各位老铁们好，相信很多人对优质rb灌溉系统都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于优质rb灌溉系统以及未来的海洋资料的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！
最典型的，铀
此外还有可燃冰，深海石油，大陆架煤炭，等等都是目前无法开发利用的
海洋资源开发
海洋石油和天然气开发
石油和天然气资源据1995年的估计世界近海已探明的石油资源储量为379亿吨，天然气的储量为39万亿立方米。据不完全统计，海底蕴藏的油气资源储量约占全球油气储量的1/3。预计在本世纪，海底油气开发将从浅海大陆架延伸到千米水深的海区。
世界海洋石油的绝大部分存在与大陆架上。据测算，全世界大陆架面积约为3000万平方公里，占世界海洋面积的8%。关于海洋石油的储藏量，由于勘探资料和计算方法的限制，得出的结论也各不相同。法国石油研究机构的一项估计是：全球石油资源的极限储量为10000亿吨，可采储量为3000亿吨。其中海洋石油储量约占45%，即可采储量为1350亿吨。
半坐底式平台（用于深水开采）
波斯湾大陆架石油产量较早进入大规模开采，连同附近陆地上的海洋石油产量，供应了战后世界石油需求的一半以上。欧洲西北部的北海是仅次于波斯湾的第二大海洋石油产区。美国、墨西哥之间的墨西哥湾，中国近塌悉海，包括南沙群岛海底，都是世界公认的海洋石油最丰富的区域。
在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平台技术、钻井技术和油气输送技术等。
工作平台有固定式平台和移动式钻井平台，移动式钻井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重复使用的缺点，并大大增加了工作深度。移动式海洋石油钻井设备拥有自己的浮力结构，可以有拖船拖着移动。有的还拥有自己的动力设备，可以自航。移动式海洋钻井设备包括：座底式平台、自升式平台、半潜式平台和钻井船。其中半潜式平台是目前适合于较深水域作业的先进平台，它既能克服钻井船的不稳定性又能在较深水域中作业。
为向深水石油开发进军，研究稳定有廉价的深水平台和深水重力平台。张力推平台用绷紧的钢索系留，工作水深刻达600--900米。后两种平台都是从海底直立到海面的固定平台，其特点主要是采用缩小横断面等技术，降低造价，其工作深度可达500--600米。
海洋生物资源开发
中国海域的生物种类丰富多样，已有描述记录的物种达2万多种。海产鱼类1500种以上，产量较大的有200多种。渔场面积280万平方公里，水产品年产量达2800多万吨，居世界首位。
我国海洋生物的物种较淡水多得多，有记录的3802种鱼类，海洋就占3014种。此外，我国还拥有红树林、珊瑚礁、上升流、河口海湾、海岛等各种海洋高生产力的生态系统，对各类海洋生物的繁殖和生长极为有利。
经济学家预言：21世纪将是海洋的世纪。“海洋水产生产农牧化”、“蓝色革命计划”和“海水农业”构成未来海洋农业发展的主要方向。
海洋水产生产农牧化
就是通过人为干涉，改造海洋环境，以创造经济生物生长发育所需的良好环境条件，同时也对生物本身进行必要的改造，以提高它们的质量和产量。具体就是建立育苗厂、养殖场、增殖站，进行人工育苗、养殖、增殖和放流，使海洋成为鱼、虾、贝、藻的农牧场。中国目前已是世界第一海水养殖大国。随着海洋生物技术在育种、育苗、病害防治和产品开发方面的进一步发展，海水养殖业在21世纪将向高技术产业转化。
蓝色革命计划
是着眼于大洋深处海水的利用。在大洋深处，深层水温只有8℃～9℃，氮和磷是表层海水的200倍和15倍，极富营养。将深层水抽上来，遇到充足的阳光，就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可以用来发电或直接用于农业生产。美国和日本已经在进行这种人工上升流试验，认为将引发一场海水养殖的革命，所以称为“蓝色革命”。
海水农业
是指直接用海水灌溉农作物，开发沿岸带的盐碱地、沙漠和荒地。“蓝色革命计划”是把海水养殖业由近海向大洋扩展。“海水农业”则是要迫使陆地植物“下海”，这是与以淡水和土壤为基础的陆闭姿地农业的根本区别。人类为了获得耐海水的植物正在进行艰苦的探索，除了采用筛选、杂交育种外,还采用了细胞工程和基因工程育种。这些研究仍在继续,目前采用品种筛选和杂交等传统方法已经获得了可以用海水灌溉的小麦、大麦和西红柿等。
海水资源轿衫绝开发
沿海工业用海水在发达国家已达90％以上，如果我国也能大力推广海水利用，是可以大大缓解滨海城市缺水问题的。
海水直接利用
海水直接利用的方面多，用水量大，在缓解沿海城市缺水中占有重要地位。在发达国家，海水冷却广泛用在沿海电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、纺织、船舶、食品、医药等工业领域。日本和欧洲每年都约3000亿立方米，目前，我国仅100多亿立方米。如果积极把海水在工业中作冷却水、冲洗水、稀释水等以及居民的冲厕用水（约占居民生活用水的35％）发展起来，对缓解沿海城市缺水问题，将起重大作用。
海水直接利用的技术包括：海水直流冷却技术，已有80年应用史，是目前工业应用的主流；海水循环冷却技术，我国尚处研究阶段；海水冲洗等技术等。与海水直接利用的有关重要技术，还包括耐腐蚀材料，防腐涂层，阴极保护，防生物附着，防漏渗，杀菌，冷却塔技术等。
海水淡化
海水淡化技术，经半个多世纪的发展，其技术已经成熟。主要的淡化方法有：
多级闪蒸（MSF）。单机容量可达4.5－5.7万m3／d。运行温度、造水比和级数分别在120℃、10和40级。多级闪蒸除了消耗一定的加热蒸汽外，要消耗电能4～5kWh／m3淡水，用于海水的循环和流体的输送。
低温多效（LT－MDE）技术是在多效基础上，于1975年发展起来的，近10年有较大发展。单台装置每天可产淡水20000立方米。蒸发温度低于800度，效数一般在12效左右。造水比大于10。低温多效除了要消耗的加热蒸汽外，要耗电能1.8kWh／m3用于流体输送。
反渗透（SWRO）RO角膜和组件技术已相当成熟，组件脱盐率可达99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技术设备投资少、能耗低、效益高、工艺成熟，已有30年的经验积累，竞争力最强。
最近，日本辛德莱拉依特公司开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置。其外表是一个不锈钢制多孔圆筒，里面装有一个由1000枚外径156毫米、内径136毫米不锈钢片摞成的管。这支管经缓慢拧曲，内外会因不锈钢片位移而形成凸凹不平的层次，层次间出现纳米级空隙。使用时，首先将海水放入结晶装置中，再施加高频电压进行“加工”。几十秒钟后，海水中钠离子和氯离子会发生化合而形成细微食盐晶体，并逐渐增长为1微米左右的粒子。这些粒子凝聚后，可形成直径为几微米、容易被过滤掉的盐粒。然后，把这种海水放进上述不锈钢圆筒的容器中，施加一定压强，盐粒就会被挡在管外，其余受压而浸入拧曲管内的水便是要得到的淡水，其盐分浓度为0．067％左右，氯化镁等矿物质含量是正常海水的一半，成为理想的饮用水。
新型装置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高达95％，所需电费和维修费都很低。该公司已经制造出每分钟可生产200升淡水的大型装置。
世界海水淡化的日产量已经达到2700万吨，并且还在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的国际市场容量已经达到20多亿美元，主要由美、日等强国瓜分，未来20年有近700亿美元，市场潜力巨大。在多次国际海水淡化会议上，第三世界国家的代表迫切希望中国的海水淡化技术能够进入国际市场，打破目前的垄断格局。
与核能等新能源结合是海水淡化降低成本走向大型化的趋势。中国核工业总公司已经掌握了低品位核燃料的高效利用新技术。据测算如果把世界上废弃的低品位核燃料全部利用，可建立300余座20万千瓦的低温核供热堆（中国现有废料可建10座）。这些热量全部用于海水淡化，每天可生产2400万立方米的优质淡化水，供养的人口超过2亿。核能技术与海水淡化的结合除了要求核技术本身是成熟的之外，还需要成熟的先进蒸馏法海水淡化技术与之配套，更能显示其技术经济优势。海水淡化技术与中国的核工业捆绑进入国际市场，形成核能海水淡化产业，可实现和平利用核能为人类造福。如果中国能占领1／5的核能淡化市场，可实现核供热设备销售产值150亿元，海水淡化设备销售产值480亿元，形成我国有自主知识产权、国际竞争能力的优势产业。
海水淡化在推进海水利用中地位重要。沿海工业利用淡化海水虽然量少，但是性质重要，目前全国的海水淡化，每年就能节省约400万立方米陆地水，对保证沿海工业生产的需要和居民生活用水发挥了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果热电水联产海水淡化成本可降到4元以下，如果再发展海水综合利用，把浓缩海水用来提取化学元素，其淡化成本还要降低。目前海水淡化的成本已为岛屿用淡水和沿海发电厂用淡水和纯水所接受。
海水化学物质提取利用
海水中化学物质提取是有无限前景的新兴产业。溶解于海水的3.5％的矿物质是自然界给人类的巨大财富。不少发达国家已在这方面获取了很大利益。我国对海水化学元素的提取，目前形成规模的有钾、镁、溴、氯、钠、硫酸盐等。但除氯化钠是从海水中直接提取的以外，其他元素仅限于从地下卤水和盐田苦卤的提取，而且，资源综合利用工艺流程落后，产品质量与国际有一定差距，急需技术更新和设备改造。我国是世界海盐第一生产大国，年产量近2000万吨；目前，我国还处在盐碱工业向海洋化工工业的过渡阶段，经过“八五”、“九五”技术攻关，直接从海水中提取化学物质的产业正在我国逐步形成。全球数量巨大的海水，其体积为13.7亿立方公里，约137亿亿吨。海水本身就是一座资源宝库，海水中溶解有80多种金属和非金属元素。通常把海水中的元素分为两类：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素称为微量元素。海水中微量元素有60多种，如锂(Li)有2500亿吨，它是热核反应中的重要材料之一，也是制造特种合金的原料；铷(Rb)有1800亿吨，它可以制造光电池和真空管；碘(I)有800亿吨，它可以用于医药，常用的碘酒就是用碘制成的。
综合开发海水技术
与发达国家比，我国综合提取利用技术差距较大，但是自90年代以来有很大发展，从传统的苦卤化工“老四样”（氯化钾、氯化镁、硫酸钠和溴），已经发展到现在的近百个品种。
还可以加大力度发展的项目有：发展提溴新技术，以提高现有地上卤水资源的溴利用率，提高溴质量，减少能耗，降低成本，积极发展高效溴化剂和新型阻燃剂等；积极发展“无机离子交换法海水、卤水提钾技术”，这项技术的成功，可以改造老盐化工企业，并能弥补我国陆地钾资源的不足；积极发展高技术含量、高附加值的镁新产品；加强海水提铀技术的研究开发；加强直接从海水提取其他化学物质的研究和开发，以及水、电、热联产与海水综合利用的结合。
海洋能源
海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充，永不会枯竭，不像煤、石油等非再生能源，储量有限，开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能，供人类使用。海洋能绝大部分来源于太阳辐射能，较小部分来源于天体(主要是月球、太阳)与地球相对运动中的万有引力。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。
法国郎斯潮汐电站示意图
花环式海流发电站示意图
海洋能具有一些特点。第一，它在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。第二，它具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。第三，海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。第四，海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。
各种海洋能的蕴藏量是巨大的，据估计有750多亿千瓦，其中波浪能700亿千瓦，温度差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐度差能10亿千瓦。从各国的情况看，潮汐发电技术比较成熟。利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟，目前正处于研究试验阶段。这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面：第一，经济效益差，成本高。第二，一些技术问题还没有过关。
核能能够发生裂变反应的最佳物质是铀，能够发生聚变反应的最佳物质是氘。这两种物质的绝大部分赋存在海水里。
铀是高能量的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀，并非所有国家都拥有铀矿，全世界的铀矿总储量也不过2×106吨左右。但是，在巨大的海水水体中，含有丰富的铀矿资源，总量超过4×109吨，约相当于陆地总储量的2000倍。
吸附法海水提铀示意图
海水提铀的方法很多，目前最为有效的是吸附法。氢氧化钛有吸附铀的性能。利用这一类吸附剂做成吸附器就能够进行海水提铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来，所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤，比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。
重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有2×1014吨重水，氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外，比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样，但是一个氘原子比一个氢原子重一倍，所以叫做“重氢”。氢二氧一化合成水，重氢和氧化合成的水叫做“重水”。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。蕴藏在海水中的氘有50亿吨，足够人类用上千万亿年。实际上就是说，人类持续发展的能源问题一劳永逸地解决了。
石油和天然气资源据1995年的估计世界近海已探明的石油资源储量为379亿吨，天然气的储量为39万亿立方米。据不完全统计，海底蕴藏的油气资源储量约占全球油气储量的1/3。预计在本世纪，海底油气开发将从浅海大陆架延伸到千米水深的海区。
世界海洋石油的绝大部分存在与大陆架上。据测算，全世界大陆架面积约为3000万平方公里，占世界海洋面积的8%。关于海洋石油的储藏量，由于勘探资料和计算方法的限制，得出的结论也各不相同。法国石油研究机构的一项估计是：全球石油资源的极限储量为10000亿吨，可采储量为3000亿吨。其中海洋石油储量约占45%，即可采储量为1350亿吨。
半坐底式平台（用于深水开采）
波斯湾大陆架石油产量较早进入大规模开采，连同附近陆地上的海洋石油产量，供应了战后世界石油需求的一半以上。欧洲西北部的北海是仅次于波斯湾的第二大海洋石油产区。美国、墨西哥之间的墨西哥湾，中国近海，包括南沙群岛海底，都是世界公认的海洋石油最丰富的区域。
在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平台技术、钻井技术和油气输送技术等。
工作平台有固定式平台和移动式钻井平台，移动式钻井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重复使用的缺点，并大大增加了工作深度。移动式海洋石油钻井设备拥有自己的浮力结构，可以有拖船拖着移动。有的还拥有自己的动力设备，可以自航。移动式海洋钻井设备包括：座底式平台、自升式平台、半潜式平台和钻井船。其中半潜式平台是目前适合于较深水域作业的先进平台，它既能克服钻井船的不稳定性又能在较深水域中作业。
为向深水石油开发进军，研究稳定有廉价的深水平台和深水重力平台。张力推平台用绷紧的钢索系留，工作水深刻达600--900米。后两种平台都是从海底直立到海面的固定平台，其特点主要是采用缩小横断面等技术，降低造价，其工作深度可达500--600米。
海洋生物资源开发
中国海域的生物种类丰富多样，已有描述记录的物种达2万多种。海产鱼类1500种以上，产量较大的有200多种。渔场面积280万平方公里，水产品年产量达2800多万培橡吨，居世界首位。
我国海洋生物的物种较淡水多得多，有记录的3802种鱼类，海洋就占3014种。此外，我国还拥有红树林、珊瑚礁、上升流、河口海湾、海岛等各种海洋高生产力的生态系统，对各类海洋生物的繁殖和生长极为有利。
经济学家预言：21世纪将是海洋的世纪。“海洋水产生产农牧化”、“蓝色革命计划”和“海水农业”构成未来海洋农业发展的主要方向。
海洋水产生产农牧化
就是通过人为干涉，改造海洋环境，以创造经济生物生长发育运磨所需的良好环境条件，同时也对生物本身进行必要的改造，以提高它们的质量和产量。具体就是建立育苗厂、养殖场、增殖站，进行人工育苗、养殖、增殖和放流，使海洋成为鱼、虾、贝、藻的农牧场。中国目前已是世界第一海水养殖大国。随着海洋生物技术在育种、育苗、病害防治和产品开发方面的进一步发展，海水养殖业在21世纪将向高技术产业转化。
蓝色革命计划
是着眼于大洋深处海水的利用。在大洋深处，深层水温只有8℃～9℃，氮和磷是表层海水的200倍和15倍，极富营养。将深层水抽上来，遇到充足的阳光，就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可以用来发电或直接用于农业生产。美国和日本已经在进行这种人工上升流试验，认为将引发一场海水养殖的革命，所以称为“蓝色革命”。
海水农业
是指直接用海水灌溉农作物，开发沿岸带的盐碱地、沙漠和荒地。“蓝色革命计划”是把海水养殖业由近海向大洋扩展。“海水农业”则是要迫使陆地植物“下海”，这是与以淡水和土壤为基础的陆地农业的根本区别。人类为了获得耐海水的植物正在进行艰苦的探索，除了采用筛选、杂交育种外,还采用了细胞工程和基因工程育种。这些研究仍在继续,目前采用品种筛选和杂交等传统方法已经获得了可以用海水灌溉的小麦、大麦和西红柿等。
海水资源开发
沿海工业用海水在发达国家已达90％以上，如果我国也能大力推广海水利用，是可以大大缓解滨海城市缺水问题的。
海水直接利用
海水直接利用的方面旁中斗多，用水量大，在缓解沿海城市缺水中占有重要地位。在发达国家，海水冷却广泛用在沿海电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、纺织、船舶、食品、医药等工业领域。日本和欧洲每年都约3000亿立方米，目前，我国仅100多亿立方米。如果积极把海水在工业中作冷却水、冲洗水、稀释水等以及居民的冲厕用水（约占居民生活用水的35％）发展起来，对缓解沿海城市缺水问题，将起重大作用。
海水直接利用的技术包括：海水直流冷却技术，已有80年应用史，是目前工业应用的主流；海水循环冷却技术，我国尚处研究阶段；海水冲洗等技术等。与海水直接利用的有关重要技术，还包括耐腐蚀材料，防腐涂层，阴极保护，防生物附着，防漏渗，杀菌，冷却塔技术等。
海水淡化
海水淡化技术，经半个多世纪的发展，其技术已经成熟。主要的淡化方法有：
多级闪蒸（MSF）。单机容量可达4.5－5.7万m3／d。运行温度、造水比和级数分别在120℃、10和40级。多级闪蒸除了消耗一定的加热蒸汽外，要消耗电能4～5kWh／m3淡水，用于海水的循环和流体的输送。
低温多效（LT－MDE）技术是在多效基础上，于1975年发展起来的，近10年有较大发展。单台装置每天可产淡水20000立方米。蒸发温度低于800度，效数一般在12效左右。造水比大于10。低温多效除了要消耗的加热蒸汽外，要耗电能1.8kWh／m3用于流体输送。
反渗透（SWRO）RO角膜和组件技术已相当成熟，组件脱盐率可达99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技术设备投资少、能耗低、效益高、工艺成熟，已有30年的经验积累，竞争力最强。
最近，日本辛德莱拉依特公司开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置。其外表是一个不锈钢制多孔圆筒，里面装有一个由1000枚外径156毫米、内径136毫米不锈钢片摞成的管。这支管经缓慢拧曲，内外会因不锈钢片位移而形成凸凹不平的层次，层次间出现纳米级空隙。使用时，首先将海水放入结晶装置中，再施加高频电压进行“加工”。几十秒钟后，海水中钠离子和氯离子会发生化合而形成细微食盐晶体，并逐渐增长为1微米左右的粒子。这些粒子凝聚后，可形成直径为几微米、容易被过滤掉的盐粒。然后，把这种海水放进上述不锈钢圆筒的容器中，施加一定压强，盐粒就会被挡在管外，其余受压而浸入拧曲管内的水便是要得到的淡水，其盐分浓度为0．067％左右，氯化镁等矿物质含量是正常海水的一半，成为理想的饮用水。
新型装置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高达95％，所需电费和维修费都很低。该公司已经制造出每分钟可生产200升淡水的大型装置。
世界海水淡化的日产量已经达到2700万吨，并且还在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的国际市场容量已经达到20多亿美元，主要由美、日等强国瓜分，未来20年有近700亿美元，市场潜力巨大。在多次国际海水淡化会议上，第三世界国家的代表迫切希望中国的海水淡化技术能够进入国际市场，打破目前的垄断格局。
与核能等新能源结合是海水淡化降低成本走向大型化的趋势。中国核工业总公司已经掌握了低品位核燃料的高效利用新技术。据测算如果把世界上废弃的低品位核燃料全部利用，可建立300余座20万千瓦的低温核供热堆（中国现有废料可建10座）。这些热量全部用于海水淡化，每天可生产2400万立方米的优质淡化水，供养的人口超过2亿。核能技术与海水淡化的结合除了要求核技术本身是成熟的之外，还需要成熟的先进蒸馏法海水淡化技术与之配套，更能显示其技术经济优势。海水淡化技术与中国的核工业捆绑进入国际市场，形成核能海水淡化产业，可实现和平利用核能为人类造福。如果中国能占领1／5的核能淡化市场，可实现核供热设备销售产值150亿元，海水淡化设备销售产值480亿元，形成我国有自主知识产权、国际竞争能力的优势产业。
海水淡化在推进海水利用中地位重要。沿海工业利用淡化海水虽然量少，但是性质重要，目前全国的海水淡化，每年就能节省约400万立方米陆地水，对保证沿海工业生产的需要和居民生活用水发挥了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果热电水联产海水淡化成本可降到4元以下，如果再发展海水综合利用，把浓缩海水用来提取化学元素，其淡化成本还要降低。目前海水淡化的成本已为岛屿用淡水和沿海发电厂用淡水和纯水所接受。
海水化学物质提取利用
海水中化学物质提取是有无限前景的新兴产业。溶解于海水的3.5％的矿物质是自然界给人类的巨大财富。不少发达国家已在这方面获取了很大利益。我国对海水化学元素的提取，目前形成规模的有钾、镁、溴、氯、钠、硫酸盐等。但除氯化钠是从海水中直接提取的以外，其他元素仅限于从地下卤水和盐田苦卤的提取，而且，资源综合利用工艺流程落后，产品质量与国际有一定差距，急需技术更新和设备改造。我国是世界海盐第一生产大国，年产量近2000万吨；目前，我国还处在盐碱工业向海洋化工工业的过渡阶段，经过“八五”、“九五”技术攻关，直接从海水中提取化学物质的产业正在我国逐步形成。全球数量巨大的海水，其体积为13.7亿立方公里，约137亿亿吨。海水本身就是一座资源宝库，海水中溶解有80多种金属和非金属元素。通常把海水中的元素分为两类：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素称为微量元素。海水中微量元素有60多种，如锂(Li)有2500亿吨，它是热核反应中的重要材料之一，也是制造特种合金的原料；铷(Rb)有1800亿吨，它可以制造光电池和真空管；碘(I)有800亿吨，它可以用于医药，常用的碘酒就是用碘制成的。
综合开发海水技术
与发达国家比，我国综合提取利用技术差距较大，但是自90年代以来有很大发展，从传统的苦卤化工“老四样”（氯化钾、氯化镁、硫酸钠和溴），已经发展到现在的近百个品种。
还可以加大力度发展的项目有：发展提溴新技术，以提高现有地上卤水资源的溴利用率，提高溴质量，减少能耗，降低成本，积极发展高效溴化剂和新型阻燃剂等；积极发展“无机离子交换法海水、卤水提钾技术”，这项技术的成功，可以改造老盐化工企业，并能弥补我国陆地钾资源的不足；积极发展高技术含量、高附加值的镁新产品；加强海水提铀技术的研究开发；加强直接从海水提取其他化学物质的研究和开发，以及水、电、热联产与海水综合利用的结合。
海洋能源
海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充，永不会枯竭，不像煤、石油等非再生能源，储量有限，开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能，供人类使用。海洋能绝大部分来源于太阳辐射能，较小部分来源于天体(主要是月球、太阳)与地球相对运动中的万有引力。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。
法国郎斯潮汐电站示意图
花环式海流发电站示意图
海洋能具有一些特点。第一，它在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。第二，它具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。第三，海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。第四，海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。
各种海洋能的蕴藏量是巨大的，据估计有750多亿千瓦，其中波浪能700亿千瓦，温度差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐度差能10亿千瓦。从各国的情况看，潮汐发电技术比较成熟。利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟，目前正处于研究试验阶段。这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面：第一，经济效益差，成本高。第二，一些技术问题还没有过关。
核能能够发生裂变反应的最佳物质是铀，能够发生聚变反应的最佳物质是氘。这两种物质的绝大部分赋存在海水里。
铀是高能量的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀，并非所有国家都拥有铀矿，全世界的铀矿总储量也不过2×106吨左右。但是，在巨大的海水水体中，含有丰富的铀矿资源，总量超过4×109吨，约相当于陆地总储量的2000倍。
吸附法海水提铀示意图
海水提铀的方法很多，目前最为有效的是吸附法。氢氧化钛有吸附铀的性能。利用这一类吸附剂做成吸附器就能够进行海水提铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来，所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤，比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。
重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有2×1014吨重水，氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外，比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样，但是一个氘原子比一个氢原子重一倍，所以叫做“重氢”。氢二氧一化合成水，重氢和氧化合成的水叫做“重水”。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。蕴藏在海水中的氘有50亿吨，足够人类用上千万亿年。实际上就是说，人类持续发展的能源问题一劳永逸地解决
随着科技的进步和时代的发展，一个开发海洋的新时代己经来临。在开发海洋中，人们将更有效地从海洋中取得更多财富。越来越多的国家正在筹划建立或已经建立了海底田园和海底牧场，人们正在从过去单纯的海洋捕捞时代，逐渐过渡到未来的“耕海”时代。在不远的将来，人们在海底田园和海底牧场中，将比在陆地上的农牧场中工作得更出色、更有效，因为同面积的单位产量，海洋养殖的产量要比陆地种植高出100倍。人们将大量养殖海藻和海草等，供应陆地上的牛、猪、羊等作饲料，从而获得更多的蛋白质、世界海底田园的总产量不久将会从目前的2000万吨跃增到5000万吨，大量的海藻、海草等也将由水下联合收割机来割取，然后由钢索吊装到船上。
在不久的将来，人们世世代代捕鱼用的渔网将被强大的吸水装置替代，利用电场发出的光、一定频率的声音和溶于水中的特殊化合物，能够引诱和迫使鱼群集中在一起，游近船上放下的吸水管道，吸水管道连水带鱼一起吸进船舱中。到那时，连同海底牧场向人类提供的各种鱼虾类一起，人们从海洋中所获得的海味将达10亿多吨，比现在向海洋索取到的多上十几倍乃至几十倍。
随着世界对石油、天然气等资源需求量的不断增长和人们对这些资源的大量开采，陆地上的这些资源将日益枯竭。使人们势必将目光转向海洋，或者另找新能源。据估计．海底的石油蕴藏量约为900亿吨，仅北冰洋的石油储量就可供世界用上50年。目前，己有100多个国家和地区开展了大陆架和深海石油的勘探与开采，己发现了500多个油气田，一个为期十年的世界海洋边缘钻探计划的实施已近尾声。探索和开采海底石油，并将把生产基地建在海底。对于海底石油开采后的运输问题，人们将用大型潜水艇。设想把巨型塑料筒沉入海底，里面装上10万吨原油，由潜艇拖带航行。也有人设计用飞船装运。
海洋中存在着巨大的能量，人们称之为“蓝色的煤海”，它将转化为人类未来的能源。未来的海洋热能转化厂，将设置在海中，在沿海可由电缆供给城市用电。被誉为“未来的燃料”的重水，海水中的含量也比陆地水高得多。从重水中可以提取氢的同位素，科学家们正在用它来进行热核反应试验，如果获得成功，它将成为取之不尽的能源。
在不远的将来，人们还将建造“海底城市”，这己不是幻想，而是现实。目前，日本已为阿拉伯国家建造了一座海上游动的“小城市”。它大多用钢铁做成，中心是一座6层大厦。设有室内小花园、电影院，水电全部自己供应。它可以满足海上采油工作人员文化娱乐生活的需要。这个浮动“城市”是靠8根高大柱子托起的，把它们收起来，就可以当船行驶。将来许多海上工厂，将悔余在原料丛前旁生产地或市场附近的海域兴建起来，为海上城市居民提供物质需要。日本四国岛西南面的龙串湾，有个“海中公园”，人们在海底透过16面直径60厘米的玻璃窗可以饱览海底奇景：奇形怪状的礁石，五彩缤纷的珊瑚，各种奇丽的鱼儿及奇趣的海星、海葵等。自从美国第一个建造了水下实验室以后，不少国家纷纷效仿，在海底建造“钢屋”和其他建筑，“屋”内气压和海面相同，人们可以在里面正常地工作，维修海底油气井，打捞沉船，海底勘探或为潜艇补给等。另据报道，日本一群工程师、建筑师。计划在离东京120千米的海域上，建设世界首座“海洋城”，以解决未来人类住的问题。海洋城将建于200米深的海底，有4层楼高的钢骨平台，离海面约70米，面积23平方千米、全城由1万条坚固直柱顶住，直柱附近设有感应装置。可测台风、海啸及暗流，自我调整力度以抵抗这些外来压力，保持海洋城的平稳。海洋城除了住宅区外，还有一个商业中心，400个网球场，8个高尔夫球场，两个棒球场，1个栽种水果蔬菜的人工田，还有纵横相连的道路。海洋城的建设费用估计需要2000亿美元，这项巨大的工程可望在本世纪末完成。到21世纪，这座“海底城市”将居住万人以上，那时，深邃的海底不再沉默，将会跟大陆一样，变得热闹非凡，越来越多的人将去发掘它、建设它，用自己的智慧和双渗橡手去描绘这张硕大无比的宏伟蓝图。
海洋的未来向人们展示了辉煌的前景，广袤的海洋将给人类作出巨大的奉献
人参（PanaxginsengC.A.Mey.），别名棒槌、中国人参、吉林人参，为五加科多年生草本。原产中国、朝鲜及苏联。我国是人参生产古国，人参药用时间之早，栽培历史之久，分布之广，面积之大，产量之多，为其他产参国所不及。据《石勒列传》记载，我国人工栽培人参约始于西晋末年（公元313年）。但在旧中国，由于封建主义和资本主义生产关系的束缚，人参生产发展缓慢，人参栽培面积小，产量低，分布区域也有限。新中国成立后，我国参业得到迅速发展，栽培区域不断扩大，栽培面积逐年增加，产量亦不断提高。主产区为东北三省，北京、河北、山东、山西、湖北、陕西、甘肃、新疆、浙江、江西、四川、贵州、广西、云南及福建等省区亦有栽培。以根入药，叶、花及种子亦供药用。人参根含人参皂甙Ra1Ra2、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1、Ro，唯扒悄20-葡萄糖-Rf，20（R）-Rg2，20（R）-Rh1，丙二酰基-Rb1、Rb2、Rc、Rd、Rs1Rs2、20（S）-Rg3。茎叶含人参皂甙Ra、Rb1、Rb2、Rc、Re、F1、F2、F3、Rg1。花蕾含人参皂甙Rb1、Rb2、Rc、Rd、Re、Rg1、F3。果实含人参皂甙Rb2、Rc、Rd、Re、Rg1。另外尚含有人参炔醇、β-榄烯等挥发油类、黄酮甙类、生物碱类、甾醇类、多肽类、氨基酸类、低聚糖、多糖、多种维生素及人体需要的微量元素等。近代药理研究证明，人参指渣能调节神经、心血管及内分泌系统，促进机体物质代谢及蛋白质和RNA、DNA的合成，提高脑、体力活动能力和免疫功能，增强抗应激、抗疲劳、抗肿瘤、抗衰老、抗辐射、利尿及抗炎症作用。人参生品味甘、苦，性微凉；熟品味甘，性温。有补气救脱、益心复脉、安神生津、补肺健脾等功能。用于体虚欲脱、气短喘促、自汗肢冷、精神倦怠、食少吐泻、气虚作喘或久咳、津亏口渴、失眠多梦、惊悸健忘、阳萎、尿频、一切气血津液不足之症。对高血压和动脉粥样硬化症、肝病、糖尿病、贫血、肿瘤及老年病等亦有较好疗效；是一种“扶正固本”的强壮剂。
一、形态特征
株高约60cm。直根肥大，多分支，肉质；根茎短而直立，每年增生一节，俗称“芦头”，形态有马牙形（马牙芦），竹节形（竹节芦）或圆柱形（圆芦），顶生越冬芽，侧生不定根；主根粗壮，肉质，圆柱形，多斜生，下部有分枝，外皮淡黄色；须根长，长有多数疣状物。茎直立，单一，不分枝。掌状复叶，轮生茎端，具长柄；一年生有一枚三出复叶，二年生有一枚五出复叶，三年生有二枚五出复叶，以后每年递增一叶，最多可达6片复叶。小叶片以两侧一对较小，中间比较大，椭圆形、长椭圆形或微呈倒卵形，长4—15cm，宽2—6.5cm，先端渐尖，基部楔形下延，边缘具细锯齿，上此颤面绿色或黄绿色，脉上疏生刚毛，下面光滑。伞形花序单独顶生，总花梗长可达30cm；花小，多数；花萼5裂；花瓣5，淡黄绿色；雄蕊5；雌蕊1，子房下位，2室，花柱上部2裂；花盘环状。果实浆果状，扁肾形，熟时鲜红色，少数呈黄色或橙黄色。内含种子2粒。种子肾形，黄白色或灰白色。染色体数为n=24，染色体组型公式为2n=22M+22SM+4ST（图14—1）。
图14—1人参形态图
1.植株2.根
二、生物学特性
（一）生育时期和全生育期
人参的生育时期可分为出苗期、展叶期、开花期、结果期及枯萎期。一、二年生人参没有开花期和结果期。人参生育时期出现的早迟与长短和地理位置、气候变化及栽培条件密切相关。我国东北人参主产区，地处中温带，通常出苗期在5月上、中旬；展叶期在5月下旬、6月上旬；开花期在6月上、中旬；结果期在7月中、下旬；枯萎期在9月下旬、10月上旬。全生育期一般为130—150天，少则100—110天，多则180天以上。中温带往北纬度越高，全生育期越短，出苗期亦相应推迟；中温带向南纬度越低，全生育期越长，出苗期亦相应提早。同一纬度下，随着海拔的增高，全生育期随之缩短，出苗期亦相应推迟。
（二）生长发育
1.地下部器官
（1）根
秋播或春播已完成后熟的种子，于4月中、下旬发出胚根伸入土中形成幼主根，接着在幼主根上长出幼支根。幼主根和幼支根中以含水为主，并呈半透明状，后渐木栓化。5—6月为主根伸长期，此后为主根生长旺盛期。根长可达5cm，并长出20—30条幼支根。6月上旬开始幼主根上部逐渐木栓化，至7月上旬形成白色主根。8月上旬幼支根开始木栓化，其中大部分失水脱落，少数成为白色支根。在主、支根木栓化时，其部分须根根毛随表皮脱落而更新。
从二年生开始，主、支根伸长变粗，须根发达，构成基础根系。此后，随着年生的增长，人参根系逐年发育、伸长、加粗、增重，形成主、支、须根发育均衡完备的根系。6年生人参根，主根长可达6cm以上，直径可达2cm以上，一般有2—3条支根，数十条须根，根全长可达35cm左右。一般平均单根鲜重约50—80g，有达300g以上者。据测定，四至六年生人参根的年增长量，一般随年生的增长而增加（表14—1）。
表14—1二至六年生人参根的年增长量
据研究，多年生人参一年中生长的过程呈现S型曲线变化（图14—2）。人参出苗后，地上部器官开始生长，主要消耗参根中贮藏的营养，根重渐减，至出苗后的20—25天，参根减重达最低值；此阶段应特别注意提高参畦土壤温度，避免土壤湿度过大，促进出苗，防止烂根。人参进入开花期，地上部和地下部同时进入旺盛生长期，参根增重似直线增长，至出苗后的126—130天，即人参枯萎前，参根增重达最高值；此期应特别注意调光、供水、施肥，加强田间管理，满足人参生长对光、水、肥的需要。人参地上部枯萎后，参根不再增重，因呼吸消耗反而逐步减轻重量。
图14—2四至六年生人参根生长曲线
（丁希泉等，1985）
人参根在一年的生长过程中，各时期的生长速度是不同的。据测定，四至六年生人参根的生长速度均呈单峰曲线，高峰期出现于出苗后的2—2.5个月的时期内（图14—3），而高峰期前后的40天范围内，人参根的生长速度基本接近最大生长速度的水平。此期应尽力采取切实有效的栽培管理措施，保证人参生育健旺，提高光合效率。
图14—3四至六年生人参根生长速度曲线
（丁希泉等，1985）
人参的根属于下缩型，或称收缩根，主根每年收缩，并把根茎往下拉，根茎1年长多长便拉下多深，而使根茎端部的越冬芽经常藏于土中。
因此，人参的生活型属于地下芽植物。由于主根具下缩特性，致使主根上产生环状横纹，并随年生而增加。下缩从主根上部开始，随年生增加，逐渐扩展到主根的中、下部。因此，生长年龄越大的人参，纹越细密而深，并多呈螺丝纹。
（2）根茎
或称地下茎，着生于主根端部，是主根连接地上部器官的枢纽。根茎上有越冬芽，每年春季抽出地上枝，秋季枯萎留下茎痕。茎痕的多少是判断人参生长年龄的重要依据。每个茎痕的外缘有一潜伏芽突起。在主根系生长不利或受害感病的情况下，根茎一般可长出1—5条不定根，起主根吸收和贮藏营养的功能。根茎的大小和形状与参龄、主根深入力和方向、生长环境及栽培条件等密切相关。根茎常为多年生植物所共有；根茎的形成是越冬及对其他不良环境的一种适应。根茎不仅是人参营养繁殖和更新的器官，而且是营养物质贮藏的地方。
（3）越冬芽
除由种子播种发芽长出的一年生苗外，二年生以上的人参植株（地上枝）都是由越冬芽生长发育形成的。着生于根茎端部的越冬芽，被以三枚白色芽鳞片。芽鳞腋内包有一个已完全分化的地上枝的芽原始体，当春季温度适宜时，越冬芽开始萌发，约经8—10天便可长出完整的地上枝。在鳞片腋内，在已完成分化的主芽两侧基部，各有一很小的圆锥状突起。一个是越冬芽原始体（较大，靠近茎痕一边），当春季地上枝抽出后，约从6月份开始分化，至7月中、下旬肉眼可见增大，冬前形成越冬芽，越冬后翌年春季抽出地上枝。另一个是休眠芽的原始体，系由一小群分生组织构成，很少分化，并位于前者的对面。当春季越冬芽抽出地上枝时，它位于其茎的基部；当秋季地上枝枯萎时，它留在茎痕边缘，处于休眠状态。这种休眠芽原始体每年茎痕残留一个。如果冬春期间，越冬芽由于某种原因受害时，这年便不能发芽长出地上枝来，再由越冬芽原始体形成新的越冬芽，越冬后于第三年长出地上枝来。如果不仅越冬芽受害，其中的越冬芽原始体也受害，则休眠芽原始体进行分化，形成越冬芽。如果整个越冬芽受害时（包括越冬芽和休眠芽原始体），将由最近的一年及二年以上的茎痕休眠芽原始体发育成几个新的越冬芽，翌春相应抽出1—3或更多的地上枝来。人工搿芽促进形成多茎参，就是利用这一原理。
越冬芽原始体发育成正常的越冬芽，即在适宜温度下可以萌发的越冬芽，必须通过以下两个阶段。
第一是高温阶段或称形态后熟阶段，温度为18—20℃，时间约为4—5个月，略与夏季自然条件相一致。在此阶段，越冬芽原始体发育成具有茎、叶和花序雏形体的越冬芽。
第二是低温阶段或称生理后熟阶段，需要温度为2—3℃，时间为4个月。经过分化成型的越冬芽，还必须通过低温后熟阶段，方能萌发出苗。
未经低温阶段的越冬芽，应用100ppm赤霉素液浸12小时，可代替低温作用，促进后熟，提早出苗。一般处理后约经20—30天便可出苗。
2.地上部器官（
1）茎是人参地上部起输导和支持作用的主要营养器官。人参的茎每年春季抽出，秋季枯死脱落。一年生的茎（实为叶柄）由种子发出；至二年生开始均由越冬芽发出。人参一般单茎，少有二茎、三茎或四茎者。一般认为，茎数的多少，与遗传性及气候、土质、年生、栽培地区和条件有关；降水量多的地区，易产生多茎。采用人工搿芽法可促进多茎的形成。人参的茎随年生的增加而增长、增粗。
（2）叶
是人参进行光合作用、气体交换及蒸腾作用的重要营养器官。随年生的增加，叶片数增多，叶面积增大。但在同一年生不同株间或不同栽培区，叶子发育程度多不一致。一般一年生叶面积为10—30cm2；至五、六年生一般可达1500cm2左右。比一般作物增长缓慢，且小。
人参属阴性植物，不耐强光，如果光照过强，在生长特征上如叶子状态、叶子大小和叶色等则表现出明显的适应现象和生长抑制作用。光强达60klx或50klx且持续时间较长时，表现为叶子竖起（即叶子伸展角度变小）、叶片呈卷曲状态（叶片两半沿中脉卷合），整个植株表现向光倾斜（倾斜的方向和角度略与最大直射光照时的太阳方位相一致），叶色变淡等等。这样可避免吸收过多的日光能，以减少叶面蒸腾或不使叶温剧烈增高而免于受害。如果强光照射时间过长，叶温达30—33℃时，叶片就会出现日灼烧（俗称日烧），枯萎脱落。因此，人参必须搭荫棚栽培。生长抑制作用表现为茎高变短，叶片变小（表14—2）。
表14—2不同光状况对人参植株的生长特性和叶绿素含量的影响
随着光照强度增高，叶子由浓绿或绿色变为淡绿或黄绿色，叶片中的叶绿素含量明显降低，以减少光量的吸收，避免过热而灼烧（表14—2）。
春季人参出苗时，叶子小而皱缩，之后逐渐展开，于展叶后一个月内（6月上旬至7月上旬）叶面积迅速扩大，此后很少扩展；叶片数既定，也不再增加。
（3）花
是人参的重要繁殖器官。人参的花芽在越冬芽分化时形成。一般三年生开花，少有二年生开花者。伞形花序的小花，随年生而增多，由十余朵至数十朵。
人参开花时，花序外缘先开，逐次向中心开放。每一花序的开花日数，少则需5天，多则需15天，一般为8—10天。每一朵花开放的时间，晴天需23—48小时；雨天需30—60小时。一日内，以7—13时开花频率最高。天气条件对开花很有影响。晴天高温开花多；雨天低温开花少。一般气温在17—20℃、相对湿度40—45%时，开花最多。
人参属于常异花授粉植物。异花授粉一方面有利于防止品种退化，但另方面在良种选育及繁育中，应采取有效措施防止异交，以免影响品种纯度。
（4）果实
人参果实成熟时子房壁内层木质化而形成坚硬的内果皮；子房壁外层变为肉质的红色果肉。每一果实内含二粒种子。五年生人参单株可采果实4—5g；果实出籽率（干重）为20—25%左右。
（5）种子
人参种子属于胚构造发育不完全类型。新采收种子的胚很小，仅由少数胚原细胞组成，长约0.3—0.4mm，宽约0.25mm，胚面积约为0.075mm2；胚乳长约5—6mm，宽约4mm，胚乳面积为胚面积的266倍。胚为锁形或半月形，位于胚乳腔中。因此，人参种子必须经过后熟过程，才能发芽出苗。后熟过程可分为胚的形态后熟和生理后熟两个时期。在胚的形态后熟期，胚原细胞在适当的水分、温度和氧气的条件下，逐渐分化、增大，胚长达1.0—1.3mm时，种子开始裂口，胚长达3.0—4.5mm时并分化出具有子叶、胚芽、胚轴和胚根的胚，形态后熟期基本完成（图14—4）。
图14—4人参种子剖面图
1.新采收的人参种子2.完成形态后熟的人参种子
人参种子完成形态后熟后，即使在适宜的发芽条件下也不发芽，还必须在低温条件下通过生理后熟期。此期形态上不发生任何变化，仅是胚体增大。
人参种胚形态后熟期需要18—12℃的变温，时间3—4个月；生理后熟期需2—4℃低温，时间2—3个月。种子后熟过程具有严格的顺序性，前期完不成，后期便不能进行；没有完成后熟的种子不能发芽。完成后熟的种子，一般胚长达5.0—5.5mm，或胚率（胚长/胚乳长×100）达100%时，在适宜的温度下，种子便发芽出苗。
人参种子的后熟过程，种子内发生一系列生理生化变化。胚形态后熟初期，细胞解糖酶、蛋白质水解酶、过氧化物酶的活性较低，随着胚的生长逐渐提高。胚进入生理后熟阶段，各种酶的活性均显著提高，胚乳和胚内出现细胞色素氧化酶，并集中于根尖部。
应用生长调节剂可促进人参种子胚后熟，打破休眠。据朱桂香报道，人参种子催芽处理前，应用40ppm赤霉素浸种36小时，可使催芽时间至少缩短30—40天。据研究，应用赤霉素50ppm或100ppm浸种24小时或12小时，激动素50ppm或75ppm浸种96小时、100ppm和200ppm浸种24小时可代替低温，促进胚的生理后熟，时间缩短一半。
（三）光合特性
人参属于C3植物。研究表明，人参的δ13C为-26.80；PEPCase活性为14.33μ/mgport·mim；CO2补偿点为80—102ppm；其光合速率最大值为10.81/mgCO2/dm2·h；没有典型的C4植物叶的形态解剖特征。光合的日变化，一天中自上午9时至下午15时人参的光合速率最高。光合的年变化，一年中开花期和绿果期人参的日均光合速率最高。四年和五年生人参的年总光合率（PT）和年经济光合率（PE）及PE/PT（%）值最高。人参单株叶面积与参根的年增长量无明显相关，因此，人参宜合理密植，充分利用光能。
（四）对环境条件的要求
1.光
人参为阴性植物，对光的要求较为严格。光照的强弱直接影响人参的发育、产量和质量。人参的光补偿点约400lx，由400lx至10klx，人参光合速率似直线上升多由10klx至33klx，人参光合速率增高缓慢（图14—5）。
图14—5人参在不同光强下的光合强度
（王铁生，1983）
人参生育的最适光强，一般随纬度增加而提高。低纬度地区为7—10klx；高纬度地区为10—22klx。同一纬度或地理生态条件下，年生和生育季节的不同，要求的最适光强亦有不同。
2.温度
人参属温带植物。喜温和或冷凉气候，在年平均温度2.4—13.9℃、≥10℃积温为1800—3800℃、年降雨量500—2000mm的气候条件下均可栽培。在亚热带的低纬度、高海拔山区，广西资源县同乐大队药材场（北纬26°3′，东经110°38′海拔1450m，年平均温度13.1℃、福建德化县戴云山九仙山参场（北纬25°43′东经118°06′海拔1650m，年平均温度12℃、云南丽江地区鲁甸拉美荣高山药物试验场（北纬27°09′、东经99°28′，海拔2350—2950m，年平均温度7—8℃，等单位也都引种栽培成功，并有相当栽培面积。
人参种子发芽的最适温度为12—15℃；最低温度为4—6℃；最高温度为30℃。人参不同生育期要求不同的温度（表14—3）。人参出苗期，温度高，上升快，有利出苗。展叶期温度低，展叶期持续时间长。气温低于15℃很少开花，超过25℃时开花率下降。
表14—3人参不同生育时期对温度要求
生育期遇温度过高过低，对人参生育和光合功能器官都有不良的影响。夏季高温干旱，易发生茎叶日烧或萎蔫枯死。人参对轻霜（气温-3℃）有一定抵抗力；气温低于-5℃的严霜便受冻害。人参越冬休眠期，多因防寒不当，土壤温度骤变，会使越冬芽产生融冻型冻害，俗称缓阳冻。冻害发生前后，越冬芽受旱害、湿害、病菌侵染、机械损伤及土壤窒息等影响，便会促成冻害发生或加重冻害损伤。因此搞好越冬防寒和越冬管理，并采取其他有效措施如防旱、排涝、防风、土壤消毒及栽优质参苗等，便可避免或减轻冻害的发生。
3.水分
水是人参生活的基本条件之一，又是利用其他生活条件如光、热、养分及空气等的重要条件和介质。掌握人参的生理生态需水规律，满足其生命周期中水分代谢的供求平衡，是获得人参高产优质的先决条件。
水分是人参种子催芽和后熟的首要条件。人参种子的吸水率为种子重的30—50%，故催芽前需充分使之吸水。种子后熟期砂藏的湿度为10—24%。种子吸水不足，影响催芽进程；水分过大，影响种子呼吸，而产生烂种。
人参不同生育期、不同年生需水情况不一。出苗展叶期，气温偏低，叶面蒸腾强度弱，需水不多；展叶后气温升高，叶面积迅速增大，根系不断伸长（6—7月）、增粗（7—9月），生理生态需水增多。生育期中不同土壤水分对人参植株生育状况有一定影响。在适宜水分比在水分不足（60%以下）或过湿（100%）条件下，有利于叶子生长，叶面积增大，叶片加宽。
生育期土壤水分大小对人参干物质的积累有重要影响。土壤相对含水量达80%以上，有利于人参生育和参根增重，从而干物质积累快，生物产量高，经济系数也大；生育的全期或中期土壤相对含水量均达100%时，或在60—80%时对人参干物质积累也有不利影响；土壤相对含水量为40—60%，则会严重影响参根增重，甚至减产。说明人参是一种怕干植物。全生育期土壤相对含水量为80%，人参光合速率最高为4.3CO2mg/dm2·h，故有利于干物质积累。
总之，人参属于中生阴性植物，既不耐旱又不耐涝。全生育期土壤相对含水量为80%的条件下，人参生育健壮，光合速率高，参根增重快，从而产量高，质量好；土壤水分不足时（60%）参根多表现烧须；土壤水分过大时（100%），参根易发生烂根。因此，土壤水分失常是造成人参减产的重要原因。休眠期土壤湿度过大，多发生冻害。人参随年生增长需水量增多，抗旱性增强。土壤干旱，参根发育不良，轻则表现“烧须”，重则萎蔫死亡。
据测定，人参的蒸腾强度为6.25g/h·m2，蒸腾系数为168，蒸腾效率为6。全生育期总需水量为135kg/m2。人参不同生育阶段水分腾发量和需水模系数如图14—6和表14—4。人参的日需水量和阶段需水模系数，是制定人参的灌溉制度和合理用水的重要依据。人参出苗期和开花期的日水分腾发量最大，此阶段满足人参生理生态需水至关重要。
图14—6人参不同生育阶段日水分腾发量
（王铁生等，1987）
表14—4人参需水模系数
4.矿质营养
人参叶面积有限，生长2年单株平均叶面积为0.59dm2；生长4年为5.48dm2；生长6年为13.64dm2；光合速率低，一般为6—9CO2mg/dm2·h。生长缓慢，栽培人参平均年增重为6—9g；野生人参仅为1—1.5g，高者可达3g。因此，人参对矿质营养的需要量要比一般栽培作物低。与碳素相比，矿质元素在人参体中虽然只占很小的比例，但它却是建成人参躯体和活跃生理机能的重要基础。据于得荣报道，人参植株内含有27种无机元素，平均含量在1000ppm以上的有Ca、K、S、N及Mg；平均含量＞100—1000ppm的有P、Na、Fe及A1；平均含量＞10—100ppm的有Zn、Ba、Sr及Mn；平均含量＞1—10ppm的有B、Ti、Cu、Cr、As及Sn；其余＜1ppm的有Pb、Ni、V、Li、Mo、CO、La及Gd（表14—5）。由此可见，人参对三要素的吸收比例约为N∶P∶K=2∶1∶4.4；人参对Ca的吸收约为K的1.4倍；Ca、S、Mg、Fe、Al、Zn、Ba、Mn及B等在人参地上部含量较高；而N和P则在根部含量较高。这些可作为人参科学施肥的理论和技术依据。
表14—5人参植株内所含的无机元素（单位：ppm）
〔注〕取10株平均，重复二次。氮元素用自动定氮仪。
5.pH
人参喜微酸性土壤，pH4.5—5.8对人参生育最好，pH6.5以上对人参生育不利。
三、栽培技术
（一）品种
我国人参栽培历史悠久，但迄今为止尚没有由育种部门通过各种育种手段按科学方法人工创造的育成品种。东北是我国人参主产区，在产区的自然和生产条件下，经过长期人工选择和自然选择而形成了一些所谓农家品种或地方品种，如“大马牙”、“二马牙”、“长脖”、“圆膀圆芦”等，主要依据根的形态特征相区别并命名；此外，在生产中尚可发现不同基因型的表现型如“黄果种”（pprrhh）和“青茎种”（PPRRHH）等不同类型。据兰进报道，“大马牙”等4个地方品种在形态特征和总皂甙含量上有明显差异（表14—6）。“木马牙”生长快，产量高，总皂甙含量亦高；“二马牙”次之；“长脖”和“圆膀圆芦”生长慢，产量低，总皂甙含量也低。也有的研究者报道，上述4个品种在总皂甙含量上没有明显差异。目前，生产中栽培的人参是一个复杂的混系。中国农科院特产研究所对主产区6个县的国营参场调查表明，人参不同品种的混杂现象相当严重，其中“大马牙”占总产量的44.5%，“二马牙”占40.0%，“长脖”占8.8%，“圆膀圆芦”占2.7%，其余占4.0%。人参产区可根据当地生态条件和栽培特点，对混杂群体进行选优提纯，从中选择具一定经济价值的，遗传性比较一致的、适应本地自然和生产条件栽培的地方品种进行栽培。据孙先报道，吉林省辉南县参场，从生产苗田中选优提纯“大马牙”品种大面积栽培，获得明显增产增收效果。8500m2良种田单产1.55kg/m2，比一般田单产1.25kg/m2增产0.3kg/m2，增收10余万元。
表14—6人参不同品种的形态特征
（二）栽培制
人参的栽培制或栽培法，大体分为两种：一是直播法，播种后不移栽，连续生长4—6年收获，其间疏苗1—2次。这种栽培制节约栽参用地、遮荫苫材及生产用工，人参的产量、质量和经济收益也都不低。辽宁省新宾县旺清门乡，1978年收获五年生700m2直播田人参单产2kg，等内参占76%，比移栽田增产70%，增收20%，费用降低73%。是今后发展方向。日本和南朝鲜均有应用。美国和加拿大栽培西洋参，也都采用直播法栽培。二是移栽法，设有苗田和本田，播种后栽培期多移栽1次，如“1、5制”（
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