一、項(xiàng)目概況蔬菜工業(yè)化生產(chǎn)的探索已有半個(gè)多世紀(jì)的歷史，嘗試的模式與方法也較多，但總體來說是沿襲了以下的發(fā)展過程，從露天到保護(hù)地，從保護(hù)地到人工環(huán)境，從土壤到無土基質(zhì)栽培，從無土基質(zhì)栽培再發(fā)展到水培，其間包括管道化的蔬菜工業(yè)，再就是到這里提出的氣霧工業(yè)。所謂氣霧工業(yè)它是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與栽培模式轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中，迄今為止最為先進(jìn)與實(shí)用的技術(shù)，也是能使蔬菜工廠實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)與生產(chǎn)最大化的新方法。氣霧技術(shù)不僅僅是使蔬菜植物的生長(zhǎng)環(huán)境從水與土壤中解放出來，更重要的是它可以讓平面耕作輕松地發(fā)展成為空間立體耕作的模式，是對(duì)溫光水氣營(yíng)養(yǎng)設(shè)施等資源的最大化的運(yùn)用，更是工廠化集約化生產(chǎn)環(huán)境創(chuàng)造的最佳模式。所以氣霧蔬菜工業(yè)是最為先進(jìn)的蔬菜工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，以下將系統(tǒng)化地進(jìn)行介紹與闡述，讓大家對(duì)氣霧蔬菜工業(yè)有更為詳盡的了解，讓大家能迅速掌握并用于生產(chǎn)。（一）氣霧栽培的發(fā)展歷史及國(guó)內(nèi)外概況植物長(zhǎng)在氣霧當(dāng)中，并不是人類的發(fā)明，其實(shí)是自然造化給人類的啟示，在大自然中，有許許多多的植物就不需基質(zhì)與土壤而直接生長(zhǎng)附生于巖石及樹皮上，其至根系直接懸長(zhǎng)于空中而形成壯觀的氣根世界，這些根最后成熟膨大與盤根錯(cuò)節(jié)，成為現(xiàn)代雨林氣候原始森林的生態(tài)景觀，特別是生長(zhǎng)于高濕雨林條件下的榕樹，氣根是它抗拒自然與適應(yīng)自然所形成的生態(tài)適應(yīng)性特征與形態(tài)的演變。從植物的起源來說，最早的植物是由原生態(tài)植物藻登陸后成為蕨類植物，許多蕨類植物就是以假根的方式附生于巖石上，從某種角度來說，它也是一種特異的氣生根。還有現(xiàn)在還大量存在的攀崖類植的，它也常常具備遇高濕環(huán)境易于節(jié)部長(zhǎng)出氣生根的特性，還有從多的蘭科植物，是一種附生于巖石或樹皮上的氣生蘭，根系在空中起到吸收水份與營(yíng)養(yǎng)元素的作用。其實(shí)生長(zhǎng)于土壤中或沙漠中的植物它都有較大的空氣間隙以滿足根系對(duì)空氣的需求，土壤顆粒也只是起到保持濕度與營(yíng)養(yǎng)的作用，如果土壤間隙被水完全浸漬，根系會(huì)因缺乏空氣而窒息而死，說明根系對(duì)空氣的依賴性是進(jìn)化過程中自然形成的，而且對(duì)空氣中氧氣的需求是不可或缺的，否則會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)不良而死亡，就如恐龍的滅絕曾經(jīng)有種猜想，因?yàn)榭铸垥r(shí)期地球空氣層中氧氣的含量原來是30以上，后來由于氣候地質(zhì)及環(huán)境的變化使氧氣含量成為21左右時(shí)，它因窒息而死的滅絕過程是一樣的道理。所以植物生長(zhǎng)的根域環(huán)境中，空氣中氧的需求還是關(guān)鍵，從進(jìn)化角度來說，植物登陸進(jìn)化到現(xiàn)在千萬種植物的分化，都是在空氣含量充足的過程中完成的。所以當(dāng)空氣中濕度適合于根系或根原基發(fā)育時(shí)，這些氣生根就會(huì)本能性地自然形成，這現(xiàn)象在熱帶雨林氣候中就特別的多見。由此可見，空氣栽培是植物進(jìn)化過程中以及現(xiàn)存的特殊生境下，都會(huì)自然發(fā)生與形成的一種生態(tài)適應(yīng)性表現(xiàn)。而它在生產(chǎn)上的運(yùn)用也就是人工生境的創(chuàng)造，為根系形成發(fā)育創(chuàng)造最適的氧氣水份營(yíng)養(yǎng)環(huán)境的一種技術(shù)。在人工氣生生境的創(chuàng)造利用進(jìn)行氣霧栽培源于上個(gè)世紀(jì)四十年代，美國(guó)為了在和平號(hào)空間站上建立生命支撐系統(tǒng)，而首次構(gòu)思運(yùn)用的氣霧技術(shù)進(jìn)行蔬菜植物的種植，是空間技術(shù)研究的一個(gè)重要課題。在失重的空間用常規(guī)種植方式進(jìn)行植物的栽培，不僅僅是操作不便利用率低，而且水肥的資源浪費(fèi)及回收循環(huán)利用也較難，為了在窄小的空間內(nèi)建立生命支撐系統(tǒng)以完成空間站內(nèi)生態(tài)的平衡及人類新鮮蔬菜植物的需求，必須構(gòu)建以植物代謝生產(chǎn)為中心的生命與食物支撐系統(tǒng)，利用植物的生物代謝轉(zhuǎn)換氧氣與吸收廢氣，保持良好的空氣質(zhì)量，人體活動(dòng)放出的二氧化碳成為植物光合轉(zhuǎn)化與釋放氧氣的主要原料，也成為微環(huán)境氣候創(chuàng)造的生命支撐體。美國(guó)科學(xué)家率先大膽地設(shè)計(jì)了氣霧種植系統(tǒng)，解決了植物在失重情況下對(duì)肥及水的獲取問題與人們的管理栽培問題，同時(shí)也使運(yùn)載的材料空間大大縮小，人可采用輕巧的氣囊設(shè)計(jì)構(gòu)建種植模型，可以折疊式的輕巧化的載入空間站，再行充氣種植。目前，這種氣霧栽培已成為空間站研究植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要模式，而且在霧化技術(shù)上也有了很大的發(fā)展與改進(jìn)，氣動(dòng)霧化或超聲霧化得以了有機(jī)結(jié)合，使霧栽培在空間站的發(fā)揮達(dá)到了盡致。從上世紀(jì)的八十年代啟，一些商業(yè)運(yùn)作者開始思考與運(yùn)用霧化技術(shù)構(gòu)思生產(chǎn)性的發(fā)展計(jì)劃，在植物的克隆上開始償試與運(yùn)用，特別是對(duì)于一些較難生根的植物，產(chǎn)生了極好的生根效果，于是一種所謂“克隆機(jī)”的產(chǎn)品開始在生產(chǎn)上運(yùn)用，為種苗的培育開發(fā)了一條新的路徑，那就是氣霧無性繁殖法。在生產(chǎn)蔬菜與藥草上的運(yùn)用，最早是以家庭生產(chǎn)的迷你型系統(tǒng)為主，到現(xiàn)在以設(shè)施大棚為基礎(chǔ)的大型氣霧生產(chǎn)基地漸漸形成，而且產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)越來越明顯。美國(guó)利用氣霧技術(shù)建立的番茄工廠，就是氣霧栽培的一種產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用，以色列近年開發(fā)與運(yùn)用的商業(yè)化基地也越來越多，這種方式更適合少水干旱地區(qū)的生產(chǎn)，它的節(jié)水性更強(qiáng)，而且可以做到正常的零排放，日本叫噴霧耕技術(shù)，也正在快速地發(fā)展著，特別是利用它進(jìn)行番茄的高糖度栽培，已在生產(chǎn)上得到普遍的認(rèn)可與形成規(guī)范化的生產(chǎn)規(guī)程。新加坡則是以立足城市市區(qū)農(nóng)業(yè)為主，發(fā)展家庭或庭院型的小型氣霧培生產(chǎn)綠化裝置為主，為城市綠化美化及市區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了最為高效與便捷的技術(shù)支撐，可以在樓頂陽臺(tái)公共場(chǎng)所任何地方建立霧培系統(tǒng)，進(jìn)行立體化的高效生產(chǎn)，為減緩新加坡農(nóng)產(chǎn)品的供給作出極大的貢獻(xiàn)。氣霧栽培從束之高閣到普及運(yùn)用，到少有人知而成為農(nóng)村農(nóng)民的一種實(shí)用型新技術(shù)，其間的發(fā)展也經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段，從利用它作為研究植物根系分泌物及根構(gòu)形態(tài)到成為教育及實(shí)驗(yàn)室科研工具，到用于商業(yè)化的植物克隆，再到大面積地運(yùn)用于種苗工程與生產(chǎn)性產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，前后經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展歷史。我國(guó)最早把氣霧栽培主要用于馬鈴薯脫毒種薯培育，而且是簡(jiǎn)易的設(shè)施與簡(jiǎn)單的定時(shí)控制條件下進(jìn)行，但也沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的程度，只限于少部份科研院校的研究所需，根本沒有商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化的配套設(shè)施與設(shè)備。隨著根系科學(xué)這門學(xué)科的興起，利用它便于觀察根系生長(zhǎng)與提取根系分泌物的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)型設(shè)計(jì)的霧培研究，也沒有讓其成為一項(xiàng)重要的生產(chǎn)性的技術(shù)。一直到種苗工程上取得很好的無性生根效果后，才開始商業(yè)化霧培殖種苗技術(shù)的研究，在美國(guó)開發(fā)了各種各樣稱之為克隆機(jī)的種苗生產(chǎn)系統(tǒng)，但也沒有進(jìn)行大型基地或設(shè)施設(shè)備的專業(yè)化開發(fā)，只作為生產(chǎn)的一項(xiàng)輔助技術(shù)在運(yùn)用，其間大家利用該系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)百種植物無性快繁的應(yīng)用研究，取得了極好的效果，對(duì)于它的產(chǎn)業(yè)化推動(dòng)起到了較大的促進(jìn)作用。各種各樣商業(yè)化克隆機(jī)可以在市場(chǎng)上見到，或者利用小型的克隆機(jī)進(jìn)行家庭式蔬菜的生產(chǎn)，這方面在美國(guó)較為普及而且運(yùn)用走在了前列。以色列對(duì)于氣霧培的研究運(yùn)用也是從克隆植物，特別是在研究桃的無性生根過程中，獲得了極好的效果，才引起了眾多研究及生產(chǎn)者的重視，現(xiàn)在以色列開發(fā)的一種集裝箱式的高度集約化的移動(dòng)式植物工廠，其實(shí)也是利用了氣霧培技術(shù)，在一個(gè)不大的集裝箱內(nèi)，可以生產(chǎn)出令人驚嘆的產(chǎn)量，這就是立體化多層次的閉鎖型氣霧生產(chǎn)系統(tǒng)，也可以叫做未來城市生活機(jī)，能利用不大的空間生產(chǎn)出數(shù)十上百倍的平面面積產(chǎn)量。新加坡是從天臺(tái)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，需要充分利用空間而開始重視氣霧培的研究運(yùn)用，但它在新加坡的發(fā)展較快，已成為城市農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種重要模式。在非洲一些少雨且高溫的地區(qū)，也開始利用避雨棚或防蟲網(wǎng)保護(hù)設(shè)施進(jìn)行蔬菜的氣霧栽培，這也是基于氣霧培省水且耐高溫的特性而引起人們研究與生產(chǎn)的興趣。在日本發(fā)達(dá)的水耕業(yè)基礎(chǔ)上，最近掀起了噴霧耕栽培，許多原本水耕的農(nóng)場(chǎng)也開始改造成氣霧耕農(nóng)場(chǎng)，它可以比水耕投入更少的能源，產(chǎn)出更高的效益，所以也漸漸成為該國(guó)無土栽培發(fā)展的一個(gè)方向。在我國(guó)，這領(lǐng)域的起步較晚，這與農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)薄弱工業(yè)落后有關(guān)，因?yàn)闅忪F栽培是一種新型的無土栽培技術(shù)，它所涉的設(shè)施與技術(shù)都得依托于高科技的工業(yè)支撐。但氣霧的高效性與便捷性也成為許多行業(yè)老板的關(guān)注，所以它在我國(guó)的發(fā)展速度將會(huì)更快，而且將為成為世界上氣霧培面積最大的國(guó)家。氣霧培在生產(chǎn)上具有廣闊的運(yùn)用，據(jù)近年的生產(chǎn)研究表明，氣霧培技術(shù)幾乎適合于所有的植物生長(zhǎng)，甚至是水生植物，它的廣譜性是其它任何一種先進(jìn)技術(shù)所不能相比的。所以氣霧技術(shù)將成為農(nóng)業(yè)革命史上的又一次偉大跨越，把它定名為第四代農(nóng)業(yè)一點(diǎn)也不過份，它的的確確能使以往的技術(shù)發(fā)生一次質(zhì)的跨越與改變，是革命性與普遍性的技術(shù)創(chuàng)新。（二）氣霧栽培項(xiàng)目的理論基礎(chǔ)（植物的氣霧生理學(xué)）氣霧栽培技術(shù)以及利用它所構(gòu)建的蔬菜工業(yè)，為什么如此的誘人與令生產(chǎn)科研者為之興奮，為之投入，關(guān)鍵在于它具有能使植物生長(zhǎng)潛能最大化發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)，能使單位面積產(chǎn)量數(shù)倍提高的發(fā)展空間。以下就其為什么生長(zhǎng)快速的角度進(jìn)行綜合的剖析，將從生理、原理上得以證明。環(huán)境是基因表達(dá)的先決條件，是農(nóng)業(yè)技術(shù)的關(guān)鍵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)從某種角度來說就是環(huán)境技術(shù)，包括氣候環(huán)境及水份營(yíng)養(yǎng)氧氣環(huán)境，其中氣候環(huán)境的不同，形成了適于各種氣候生境的植物，它們?cè)谛螒B(tài)特征，生理生化上也表現(xiàn)出相適于這種氣候與環(huán)境的生態(tài)表現(xiàn)型，所以地球上形成了千千萬萬種不同種類與類型的植物，其中環(huán)境是影響進(jìn)化與物種形成的決定性因素。那么同一物種在不同的環(huán)境下是不是也會(huì)有不同的表現(xiàn)與特征，甚至是生理之變化呢這方面在研究植物的生態(tài)適應(yīng)性上已得到了充分的證明。植物器官的形成以及某些代謝的進(jìn)行都會(huì)因環(huán)境而變化，這也是植物具有高度自協(xié)調(diào)自適應(yīng)自組織行為的表現(xiàn)。人們遵循著它的適應(yīng)性變化，以及環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，創(chuàng)造出各種各樣的農(nóng)耕方法與技術(shù)，讓植物生長(zhǎng)往最有利于人類需求或生產(chǎn)要求的方向發(fā)展，這就是農(nóng)業(yè)技術(shù)的作用。如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最簡(jiǎn)單的中耕與除草，就是為了給作物創(chuàng)造疏松的土壤環(huán)境，讓根系處于氧氣充分的土壤中生長(zhǎng)，同時(shí)除去雜草可以減少草對(duì)作物的水肥的競(jìng)爭(zhēng)，讓植物獲到更多的水份與營(yíng)養(yǎng)。增施有機(jī)肥的作用除了給植物提供生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)外，還可以培殖土壤微生物生態(tài)群落，讓土壤在微生物及有機(jī)腐殖質(zhì)的作用下形成良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化了根系的生物環(huán)境、化學(xué)環(huán)境、物理環(huán)境，讓根系處于肥水氣都較為充足的環(huán)境下，從而促進(jìn)了作物的生長(zhǎng)。適時(shí)的施肥灌水制度是為了及時(shí)為栽培作物提供階段發(fā)育所需的各種營(yíng)養(yǎng)與水份。設(shè)施大棚等保護(hù)地模式種植，主要是為了給作物創(chuàng)造最適合的溫光氣熱環(huán)境，也是一種人工環(huán)境技術(shù)。所以從某種角度來說農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)就是通過綜合環(huán)境因子的改良，達(dá)到促進(jìn)作物生長(zhǎng)與發(fā)育的目的，為人類提供更多更優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。不管是哪種技術(shù)的革新，它都是圍繞環(huán)境優(yōu)化而展開，如無土的營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù)，主要是優(yōu)化植物根域的肥水氣環(huán)境，讓蔬菜植物生長(zhǎng)于透氣性更好的基質(zhì)中或者水份及肥的獲到更直接的營(yíng)養(yǎng)液中，通過這些改進(jìn)而使其有更高于土壤栽培的生長(zhǎng)速度與生物量。那么氣霧栽培也是一樣，它也是通過對(duì)根域環(huán)境因子的綜合控制而達(dá)到促進(jìn)生長(zhǎng)提高產(chǎn)量的目持。所以說環(huán)境是基因型表現(xiàn)與表達(dá)的前提，只有優(yōu)化環(huán)境方可以讓優(yōu)良品種的種性得以充分表現(xiàn)，而且一些在平常土壤環(huán)境未能表現(xiàn)的基因，在人工優(yōu)化的環(huán)境下也可以得以體現(xiàn)。環(huán)境是基因表達(dá)的動(dòng)力，不管是外環(huán)境的溫光氣熱，還是根域環(huán)境的氧氣水份與營(yíng)養(yǎng)都成為影響植物生長(zhǎng)的主要因子，而且它的變化都會(huì)直接影響到表現(xiàn)型。比如水環(huán)境可以讓適合于水生的基因啟動(dòng)，讓它來適應(yīng)淹水或者高濕的水環(huán)境，如是生長(zhǎng)于干旱的情況下，又可以使葉片變厚，蠟質(zhì)更多，根系更深更發(fā)達(dá)，形成了適于干旱條件的形態(tài)特征與發(fā)育表現(xiàn)，還會(huì)影響到各種生理生化與代謝。如淹水環(huán)境促成了乙烯物質(zhì)形成，干旱使體內(nèi)脫落酸含量驟升，從而又導(dǎo)致生長(zhǎng)受抑，氣孔關(guān)閉，甚至休眠等現(xiàn)象產(chǎn)生。同樣的基因型品種，不同的環(huán)境下，它表達(dá)的基因，以及表達(dá)的充分完全程度都是不同的，而且許多植物都存在著兩套性狀相對(duì)的基因，具體生長(zhǎng)過程中哪些基因表達(dá)，哪些關(guān)閉則由環(huán)境所決定，所以植物對(duì)環(huán)境也存在著較廣的適應(yīng)性，也叫做生態(tài)適應(yīng)性。蔬菜植物生長(zhǎng)于基質(zhì)或陸地與生長(zhǎng)于水中或氣霧中，它們表達(dá)與表現(xiàn)的性狀都是有所不同的，而且都自組織的形成最有利于環(huán)境的性狀表現(xiàn)，這也是自然進(jìn)化的基礎(chǔ)，也是植物生存的一種本能調(diào)節(jié)。環(huán)境的優(yōu)化是植物潛能激發(fā)的關(guān)鍵在同一個(gè)地區(qū)，在相同的氣候環(huán)境或人工模擬環(huán)境下，植物生長(zhǎng)速度的快慢主要是由根域環(huán)境的優(yōu)化與否所決定，在蔬菜作物的栽培過程中雖然可以利用設(shè)施大棚的技術(shù)進(jìn)行環(huán)境的調(diào)控，給蔬菜作物的生長(zhǎng)創(chuàng)造適合的溫度、濕度、光照、二氧化碳等，但這些環(huán)境的最適化調(diào)節(jié)往往需要消耗大量的資源與能量，或者需要配套各種設(shè)備與設(shè)施，這些措施雖然也成為當(dāng)前設(shè)施栽培的主要管理因子，但它對(duì)作物提高生長(zhǎng)的潛能也存在著一定的局限性。所以環(huán)境的創(chuàng)造人們開始原本僅僅以地上環(huán)境創(chuàng)造為主開始轉(zhuǎn)向地下根域環(huán)境的研究，在傳統(tǒng)耕作情況下，常因土壤因子的復(fù)雜性而未能進(jìn)行各項(xiàng)影響因子的最優(yōu)化研究，只能作些簡(jiǎn)單的措施，如加強(qiáng)肥培管理，加強(qiáng)土壤的耕作與墑情管理，但終究因土壤環(huán)境的復(fù)雜性而未能達(dá)到最優(yōu)化的程度。究其土壤的功能，主要有以下作用，一是支撐固定作用、二是提供肥水與土壤間隙氧氣作用，三是微生物生存的場(chǎng)所，四是對(duì)各項(xiàng)因子的緩沖作用。針對(duì)這些作用機(jī)理，進(jìn)行生長(zhǎng)要素分析，培育微生物充足，而且物理透氣保濕性良好，肥水適宜的土壤環(huán)境就成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土肥水管理的關(guān)鍵，它成為作物豐產(chǎn)的基礎(chǔ)。而現(xiàn)代環(huán)境技術(shù)完全可以按照植物生長(zhǎng)對(duì)肥水氣的要求創(chuàng)造更優(yōu)于土壤的環(huán)境，而且是更易于調(diào)控的環(huán)境，這樣就為植物潛能開發(fā)實(shí)現(xiàn)更加快速的生長(zhǎng)創(chuàng)造了更為有利的根域環(huán)境。氣霧栽培是讓植物的根系懸長(zhǎng)于充滿液霧的空氣中，同樣能為根系創(chuàng)造水肥氣環(huán)境，而且各項(xiàng)因子都可以得到最大化的供給，不像土壤或基質(zhì)栽培，各種因子間的交叉影響較大，難以實(shí)現(xiàn)每個(gè)因子的最優(yōu)化，比如說，土壤中水份多了，土壤間隙的空氣就受擠外排，氧氣的供給就少了，如果土壤空隙大又會(huì)影響水份的保持，就像沙漠又會(huì)造成蓄水差易干旱，肥也同樣受到水份的影響，當(dāng)施下去的肥沒有水份的稀釋常會(huì)燒苗，如果水份過多的沖刷又造成滲漏與浪費(fèi)，所以說各因子的相互影響成為調(diào)控優(yōu)化的難點(diǎn)。近年，雖然也演生出較多的新型栽培模式與灌溉施肥技術(shù)，比如有機(jī)基質(zhì)無土栽培、巖棉培、沙培、珍珠巖培等新技術(shù)，可以使基質(zhì)的透氣性與保水性都能滿足，但根系對(duì)肥水的吸收總歸還存在著間接的需要移動(dòng)的吸收或者根系必須在基質(zhì)中進(jìn)行穿透伸展地吸收，未能達(dá)到直接與高效利用的目的，這就是無土基質(zhì)培尚存的不足。而水培則可以改變吸收的間接性，可以讓根系直接接觸營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行直接的高效利用與吸收，但問題又會(huì)出現(xiàn)，那就是水中的溶氧不能達(dá)到最優(yōu)化，氧氣是根呼吸轉(zhuǎn)化能量攝取水與營(yíng)養(yǎng)的關(guān)鍵，當(dāng)氧氣不足時(shí)，根系吸收效率就會(huì)大大降低，盡管是泡漬于營(yíng)養(yǎng)液中也會(huì)出現(xiàn)因缺氧而造成的生長(zhǎng)抑制與缺素，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)爛根，所以水培技術(shù)大多以圍繞增氧技術(shù)而進(jìn)行設(shè)計(jì)，如何讓水中溶氧提高人們?cè)O(shè)計(jì)了多種模式，有循環(huán)增氧有曝氣增氧還有氣液混合增氧等，這些不僅增加了設(shè)施與設(shè)備，而且在高溫情況下常常又達(dá)不到良好的效果，無疑又增加了降溫致冷的投入。水培是近年國(guó)內(nèi)外發(fā)展較快的技術(shù)，它以根系直接吸收營(yíng)養(yǎng)與水份的優(yōu)勢(shì)而體現(xiàn)出較高的生產(chǎn)效率，通常比土壤栽培提高152倍的生長(zhǎng)速率，可是它的營(yíng)養(yǎng)液管理投入與溫度調(diào)控投入成本與能源較大，也影響到它的普及與運(yùn)用。在人們不懈的探索研究試驗(yàn)下，構(gòu)思了一種新型的技術(shù)，哪就是氣霧培技術(shù)，這種技術(shù)可以完全遏制上述的一些抑制因素，可以同時(shí)讓水肥氣溫都達(dá)到最優(yōu)化的環(huán)境，而且是最節(jié)能成本最低的投入與運(yùn)作。那么，植物在氣霧環(huán)境下，有哪些生長(zhǎng)潛能的激發(fā)與表現(xiàn)呢首先氣霧環(huán)境最大的特點(diǎn)就是讓根系處于氧氣最為充足的環(huán)境中，可以最大化地發(fā)揮根系的有氧代謝過程，對(duì)根系吸收營(yíng)養(yǎng)與水份提供了最大化的轉(zhuǎn)換之能量，從而加快根系對(duì)水份的吸收與營(yíng)養(yǎng)攝取，一些平常難以吸收或效率較低的元素在氣霧的富氧環(huán)境下也可以加強(qiáng)與提高，所以氣霧栽培的營(yíng)養(yǎng)液要求也相對(duì)比水培要低，甚至許多植物還可以利用廢液進(jìn)行栽培，說明它具有更高的吸收效率。根系吸收水份與營(yíng)養(yǎng)的速度加快后自然就促進(jìn)了地上部份的發(fā)育與生長(zhǎng)，一般土壤栽培只有50的氧氣供給量，而透氣良好的無土基質(zhì)培也只有70，而氣霧栽培可以達(dá)到90以上的氧氣供給量，所以它能最大化地發(fā)揮吸收代謝之功能。如果說人工基質(zhì)培是優(yōu)化了透氣富氧環(huán)境使作物生長(zhǎng)加快，那水培就是優(yōu)化了水與肥環(huán)境，使肥水的吸收更直接，氣霧培則優(yōu)化了水肥氣三者的全面環(huán)境，由此可見從根域環(huán)境優(yōu)化來說，氣霧培是三者皆能兼顧的栽培技術(shù)，而且三因子間不會(huì)像土壤種植那樣會(huì)出現(xiàn)相互的交叉影響。在氣霧的環(huán)境下，除了吸收效率加快促進(jìn)生長(zhǎng)外，還有就是它的根系發(fā)育與伸展是在沒有任何阻力的情況下進(jìn)行，所以不需要在土壤中栽培那般，因根系的穿行而消耗大量的生物能，能節(jié)省更多的能量與物質(zhì)參予到地上部份的生長(zhǎng)。而且許多在常規(guī)下不能表達(dá)發(fā)育的根原基細(xì)胞，在水肥氣最適的環(huán)境下也能發(fā)育成為根系，而且這種根系基本上是具有吸收功能的須根根系，也叫不定根根系，所以氣霧栽培在根的數(shù)量與生物量上都比其它任何一種栽培模式來得多，并且大多是具有發(fā)達(dá)根毛的氣生根根系，它有吸收效率是普通根系的數(shù)倍，這也是氣霧培的生長(zhǎng)速度至少比土壤栽培要高35倍的主要原因吧。根深葉茂，發(fā)達(dá)的根系是作物蔬菜豐產(chǎn)的根本與關(guān)鍵。特別是葉菜類，隨著吸收代謝的加快，其生物量的形成絕大多數(shù)是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，明顯比土壤栽培表現(xiàn)了更大的優(yōu)勢(shì)，比如生長(zhǎng)季節(jié)縮短，周年栽培的批數(shù)增加，葉片變得更加碩大，水份含量更高，培育的蔬菜品種，營(yíng)養(yǎng)成份及維生素含量都將大大提高。如果是瓜果類還可以實(shí)現(xiàn)高糖度的栽培，特別是番茄，采用氣霧培后可以生產(chǎn)出糖度高達(dá)9以上的水果型番茄，比常規(guī)栽培高一倍以上，如果進(jìn)行大容器的單株栽培，可以實(shí)現(xiàn)單株結(jié)果上萬個(gè)，產(chǎn)量幾百甚至上千斤的高產(chǎn)大樹，用于觀光農(nóng)業(yè)特顯風(fēng)采。這些生長(zhǎng)速度的加快與品質(zhì)的改善都是根域環(huán)境優(yōu)化激發(fā)它吸收功能增進(jìn)與代謝加快的結(jié)果，它沒有從基因上改變，只是表現(xiàn)型與表達(dá)的充分程度或者一些常規(guī)不能表達(dá)的冗余基因得以發(fā)揮的結(jié)果，所以說是植物生長(zhǎng)潛能的激發(fā)，而不是基因性狀的更改，是栽培技術(shù)優(yōu)化的結(jié)果，并沒有導(dǎo)致種性的改變，在保持原有品質(zhì)的基礎(chǔ)上更能使特性充分發(fā)揮。氣霧環(huán)境下植物表現(xiàn)的特有生理與形態(tài)特征氣霧栽培讓植物的生長(zhǎng)潛能得以最大化發(fā)揮，這種超常規(guī)發(fā)育或者生長(zhǎng)都是基于氣霧環(huán)境下蔬菜植物生理生化形態(tài)變異或變化的結(jié)果，以下就氣霧環(huán)境下生理生態(tài)等的改變作些簡(jiǎn)要的介紹一根構(gòu)型的變化根系的構(gòu)型形成及變化都是與栽培環(huán)境有關(guān)的，也表現(xiàn)出明顯生態(tài)適應(yīng)性。首先因氣霧環(huán)境不像土壤環(huán)境那樣根系需要克服基質(zhì)的阻力摩擦而形成機(jī)械組織的根系，而且土栽植物為了讓根系延伸至更遠(yuǎn)更深的地方汲取水份及營(yíng)養(yǎng)，它的根系發(fā)育形成了以多級(jí)分枝的主根根系或側(cè)根根系，通過漸級(jí)分枝把末端的吸收根送向遠(yuǎn)方，以獲取更多的水份營(yíng)養(yǎng)空間，所以土壤中生長(zhǎng)的植物其主根與側(cè)根發(fā)育往往較發(fā)達(dá)，而且后期會(huì)明顯的木栓化或木質(zhì)化，構(gòu)建成發(fā)達(dá)的機(jī)械化組織，以適應(yīng)土壤特有的物理機(jī)械環(huán)境。而氣霧培中的根系，基本上沒有主根與側(cè)根根系的發(fā)育，不管木本還是草本，大多是以植株的基部根源基為根系的發(fā)端，形成了如須狀的不定根根系，而且不定根根系的數(shù)量極多，大多以基生為主，到后期隨著初生根的老化會(huì)形成簡(jiǎn)單的分叉，但這分叉方式也是在初次根長(zhǎng)形成大量不定根的方式進(jìn)行發(fā)育，一些種子播種具有主根的品種，也是大量不定根的方式進(jìn)行根的構(gòu)型（如圖）。為什么會(huì)形成不定根根系為主的根構(gòu)型呢其實(shí)這也是生態(tài)適應(yīng)性的表現(xiàn)，根系在氣霧環(huán)境中，不需克服土壤的阻力，也不需通過根系的漸級(jí)輸送獲取水與養(yǎng)分，根系于濕霧中可以最直接最有效最快速地獲取，只要增加基生根數(shù)量提高根系表面積可以達(dá)到吸收更多水份與營(yíng)養(yǎng)的目的，所以植物的自組織行為選擇了須根根構(gòu)的方式，為自已創(chuàng)造最佳的生理與形態(tài)基礎(chǔ)，這就是高效直接的不定根根系。這種根系在氣霧環(huán)境下，表現(xiàn)為潔白柔嫩，因?yàn)樗且员”诩?xì)胞為主所構(gòu)成的組織，如果環(huán)境溫度適合，可以較長(zhǎng)的時(shí)間保持富有活力的潔白狀態(tài)，這是根系活力的像征，在土壤中常因各種外界不適因子的影響根系較易老化氧化與褐化，所以通常有色素沉積使陸生根有著較深的色澤。氣霧環(huán)境為根系創(chuàng)造了毫無阻遏的環(huán)境，根系的發(fā)育均勻潔白整齊，這些根具有極高的吸收效率，也具有最大化的吸收表面積，特別是不定根末端形成的根毛根，絨絨得像纖毛（如圖），這種根呼吸作用強(qiáng)，是一種吸收效率極高的根系，特別是采用超聲波霧化供液時(shí)，這種類型的根就特別的發(fā)達(dá)，所以超聲波霧化培通常比常規(guī)的噴霧栽培又有更高的效率與更快的生長(zhǎng)。以優(yōu)化根系環(huán)境，培育發(fā)達(dá)而有活力的氣生根根系是霧培管理的關(guān)鍵，只有在適合的人造生態(tài)環(huán)境下，才能形成氣根毛根發(fā)達(dá)而且潔白的根系，這是植株生長(zhǎng)潛能得以激發(fā)的關(guān)鍵，在生產(chǎn)上只要觀察根系的根構(gòu)及類型與發(fā)達(dá)程度就可以斷定生長(zhǎng)是否良好。要使根構(gòu)型更趨氣生根的特性，很重要的一個(gè)方面，就是霧化的霧滴大小有關(guān)，當(dāng)霧化程度好霧液細(xì)小時(shí)，氣生根長(zhǎng)就會(huì)形成大量由根皮細(xì)胞發(fā)育而成的毛根，這種根表面只極大，能發(fā)揮最佳的吸收功能。如果霧沒大，霧液中氧氣少，形成的根系大多有很大部份為水生根系，少有毛根特征，生長(zhǎng)自然也稍慢，霧滴越細(xì)，液霧所含的氧氣就越充足，就利于毛根的發(fā)育，有利于高效率根構(gòu)型的形成。所以氣霧培技術(shù)中霧化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，是根域環(huán)境優(yōu)化的最重要技術(shù)。二器官形態(tài)的變化除了根構(gòu)型及形態(tài)變化以外，其它的枝葉花果同樣也會(huì)發(fā)生變化，這是生理變化在形態(tài)上的具體表現(xiàn)。在蔬菜栽培中常因外界因子的不良影響，而使許多已經(jīng)完成分裂的細(xì)胞，未能充分的膨大與伸長(zhǎng)，所以在生物產(chǎn)量的形成上就受到影響。特別是瓜果類，許多瓜果當(dāng)它完成第一膨大高峰期時(shí)，它的細(xì)胞數(shù)量就基本已確定，而它最終的大小則由每個(gè)細(xì)胞及液泡的發(fā)育所決定。氣霧培的環(huán)境下能為細(xì)胞的繼續(xù)發(fā)育提供最充足的水份與營(yíng)養(yǎng)，這是它生產(chǎn)出果型大而均勻產(chǎn)品的關(guān)鍵。所以在氣霧環(huán)境下栽培的瓜果，一般發(fā)育均勻少有大小果，這除了水份充足外，氣霧栽培的植株因?yàn)楦档母咝张c快速運(yùn)輸，少有營(yíng)養(yǎng)水份脅迫現(xiàn)象之發(fā)生，所以每個(gè)果實(shí)所獲的水與營(yíng)養(yǎng)就得以保障，于是形成的果實(shí)大小也較均勻。蔬菜瓜果的主要組成就是以水為主的產(chǎn)品，它的含水量達(dá)90以上，栽培管理過程中水份是不是充足是至關(guān)重要，在土壤耕作中水份的尺度難以把握，水多則氣少會(huì)淹了作物，水少氣多但又會(huì)旱害，在前面已經(jīng)述及到土壤栽培的局限性，而氣霧中可以讓水與氣都達(dá)到最充分的供給，這是它導(dǎo)致器官變異的關(guān)鍵。葉與花器也然，通過多年的研究與生產(chǎn)表明，特別是葉菜類品種，有些可以達(dá)到超過土壤栽培數(shù)倍的葉型，這對(duì)于生產(chǎn)葉菜是至關(guān)重要的，其增加的部份包括細(xì)胞的伸長(zhǎng)與膨大以及液泡的充分吸水。蔬菜植物生長(zhǎng)在礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)及水份最大化供應(yīng)的前提下，不會(huì)出現(xiàn)水與肥的脅迫，所以在快速生長(zhǎng)期不會(huì)因環(huán)境影響而抑制細(xì)胞與器官的發(fā)育，在培育南瓜王時(shí)，可達(dá)到驚人的膨脹速度，一株結(jié)5個(gè)瓜的巨型南瓜品種，在快速膨大期平均每個(gè)瓜日增重可達(dá)10斤以上，這種快速生長(zhǎng)機(jī)制必須建立在沒有水份脅迫的前提下。另外，番茄王氣霧培也同樣表現(xiàn)出快速的生長(zhǎng)模式，對(duì)番加生長(zhǎng)量測(cè)定，在番茄整個(gè)生長(zhǎng)期中，平均每天日伸展速度可達(dá)7080CM/日。蕃薯的種植也同樣表現(xiàn)出地下根莖的超常速發(fā)揮，一株氣霧的蕃薯可達(dá)2030平方的枝蔓占地面積，收獲的薯塊產(chǎn)量可達(dá)100200公斤/株。就是常規(guī)極為普通的空氣菜，采用桶式氣霧培，單株占地也可達(dá)20平方米以上。以上這些營(yíng)養(yǎng)器官的快速形成主要源于充足的肥水氣條件，除了生物量的快速積累轉(zhuǎn)換外，其枝葉的形態(tài)特性也發(fā)生了明顯變化，如南瓜葉，在氣霧環(huán)境下達(dá)葉徑50CM以上，如荷葉般的大小，葉柄也可長(zhǎng)達(dá)50CM以上，在野生蔬菜敗醬的栽培中，它的葉片大小可以達(dá)到土壤自然生長(zhǎng)的35倍以上，常規(guī)的青菜也然，都有明顯增大的趨勢(shì)，而且發(fā)育的時(shí)間大大縮短，如葉菜類大多數(shù)可以縮短1/31/2時(shí)間，這對(duì)于栽培來說，就可以大大提高設(shè)施利用率與生產(chǎn)周轉(zhuǎn)率，也可以大大降低成本，比如生菜在氣霧環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)足月生產(chǎn)，也就是每個(gè)月可以出產(chǎn)一批。葉型的變大，及莖節(jié)間的伸長(zhǎng)，形成了特有的氣霧蔬菜特點(diǎn)，如果是果實(shí)類，色澤會(huì)更加鮮艷，糖度積累更多口味更好，這些都與植株的活力增強(qiáng)有關(guān)，在氣霧環(huán)境下，各種代謝加強(qiáng)，與色澤有關(guān)的花青素形成也加快，所以果實(shí)更艷麗，同樣，氣霧栽培在沒有任何根域環(huán)境的脅迫下，少有環(huán)境脅迫的產(chǎn)生，光合效率一直處于高效狀態(tài)，能為果實(shí)甜度的積累提供更多的碳水化合物，所以能使口味大大改善，另外，栽培果實(shí)類植物時(shí)，采用氣霧栽培，可以在臨近成熟期對(duì)根域水份進(jìn)行控制，達(dá)到增進(jìn)糖度的目的，而土壤栽培較難實(shí)現(xiàn)，雖然也進(jìn)行了控水管理，但因土壤的緩沖性，植株的應(yīng)答速度較慢，而氣霧培可以輕松地實(shí)現(xiàn)，日本國(guó)就是利用氣霧培的原理進(jìn)行了大面積高糖度水果番茄的栽培。采用氣霧栽培技術(shù)，可以讓植株巨大化，可以讓營(yíng)養(yǎng)及生殖器官發(fā)育巨大化，可以培育出基因沒有改變的超常規(guī)巨型植物。在氣霧環(huán)境下，甘蔗可達(dá)6米多高，水稻可達(dá)2米，網(wǎng)紋甜菜瓜最多可對(duì)80多個(gè)瓜，西紅柿可達(dá)萬果的產(chǎn)量，小黃瓜單株可結(jié)3000多根，巨型南瓜可單株結(jié)5瓜，每個(gè)都可達(dá)200斤以上（如圖）。而且采用氣霧培后，因植株的巨大化發(fā)育，又會(huì)使常規(guī)瓜果蔬菜的根莖木質(zhì)化，特別是南瓜番茄黃瓜辣椒之類的，所以利用氣霧培技術(shù)可以栽培出各種蔬菜樹，對(duì)觀光農(nóng)業(yè)來說更具利用觀賞價(jià)值。而且在氣霧環(huán)境下一些平常不會(huì)表現(xiàn)的特性也有可能會(huì)得以體現(xiàn)，比如不定芽的形成，以及返祖發(fā)育的產(chǎn)生，這些都與代謝的旺盛的關(guān)，如番茄葉采用氣霧培后不僅葉片碩大，而且受傷的葉片上極易誘導(dǎo)不定芽繼爾形成小苗，在毛竹氣霧培時(shí)，會(huì)要?dú)馍闲纬深愃朴谒竞堂缫粯拥奶禺惙底婷纾踔吝€地出現(xiàn)較多的葉上花、與花上葉現(xiàn)象，這些奇異性與環(huán)境優(yōu)化后，原本一些常規(guī)難以啟到或表達(dá)的基因在特別適合的環(huán)境下就會(huì)表達(dá)顯現(xiàn)。氣霧培是利用氣霧根系龐大高效的吸收能力為植株的器官發(fā)育形態(tài)構(gòu)建提供最大化的水份營(yíng)養(yǎng)，從而使各器官的發(fā)育表現(xiàn)為超常規(guī)，這對(duì)于提高產(chǎn)量與質(zhì)量來說極為重要，它的增產(chǎn)效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于良種選育的增產(chǎn)效率。所以說，生產(chǎn)上選擇氣霧培淋漓盡致地發(fā)揮品種潛在的基因特性，比一味地追求品種選育更顯的重要，在基因型不變的情況下，可以培育出超常規(guī)的產(chǎn)量與質(zhì)量。三環(huán)境應(yīng)答速度加快氣霧栽培在沒有任何基質(zhì)緩沖的空氣中生長(zhǎng)，再加上它高效快速的吸收功能，使植株對(duì)環(huán)境的應(yīng)答反應(yīng)變得靈敏，這對(duì)于生長(zhǎng)來說有利也有弊。首先氣霧栽培的根構(gòu)為不定狀的須根根系為主，它對(duì)肥水的吸收就如高速公路般的直接快速，不會(huì)如土壤栽培陸生根的遠(yuǎn)距離逐級(jí)輸送吸收，而是在少有分枝的根構(gòu)模式下快速吸收，于是吸收過程中所耗的生物能量也比陸生栽培要少得多，這也是它生長(zhǎng)更為快速的主要原因，快速的吸收與代謝同時(shí)也導(dǎo)致它快速應(yīng)答環(huán)境因子生理機(jī)制的形成。外界溫光氣熱肥水等因子的刺激都會(huì)產(chǎn)生信號(hào)激素，而這種信號(hào)激素的傳遞也同樣比土壤栽培要來得快速，所以它具有快速應(yīng)答環(huán)境變化而作出自我生理調(diào)節(jié)的本能。這種快速傳送網(wǎng)絡(luò)的形成，是它潛能發(fā)揮最大化的關(guān)鍵所在，同時(shí)也是它具有快速反應(yīng)生理的原因所在。比如土壤遇旱，首先由根系產(chǎn)生大量的脫落酸，脫落酸會(huì)隨著徑流進(jìn)入植株的其它器官與枝葉，葉片氣孔在脫落酸信號(hào)的作用下，很快就會(huì)作出關(guān)閉氣孔或調(diào)節(jié)開度的反應(yīng)，這種反應(yīng)對(duì)于脅迫環(huán)境下的適應(yīng)是非常重要的，可以免招不利氣候或環(huán)境因子對(duì)蔬菜植物造成的不利影響。人們可以利用快速應(yīng)答機(jī)理開發(fā)生理傳感器，并可直接用于環(huán)境的控制，大多生理傳感器都是用于實(shí)驗(yàn)室的研究，在生產(chǎn)上的應(yīng)用常因反饋的不同步性而未能采用。而氣霧栽培的植物在受到環(huán)境脅迫時(shí)很快就會(huì)在生理及形態(tài)上作出相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，比如利用它對(duì)水分快速應(yīng)答特性，可以利用微位移傳感器或者激光傳感器（分辨率2M），通過莖徑或葉片厚度的微小變化來控制彌霧的頻率，達(dá)到按照作物生長(zhǎng)生理或者生產(chǎn)需求來控制的目的，這種控制比基于環(huán)境專家系統(tǒng)的控制更為準(zhǔn)確，特別是在瓜果類栽培時(shí)，需要進(jìn)行后期的制水管理，利用它就可以達(dá)到精準(zhǔn)控制的目的?？刂茣r(shí)通常以目標(biāo)值作為線性參數(shù)，以實(shí)測(cè)值作為回歸反饋參數(shù)，以兩者的偏差值來調(diào)控噴霧的量與頻率，比單一的以溫度及光照為參量的控制更為精確，番茄的生長(zhǎng)也會(huì)更快，比如9葉期的番茄一般以025MM/日的速度作為目標(biāo)值，再按照一天中不同氣候所測(cè)的不同莖徑的變化進(jìn)行反饋控制，實(shí)現(xiàn)因生長(zhǎng)生理需要的最佳值進(jìn)行調(diào)控，更符合番茄生長(zhǎng)的生理要求，是一種較為精確的控制方法。在實(shí)際的運(yùn)用中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以按照前期生長(zhǎng)速度的記錄值進(jìn)行推理運(yùn)算，智能化地確定某階段植物生長(zhǎng)的最適目標(biāo)值，爾后再按日標(biāo)值進(jìn)行調(diào)控，達(dá)到因生理變化而進(jìn)行的精確控制的目的，這是日后環(huán)境控制的趨勢(shì)，因生理變化而進(jìn)行的控制才是最適合最科學(xué)的控制，這在土壤栽培上相對(duì)較難實(shí)現(xiàn)，就是因?yàn)閷?duì)環(huán)境應(yīng)答速度較慢的原因。那么其它因子的控制如光照、濕度、二氧化碳等，其實(shí)也可以根據(jù)該原理進(jìn)行控制的開發(fā)。氣霧栽培的快速應(yīng)答機(jī)制還可以運(yùn)用于研究，比如營(yíng)養(yǎng)的脅迫，它也同樣存在快速應(yīng)答的機(jī)制，可以讓人們快速地準(zhǔn)確地進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)代謝的研究，再加上氣霧的閉鎖循環(huán)，沒有任何營(yíng)養(yǎng)源的外滲與損失，對(duì)于精確化地研究植物營(yíng)養(yǎng)來說是一種較好的科研工具。其它的高溫寒冷干旱等脅迫的研究，也同樣具有更快速的反應(yīng)與更準(zhǔn)確的測(cè)定，所以氣霧栽培常常作為研究植物生理的實(shí)驗(yàn)室工具與最為科學(xué)的方法。四具有線性生長(zhǎng)的規(guī)律蔬菜植物的生長(zhǎng)常常會(huì)因?yàn)殡A段性的發(fā)育與環(huán)境因子的影響而表顯明確的曲線生長(zhǎng)特性，而氣霧培的生長(zhǎng)更趨線性，這是其強(qiáng)大的生理代謝機(jī)理所決定的。在土壤中因氣候的變化和土壤旱情肥力的影響，使植物的生長(zhǎng)形成了生長(zhǎng)的周期性與階段性變化，而氣霧栽培因?yàn)楦颦h(huán)境的最優(yōu)化調(diào)節(jié)，可以減除肥水氣等因子造成的生長(zhǎng)波動(dòng)。一些木本植物在氣霧環(huán)境中可以形成假年輪現(xiàn)象，這就是它快速生長(zhǎng)發(fā)育在細(xì)胞分裂及組織器官形成上的具體反應(yīng)，栽培五年生的樹木相當(dāng)于二十年的生物量，而且在年輪上也得以相應(yīng)的增加，說明它在一年中有多次生長(zhǎng)高峰的出現(xiàn)。蔬菜植物也然，當(dāng)它發(fā)達(dá)的根構(gòu)形成后，它的生長(zhǎng)速度可以表現(xiàn)為加速度的增長(zhǎng)，一直到收獲，從而使一些番茄類植物的單株整體生長(zhǎng)量上百倍地超越于土壤栽培，這也是它生長(zhǎng)潛能得以發(fā)揮的具體表現(xiàn)。在氣霧環(huán)境中隨著氧氣環(huán)境的優(yōu)化，植株體內(nèi)影響生長(zhǎng)的各種氧自由基減少，植株的組織器官或者細(xì)胞出現(xiàn)老化衰亡的就少，于是植株始終可以保持活力與快速的增長(zhǎng)。在富氧的根域環(huán)境下，氣孔的開度大大提高，吸收二氧化碳的速度也得以加快，表現(xiàn)為光合積累增加，生物量的形成加快，對(duì)生產(chǎn)來說意義重大。五氣霧栽培植物的抗性生理所謂抗性生理就是植物面對(duì)外界氣候因子或者病蟲危害等不利影響所作出的抗性反應(yīng)，其中包括形態(tài)上的反應(yīng)與生理的應(yīng)答反應(yīng)。氣霧栽培的植物具有更強(qiáng)的呼吸作用與光合作用，其中光合是能量的轉(zhuǎn)換與合成，呼吸作用是物質(zhì)的分解與能量的釋放，兩者成為植物生長(zhǎng)的最重要兩大代謝，在氣霧培的環(huán)境下，這兩者都得以的了強(qiáng)化，這是它形成較強(qiáng)抗性的主要原因。在外界因子的不良作用下，氣霧培植物具有更強(qiáng)的適應(yīng)性與最快速的應(yīng)答反應(yīng)性，為抗性體系的形成提供了生理基礎(chǔ)。在高溫氣候的脅迫下，土壤栽培的植株往往適應(yīng)性的域值較窄，通常植物當(dāng)環(huán)境溫度超過35度以上高溫時(shí)，就會(huì)對(duì)光合效率及營(yíng)養(yǎng)的吸收造成影響，而在氣霧栽培的環(huán)境下，它的高溫極限明顯往上漂移。番茄的枝葉在近40度的情況下還能正常生長(zhǎng)，表現(xiàn)為枝展葉茂，而土壤栽培或者水培，就會(huì)出現(xiàn)氣孔關(guān)閉，葉片下茸失水，生長(zhǎng)緩慢甚至停滯。對(duì)根域環(huán)境的影響也然，在高達(dá)38度的氣霧環(huán)境中，根系生長(zhǎng)還能正常進(jìn)行，而水培的植物，一旦根域水溫超過28度就會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢或者停止，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)根系老化與爛根，而氣霧栽培的植物根域溫度以3032度為快速生長(zhǎng)溫度，這說明它的適宜的整體溫度的域值也往上擴(kuò)展。那么面對(duì)低溫刺激也然，水培或者土壤栽培，一旦溫度低于10度，就會(huì)對(duì)根系與植株的生長(zhǎng)造成較大影響，而且過低還有寒害現(xiàn)象的發(fā)生，而氣霧培能適應(yīng)更低的溫度刺激，這說明它的抗寒性也得到同樣的提高。2006年的冬季與2007年的早春，當(dāng)氣溫低于番茄生長(zhǎng)域值時(shí)，在同樣營(yíng)養(yǎng)液的供應(yīng)下，氣霧培的植株明顯表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗寒性，在冬季低溫影響下，水培番茄有凍寒發(fā)生，而氣霧培依然枝繁葉茂，莖壯葉厚，沒有任何的影響。究其原因也在于氣霧培的根系有更強(qiáng)的呼吸作用，在呼吸過程中的生物放熱可以保持根域微環(huán)境的溫度，這是它比水培土壤栽培有更強(qiáng)抗寒性的原因所在。對(duì)于高溫的應(yīng)答與抗性反應(yīng)也然，因栽培模式不同導(dǎo)致根系形態(tài)與特性的不同，以及生理代謝與地上生長(zhǎng)調(diào)控機(jī)制也有所不同，當(dāng)根系與枝葉受到高溫刺激時(shí)，氣霧培能迅速作出應(yīng)答反應(yīng)，關(guān)閉氣孔或者加速水份的運(yùn)輸，而且是高效快速地進(jìn)行，對(duì)高溫速來的影響與生理反饋能快速作了生理調(diào)節(jié)反應(yīng)，從而使它的高溫耐性提高。當(dāng)高溫氣候來臨，許多土壤與水培的植株，很快會(huì)出現(xiàn)葉片膨壓降低，葉柄與葉片出現(xiàn)暫時(shí)性萎蔫，而氣霧培植物少有這種現(xiàn)象的發(fā)生，它總是能快速地調(diào)節(jié)水份，快速地作出抗高溫的生理應(yīng)答，所以高溫的生理傷害自然就減少。對(duì)強(qiáng)光的反應(yīng)也是同樣道理，氣霧培的進(jìn)行光合效率更高，這也是它快速生長(zhǎng)的原因所在，在各種生理活性與代謝都得以加強(qiáng)后，植物耐強(qiáng)光的能力也同樣得以增強(qiáng)，可以讓光飽和點(diǎn)提高，同樣耐弱光的光補(bǔ)償點(diǎn)也會(huì)相應(yīng)地下降，這樣就使光照強(qiáng)度域值范圍增大，從而可以避開或者減緩強(qiáng)弱光對(duì)生長(zhǎng)的不良影響。在特別強(qiáng)光及高溫的影響下，氣繁培的植物還會(huì)迅速作出形態(tài)上的適應(yīng)性變化，比如西葫蘆在氣霧環(huán)境下，當(dāng)外界強(qiáng)光的強(qiáng)度持續(xù)超過一定域值時(shí)，它很快會(huì)在葉片表面表成一層白色的保護(hù)層，以么射強(qiáng)光對(duì)葉片造成的光灼傷與光抑制，在瓜果類及蔬菜上?？梢钥吹竭@種適應(yīng)機(jī)制所導(dǎo)致的形態(tài)變異。所以在強(qiáng)光與高溫的地區(qū)，選擇氣霧栽培是最好的方法，特別適合于非洲一些國(guó)家的栽培發(fā)展。對(duì)病蟲危害的抗性同樣也得到增強(qiáng)，特別是它旺盛的生長(zhǎng)勢(shì)為受害植株或器官提供了快速修復(fù)與反應(yīng)的保障。植物的器官在受到病蟲危害時(shí)，也會(huì)通過信號(hào)物質(zhì)的傳遞，來加快受害部位的修復(fù)與增生?；蛘呖焖俜置谝恍┛剐晕镔|(zhì)，提高局部的抗病蟲性或者病害的隔絕保護(hù)體系形成，這些都是植物的高抗性體現(xiàn)。有些植物受蟲啃咬后，會(huì)在傷口處分泌一些傷素，以抑制蟲的繼續(xù)危害，或者會(huì)產(chǎn)生一些物質(zhì)影響蟲的正常發(fā)育。除此之外，快速生長(zhǎng)的氣霧培植物，它的器官與組織除了巨大化表現(xiàn)外，表層保護(hù)細(xì)胞或者分泌的衍生物更多，有些表現(xiàn)為蠟質(zhì)層或粉的增加，或釋放更多趨蟲或抑蟲物質(zhì)，以提高綜合的抗病蟲能力?？偟膩碚f，氣霧栽培的植物或者蔬菜，具有更強(qiáng)的抗性，也更易激發(fā)誘導(dǎo)性抗體的形成，是一種最適合保健型栽培的模式。六根系的微生態(tài)發(fā)生變化根系的微生態(tài)環(huán)境，包括水肥環(huán)境及微生物環(huán)境等，其中的水肥環(huán)境導(dǎo)致水分生理與吸收代謝生理的改變。在土壤中的根系常常有大量束縛水的環(huán)繞，而氣霧栽培大多是自由水的存在，這與它的根系生理變化有關(guān)。在土壤或者水培環(huán)境下，因?yàn)楦党Ｌ幱谌毖醐h(huán)境或者非充分的富氧環(huán)境，根系一旦出現(xiàn)無氧呼吸就會(huì)分泌大量的中間代謝物，從而使它對(duì)水分子的束縛力增強(qiáng)。另外，根系為了穿行有一定阻力的土壤或者石礫，根系會(huì)分泌一些糖與有機(jī)酸類物質(zhì)以起到潤(rùn)滑與加快分解的作用。這些有機(jī)物的外泌又會(huì)導(dǎo)致微生物的繁殖，使根與微生物間形成互作，以促進(jìn)對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)的礦化離子化，起到促進(jìn)吸收的作用，這也是土壤施用有機(jī)肥更為有效的原因所在，通過微生物的共生互作以提高根系對(duì)肥及水的固著及吸收能力。而氣霧栽培的植物，根系完全懸長(zhǎng)于空中，不需穿透土壤，也不需要通過分泌來加快營(yíng)養(yǎng)的礦化過程，更不需通過中間代謝物來推進(jìn)根系的穿行伸展。所以在氣霧環(huán)境下的根系，根表皮的粘滑有機(jī)物分泌較少，而且在沒有土壤機(jī)械阻力的作用下，根的伸長(zhǎng)區(qū)特長(zhǎng)，一些生長(zhǎng)旺盛的植物，如番薯、玉米、番茄等，根伸長(zhǎng)區(qū)甚至達(dá)到10CM以上，這是根系活力的像往，也是根形態(tài)在氣霧下的應(yīng)答性發(fā)育。由于根系束縛水的減少，使根系對(duì)水的敏感性也加強(qiáng)，在土壤遇旱時(shí)，根系因?yàn)槲⑸锇`與束縛水的保護(hù)，往往對(duì)失水的反應(yīng)有較強(qiáng)的緩沖性，而氣霧根系則無，一旦對(duì)根系失去水的供給，很快就會(huì)表現(xiàn)出生理性萎蔫。根系微生物群落的形成不僅是是植物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，其實(shí)也是保持土壤活力的需要，在土壤栽培中這方面表現(xiàn)為特別的重要。而氣霧栽培中，根系獲取肥水變得直接高效，根本無需通過微生物的間接作用獲取水與營(yíng)養(yǎng)，自然就讓根的分泌功能衰退。但是如果對(duì)根系進(jìn)行接種刺激，也可以激發(fā)產(chǎn)生更多的分泌物，利用這原理進(jìn)行分泌物的收集與研究，在生理研究上有重要意義。同樣也可以對(duì)根域的微環(huán)境進(jìn)行微生物接種，當(dāng)然生產(chǎn)要以接種有益微生物種群，這種沒有任何基質(zhì)的環(huán)培下，接種的效果極佳而且非常的快速，因?yàn)楦稻哂斜绕渌耘喔蟮谋砻娣e，采用噴菌接種法，微生物很快就可以附著于根系表面，而且如果是菌根植物的菌根接種，效率更高，速度更快，在土壤或水中常因環(huán)境之制限而難以達(dá)到這么快速與高效的效果，所以生產(chǎn)上利用這原理進(jìn)行固氮菌、VA菌根、有益微生物種群的接種，以達(dá)到促進(jìn)生長(zhǎng)提高抗性目的。接種后的微生物在好氧的環(huán)境下比土培或水培有更強(qiáng)大的繁殖優(yōu)勢(shì)，所以生產(chǎn)上有時(shí)為了生產(chǎn)菌種就是以氣霧培的根為原料進(jìn)行活體感染，然后取下根系作為生產(chǎn)上的商業(yè)菌種銷售，這是一種最為生態(tài)的菌種生產(chǎn)與接種方法。七根系的再生生理在最適的氣霧環(huán)境下，對(duì)于根系的發(fā)育來說，是最為優(yōu)越的條件，植物的根系在氣霧中比在土壤或水中都有更強(qiáng)大的生理活性的生長(zhǎng)潛力，所以在受到外部的刺激與損傷時(shí)能發(fā)揮出最為強(qiáng)大的修復(fù)能力，而且是快速地進(jìn)行再生生長(zhǎng)。這與根原基的發(fā)育需要充足的氧氣有關(guān)，一個(gè)完整的根系系統(tǒng)在受到外界的損傷刺激時(shí)，殘留的根表皮細(xì)胞就會(huì)快速地被啟動(dòng)，形成大量的根原基，以進(jìn)行再生修復(fù)，彌補(bǔ)失去的部份，這是植物器官補(bǔ)償生理在根系發(fā)育上的表現(xiàn)。受到修剪或損傷時(shí)，切口部位的呼吸作用會(huì)得到加強(qiáng)，從枝葉下送的營(yíng)養(yǎng)與激素會(huì)往切口部位富集，再加上充足的氧氣供給，根皮層細(xì)胞就很快恢復(fù)分生分化能力，形成大量的根原基進(jìn)行根系的分化。另外，地上部與地下部分的全息相關(guān)，也會(huì)讓植株表現(xiàn)出強(qiáng)大的修復(fù)生長(zhǎng)以保持上下器官的平衡。雖然在土壤環(huán)境下也同樣有修復(fù)補(bǔ)償生長(zhǎng)現(xiàn)象，人們也利用該特性進(jìn)行中耕斷根以促發(fā)更多發(fā)達(dá)的根系形成，但土壤環(huán)境因受水肥氣及機(jī)械阻力的影響，根原基的形成沒有氣霧環(huán)境那么順暢而快速。根據(jù)這特性，人們把它用于生產(chǎn)，進(jìn)行根系的修剪與采收，起到了生理調(diào)控與提高根產(chǎn)量的目的，或者進(jìn)行分批采收，發(fā)揮最大的根系采收量。根系強(qiáng)大的再生生理，在生產(chǎn)運(yùn)用上意義重大，特別是一些藥草類或塊根莖類植物，都是以地下根為主要的經(jīng)濟(jì)收獲產(chǎn)量，運(yùn)用根系修剪或采摘技術(shù)，可以讓生物量最大化地轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，或者可以通過根系與地上的全息性關(guān)系，進(jìn)行根系的計(jì)劃性修剪來調(diào)節(jié)地上部份的生長(zhǎng)與代謝方向。在紫錐菊或牛膀的生產(chǎn)中，人們可以對(duì)根系進(jìn)行階段性的分批修剪采收，但最好每次的采收量不宜超過總根量的1/3，否則對(duì)地上部份會(huì)造成較大的抑制。而且藥用植物的根系采用修剪采收法，不僅僅可以實(shí)現(xiàn)多次采收，不需像土壤栽培那樣進(jìn)行一次性的翻耕采收，產(chǎn)量可以提高數(shù)倍，根產(chǎn)品潔凈利于藥材的加工利用。以塊根莖為為收獲物的如農(nóng)作物中的毛芋、生姜、馬鈴薯、紅薯等，還有經(jīng)濟(jì)作物的人參、山藥等，采用分批采摘，把符合商品要求的先采，小的沒達(dá)商品率的繼續(xù)培養(yǎng)，可以收獲到均一整齊的產(chǎn)品，而且地下采收所造成的補(bǔ)償生長(zhǎng)與光合營(yíng)養(yǎng)下運(yùn)的刺激，會(huì)把地上枝葉的積累營(yíng)養(yǎng)最大化地下運(yùn)根系轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。可以讓枝葉的營(yíng)養(yǎng)損耗降到最低，在土壤中的一次性采收，其實(shí)還沒有完全發(fā)揮地上積累營(yíng)養(yǎng)的最大化回流根系，就白白地浪費(fèi)，成為沒有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物量，在生產(chǎn)上來說是一大浪費(fèi)，而分批采收或者采摘，可以激發(fā)更多的地上營(yíng)養(yǎng)往根系輸送。也可以減緩因地上營(yíng)養(yǎng)積累過多而產(chǎn)生的光抑制現(xiàn)象。也就是能植株地上光合作用的營(yíng)養(yǎng)最大化地下送轉(zhuǎn)化為人們所需的根系收獲物，是一種高效率的生物量利用法。保持根系的活力，讓植株始終保持潔白健康的狀態(tài)，運(yùn)用它強(qiáng)大的修復(fù)生長(zhǎng)能力，進(jìn)行階段性的根系修剪，人為地促成衰老根系的更新，以保持根系時(shí)時(shí)都有強(qiáng)大的吸收代謝能力，這在生產(chǎn)上也是極具意義的一項(xiàng)技術(shù)操作?？梢愿蹈匣某潭冗M(jìn)行分批的修剪更新，對(duì)地上部份的健康生長(zhǎng)是一大促進(jìn)。八氣霧培的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收生理作物的栽培營(yíng)養(yǎng)與水的管理是關(guān)鍵，無土栽培的營(yíng)養(yǎng)主要是礦質(zhì)元素或者是礦化的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液，這些營(yíng)養(yǎng)元素的組成成份配方以及濃度都會(huì)影響到作物的生長(zhǎng)，在環(huán)境因子一定的情況下，配方與濃度的管理是關(guān)鍵，它直接關(guān)系的生長(zhǎng)發(fā)育與開花結(jié)果。但是氣霧栽培與水培等其它無土栽培技術(shù)相比，在營(yíng)液的配方及濃度管理上，可伸縮的范圍較大，不必像傳統(tǒng)水培那般嚴(yán)格管理。這與氣霧培植物的礦質(zhì)吸收機(jī)理有關(guān)，分析植物吸收營(yíng)養(yǎng)的遠(yuǎn)程，是根系有氧呼吸創(chuàng)造了電位差，或者說根域環(huán)境的二氧化碳形成微酸化的碳酸氫根離子，以碳酸氫根離子參予離子有吸收與交換，所以從某種角度來說，有氧呼吸作用越強(qiáng)，吸收交換的速度就越快，在氣霧環(huán)境的富氧環(huán)境下，它的吸收速率是普通栽培的數(shù)倍，致使吸收交換的速率大大提高，這是它生長(zhǎng)快速的關(guān)鍵所在，另外，直接噴灑到根系周圍的營(yíng)養(yǎng)液比在土壤中有更大的接觸表面積，而且是最為充分的直接接觸，元素不需進(jìn)行移動(dòng)，也少有土壤的固定，所以它對(duì)肥的要求相對(duì)較低，對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的濃度要求也更廣，在栽培豆科植物的試驗(yàn)過程中，就是利用栽培番茄后的廢液也能讓蠶豆的植株正常的生長(zhǎng)，而不表面缺素癥狀，這說明根系的吸收效率得以大大提高。在相同的營(yíng)養(yǎng)液配方情況下，水培植株常會(huì)因缺氧或高溫而表現(xiàn)出缺鐵黃化之癥狀，而氣霧培沒有發(fā)生。另外，就是采用高EC值的營(yíng)養(yǎng)液栽培也不太會(huì)產(chǎn)生鹽害與生理障礙，就是高達(dá)EC值為4的高濃度營(yíng)養(yǎng)液植株也還能正常生長(zhǎng)；對(duì)低濃度養(yǎng)液的反應(yīng)也然，不會(huì)像水培那么嚴(yán)格，可以比水培植物有更寬的營(yíng)養(yǎng)液域值范圍，這對(duì)于簡(jiǎn)化養(yǎng)液管理來說是極為重要的，所以氣霧培的營(yíng)養(yǎng)液不管在液溫還是濃度上都可以適應(yīng)粗放管理的要求，而且營(yíng)養(yǎng)液的控制成本也將大大降低。在高溫或低溫條件下，水培植物的適應(yīng)性就差，需要進(jìn)行養(yǎng)液溫度的調(diào)節(jié)，而氣霧栽培不需進(jìn)行養(yǎng)液的溫度控制。除了這些為氣霧培帶來方便外，養(yǎng)液的用量上也可以大大減少，可以讓廢液外排量降到最低值。水培因栽培床大量的養(yǎng)液蓄存于苗床，導(dǎo)致養(yǎng)液管理的繁瑣性，而氣霧培可以做到最低的回排量與最少的養(yǎng)液蓄存，是一種最為經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)液管理方法，就是可以進(jìn)行少液量少回排少外排的管理，是資源節(jié)約環(huán)境友好型的技術(shù)。以上是氣霧栽培植物的常見生理與形態(tài)異化，在生產(chǎn)科研中因不同的植物種類與類型也會(huì)出現(xiàn)一些個(gè)性化的生理反應(yīng)與形態(tài)特征，這些方面人們可以在生產(chǎn)科研中加強(qiáng)認(rèn)識(shí)與總結(jié)，因?yàn)闅忪F栽培技術(shù)目前來說還是一項(xiàng)新生的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，許多新問題新現(xiàn)象還得在生產(chǎn)科研中不斷完善。雖然植物的基本生理與形態(tài)是大同小異，但傳統(tǒng)的研究都是以土壤為環(huán)境的栽培研究，就如水生與陸生植物有許多特性與生理是不同的一樣，氣生植物也將會(huì)有更多的生理與形態(tài)是有區(qū)別于陸生，所以我們可以只能作些鑒借，不能把陸生的土壤栽培技術(shù)與生理認(rèn)識(shí)全搬到氣霧技術(shù)當(dāng)中，這樣才能讓氣霧栽培不管從理論還是從實(shí)踐上形成新的理論與技術(shù)體系。（三）項(xiàng)目的實(shí)施內(nèi)容德興市稼禾農(nóng)業(yè)可嘉發(fā)展有限公司，擁有精干的技術(shù)隊(duì)伍和專業(yè)的技術(shù)后臺(tái)。公司座落在張村鄉(xiāng)，地處交通要道，離德興市區(qū)只有15公里，交通便利，為該項(xiàng)目的發(fā)展提供了有了的地理?xiàng)l件。公司在2009年底一期建成投資300萬元的30畝氣霧栽培基地。聘請(qǐng)科研人員4名，并與安徽省農(nóng)科院、浙江省麗水市農(nóng)科院合作，為基地管理及新技術(shù)的科研和開發(fā)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。稼禾農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司二期工程施工進(jìn)行中。二期工程將在基地原有的基礎(chǔ)上再增加30畝，將基地建設(shè)成省內(nèi)最大的果蔬氣霧栽培基地。實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)?；囟诮ǔ珊?，公司將主要進(jìn)行1、養(yǎng)心菜、養(yǎng)腎菜等國(guó)內(nèi)稀有葉菜品種的培育。在此基礎(chǔ)上，2、在原有殺菌基礎(chǔ)上，增加紫外線殺菌燈，物理電磁場(chǎng)殺菌等新型設(shè)備，加強(qiáng)管控力度，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)果蔬病蟲害的零發(fā)生。3、加大科研力度，根據(jù)水質(zhì)制定，根據(jù)蔬菜不同的營(yíng)養(yǎng)需求，制定特定的營(yíng)養(yǎng)液配方。4、蔬菜立體式栽培的研究。（四）經(jīng)費(fèi)預(yù)算及預(yù)期效果果蔬的氣霧栽培是一種高投入高產(chǎn)出的栽培方式，農(nóng)業(yè)發(fā)展至最高境界的一種生產(chǎn)模式。它比常規(guī)栽培模式具有更好的上市穩(wěn)定性，有更大的單位產(chǎn)出量，有更好的品質(zhì)保證，有更廣泛的栽培適應(yīng)性，而且有更多的觀光休閑旅游科普功能。是當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展史