬菜(即NOr(mg/kg) S450ppm.)，而不受
天候變化的影響；前述人工補光照射系統，僅于特殊不良天候狀態下方開始 啟動，而且僅針對當日光照能量不足的部分進行補足，非常具有節約能源的 效果，絕非毫無節制地啟動人工光照射系統，無端浪費寶貴能源；而營養 液回收管23則通過營養液回收閥231，與營養液回收泵14相連通，平常設定 為開啟狀態，以利營養液循環及補充EC或ph值調整液之用，當系統狀態設 定成非為循環時，則關閉營養液回收閥231，同時將排放閥232設定為開啟狀 態以利排水，讓多孔水耕種植管22區使用過的灌溉水，排放至水處理設備(非 本發明技術特征內容)，經消毒、殺菌、過濾之后重新再利用；按照上敘組件 與符號的構成及闡述，并據以實施，即可實現本發明控制蔬菜硝酸態氮含量 的效果，進而栽培出對人體健康有益，且蔬菜在自然條件下或采用現有種植 技術的蔬菜所無法比擬的低硝酸鹽蔬菜(即N0r--N (mg/kg) S450ppm.)。 本發明涉及的電路為現有技術，故，不再進行贅述；涉及的EC值為電導度值。 本發明實施例控制蔬菜硝酸態氮含量方法是利用自然法則技術思想的高 度創作，其作用機制是利用本發明專利申請技術內容所采用的，先進水耕種 植系統配合中斷營養液供給法，迫使蔬菜于采收前一段特定期間，利用光合 作用的自然法則，充份消費(轉化)其植株內囤積的硝酸態氮(NOr—N)含量，也即蔬菜于采收前的特定期間，即進行營養液回收工作，并改為僅對蔬菜灌 溉清水，即本發明中斷營養液供給法，強迫蔬菜消費(轉化)其植株內囤積的硝酸態氮，其公式如下(NOD —(光合作用轉化)一(amino acid)—(光合作用合成)一 (protein)。(注本實施例蔬菜總光照累積量為900,000 LUX.以上，中斷營養液供應期 間為采收前72小時，所產出之蔬菜實測硝酸態氮含量為358ppm. ( N0:,——N (mg/kg) S358ppm.);檢驗方法參考NIEA W415.52B;檢驗單位國立屮 興大學農業暨自然資源學院)。以上是本發明實施例方便本發明申請說明之用，非指本發明專利申請技術 僅自我限縮于本實施例的范圍內，凡依據本發明原理，進行類推應用或摘取 本發明部份原理加以并湊的其它調降蔬菜硝酸態氮(NO:r—N)含量方法，進而栽培出低硝酸鹽蔬菜，無論是以間斷營養液供給法或采用降低營養液濃度法， 甚或以耗費能源的人工光照法而達到其目的者，都為本發明技術方案所涵攝 的范圍；本發明確實具有高度的產業實用價值，且全方位顧及環境保護、食
品安全衛生、提高農業種植效率等，符合專利法關于新穎性、創造性與產業 實用性等要件。本發明技術標的低硝酸鹽蔬菜的栽培與生產，并非利用基因改造或其它相關技術達到使硝酸態氮(NO廠一N)檢出量低于450ppm.的成果(即N0:r—N (mg/kg) S450ppm.);而是利用先進水耕種植系統及中斷營養液供給法使蔬 菜充分進行光合作用而生產，也即利用自然法則生產出本發明低硝酸鹽蔬菜； 該蔬菜在自然條件下無法自行達到的低硝酸鹽規格，確是針對蔬菜有害人體 的成分進行定量控制的一大創舉，截至目前為止完全未有與本發明申請相關 或類似的技術或論文的報導。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明 的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1、一種低硝酸鹽蔬菜，其特征在于，其硝酸態氮(NO3--N)檢出量低于450ppm.。
2、 一種如權利要求1所述的低硝酸鹽蔬菜的種植系統，其特征在于，是 由水耕種植區及營養液供應及回收系統構成。
3、 一種如權利要求1所述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其特征在于，是利 用調降蔬菜硝酸態氮含量方法栽培，將蔬菜通過先進水耕種植系統栽種，再配 合中斷營養液供給法培養產出；該先進水耕種植系統主要采用水耕種植區，中 斷營養液供給法通過營養液供應及回收系統完成；將蔬菜于水耕種植區進行栽 種，待蔬菜生長至采收日之前的特定期間內，配合中斷營養液供給法，將營養 液回收，改為僅供應清水，使蔬菜利用光合作用的自然法則，轉化植株內囤積 的硝酸態氮，達到蔬菜植株內的硝酸態氮含量降至低于450ppm.。
4、 根據權利要求3所述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其特征在于，所述 中斷營養液供給法所采用的營養液供應及回收系統包括 一營養液儲存桶、 一灌溉水儲存桶、 一營養液加壓泵、 一營養液回收泵、 一營養液調整泵、一 EC/ph值檢知及控制器、一 UV紫外線殺菌燈及一精密過濾器。
5、 根據權利要求3所述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其特征在于，所述 先進水耕種植系統采用的水耕種植區包括 一營養液供應管、 一多孔水耕種 植管、 一營養液回收管及一加強人工光照設備。
6、 根據權利要求4所述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其特征在于，所述 營養液儲存桶包括 一營養液控制閥及一營養液液面控制器；所述灌溉水儲 存桶包括 一灌溉水控制閥及一灌溉水液面控制器；所述EC/ph值檢知及控 制器包括一EC液容器、一ph液容器、一EC液注液管、一ph液注液管、 一 EC/ph值偵測線路及一 EC/ph控制線路；所述營養液供應管包括一營養液 平衡管。
7、 根據權利要求5所述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其特征在于，所述 多孔水耕種植管設有系列數個圓形植栽孔。
8、 根據權利要求5所述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其特征在于，所述 營養液回收管包括 一營養液回收閥及一排放閥。
9、根據權利要求5所述的低硝酸鹽蔬菜的栽培方法，其特征在于，所述 加強人工光照設備包括 一光電感知器、 一光訊號傳輸線路、 一輸電線及一 高效水銀燈組。
全文摘要
本發明提供一種低硝酸鹽蔬菜及其栽培方法，采用該方法生產的蔬菜，其硝酸態氮(NO₃^--N)檢出量低于450ppm.，即NO₃^--N(mg/kg)≤450ppm.；利用先進水耕種植系統及中斷營養液供給法，使蔬菜達到硝酸態氮檢出量低于450ppm.的規格；主要由營養液供應及回收系統，于蔬菜采收日之前，設定一段使蔬菜消費(轉化)硝酸態氮期間，回收營養液，僅供應清水，維持基本生化所需，令蔬菜充分利用光合作用自然法則，消費(轉化)囤積于植株內的硝酸態氮，讓蔬菜植株內硝酸態氮含量遠低于傳統土耕、水耕、野生或有機種植者；使蔬菜在自然條件下無法自力成就的低硝酸態氮規格，對蔬菜有害人體成分進行定量控制。
文檔編號A01C23/00GK101124874SQ20061011130
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月18日 優先權日2006年8月18日
發明者陳嘉譽, 陳樹錦 申請人:康泉生物科技股份有限公司