蔬菜工廠化生產(chǎn)可行性報告

1、蔬菜氣霧培工廠化生產(chǎn)的可行性分析報告主持與實施單位：永仁華興石斛農(nóng)莊技術(shù)協(xié)作單位：麗水市農(nóng)科所農(nóng)業(yè)智能化快繁中心2016-4-10項目書目錄蔬菜氣霧培工廠化生產(chǎn) 1的可行性分析報告 1一、項目背景 3二、項目概況 3（一）氣霧栽培的發(fā)展歷史及國內(nèi)外概況 3（二）氣霧栽培項目的理論基礎(chǔ)（植物的氣霧生理學(xué)） 5三、項目的科研生產(chǎn)意義 15四、項目的類型與構(gòu)建 181模式的分類： 182模式的構(gòu)建 19五、項目的系統(tǒng)建設(shè)及相關(guān)設(shè)施 19六、項目的生產(chǎn)工藝與流程 23七、項目的生產(chǎn)運用 251 葉菜類的氣霧生產(chǎn) 252 瓜果類的氣霧生產(chǎn) 263 地下根莖類的氣霧生產(chǎn) 284 藥草及野菜類的氣霧生產(chǎn) 2

2、9八、項目的示意圖及應(yīng)用效果 301 示意圖 302 應(yīng)用效果圖 31九、項目的投資估算與效益分析 32十、項目的廣闊前景與意義 33、項目背景大家都對土壤栽培及水培有較為熟悉的認識與生產(chǎn)經(jīng)驗，可對氣霧栽培可能還是較為陌生與少見，但從技術(shù)角度來說， 前兩者的生產(chǎn)運用較為普及，不管是傳統(tǒng)農(nóng)耕還是現(xiàn)代設(shè)施栽培中都可見到，是蔬菜生產(chǎn)長期以來的主體技術(shù)。但是隨著科技進步與發(fā)展，新栽培模式的革命正在掀起，特別是工業(yè)革命給人類帶來的偉大成果，以及人們對生物領(lǐng)域取得的諸多成就，都為栽培的革命奠定了基礎(chǔ)與條件。工業(yè)化生產(chǎn)是一種集約化程度極高的蔬菜生產(chǎn)方式，這種生產(chǎn)方法充分體現(xiàn)了車間作業(yè)、無土化生長、快速高效運

3、行、空間立體最大化的利用，更體現(xiàn)出人們生產(chǎn)力水平的提高，與省力化輕巧化耕作制度的形成，也體現(xiàn)出生產(chǎn)過程的數(shù)字化自動化，上班人員漸趨白領(lǐng)化的一種新農(nóng)業(yè)。這在競爭激烈的今天， 在這社會高度分工分化的情況下，生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型是至關(guān)重要的，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平提高與從業(yè)者素質(zhì)改變與加速社會分工與職業(yè)環(huán)境優(yōu)化的重大創(chuàng)新與措施。只有讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工業(yè)化，才能使生產(chǎn)者的水平與素質(zhì)得以提高，才能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的省力化，工作人員的白領(lǐng)化，才能革命性地讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者成為一個令人尊重與關(guān)注的產(chǎn)業(yè)。所以蔬菜工業(yè)的產(chǎn)生，也是社會發(fā)展的必然，更是生產(chǎn)者的一直期望。、項目概況蔬菜工業(yè)化生產(chǎn)的探索已有半個多世紀的歷史，嘗試的模式與

4、方法也較多，但總體來說是沿襲了以下的發(fā)展過程， 從露天到保護地，從保護地到人工環(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，迄今為止最為先進與實用的技術(shù)， 也是能使蔬菜工廠實現(xiàn)生長與生產(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，是對溫光水氣營養(yǎng)設(shè)施等資源的最大化的運用，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)是最為先進的蔬菜工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，以下將系統(tǒng)化地進行介紹與闡

5、述，讓大家對氣霧蔬菜工業(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)展歷史及國內(nèi)外概況植物長在氣霧當(dāng)中，并不是人類的發(fā)明，其實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)與土壤而直接生長附生于巖石及樹皮上，其至根系直接懸長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。

6、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養(yǎng)元素的作用。 其實生長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空氣的需求， 土壤顆粒也只是起到保持濕度與營養(yǎng)的作用， 如果土壤間隙被水完全浸漬， 根系會因缺乏空氣而窒息而死， 說明根系對空氣的依賴性是進化過程中自然形成的，而且對空氣中氧氣的需求是不可或缺的， 否則會導(dǎo)致生長不良而死亡， 就如恐龍的滅絕曾經(jīng)有種猜想，因為恐龍時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

7、時，它因窒息而死的滅絕過程是一樣的道理。所以植物生長的根域環(huán)境中， 空氣中氧的需求還是關(guān)鍵， 從進化角度來說， 植物登陸進化到現(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，這些氣生根就會本能性地自然形成，這現(xiàn)象在熱帶雨林氣候中就特別的多見。由此可見， 空氣栽培是植物進化過程中以及現(xiàn)存的特殊生境下， 都會自然發(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)造利用進行氣霧栽培源于上個世紀四十年代， 美國為了在和平號空間站上建立生命支撐系統(tǒng)， 而首

8、次構(gòu)思運用的氣霧技術(shù)進行蔬菜植物的種植， 是空間技術(shù)研究的一個重要課題。 在失重的空間用常規(guī)種植方式進行植物的栽培， 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。 美國科學(xué)家率先大膽地設(shè)計了氣霧種植系統(tǒng)， 解決了植物在失重情況下對肥及水的獲取問題與人們的管理栽培問題， 同時也

9、使運載的材料空間大大縮小， 人可采用輕巧的氣囊設(shè)計構(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， 氣動霧化或超聲霧化得以了有機結(jié)合， 使霧栽培在空間站的發(fā)揮達到了盡致。 從上世紀的八十年代啟， 一些商業(yè)運作者開始思考與運用霧化技術(shù)構(gòu)思生產(chǎn)性的發(fā)展計劃， 在植物的克隆上開始償試與運用， 特別是對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” 的產(chǎn)品開始在生產(chǎn)上運用，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)蔬菜與藥草上的運用， 最早是以

10、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)化的趨勢越來越明顯。 美國利用氣霧技術(shù)建立的番茄工廠， 就是氣霧栽培的一種產(chǎn)業(yè)化運用， 以色列近年開發(fā)與運用的商業(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， 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， 特別是利用它進行番茄的高糖度栽培， 已在生產(chǎn)上得到普遍的認可與形成規(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， 可以在樓頂陽臺公共

11、場所任何地方建立霧培系統(tǒng)，進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。氣霧栽培從束之高閣到普及運用， 到少有人知而成為農(nóng)村農(nóng)民的一種實用型新技術(shù)， 其間的發(fā)展也經(jīng)歷了以下幾個階段， 從利用它作為研究植物根系分泌物及根構(gòu)形態(tài)到成為教育及實驗室科研工具， 到用于商業(yè)化的植物克隆， 再到大面積地運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。 我國最早把氣霧栽培主要用于馬鈴薯脫毒種薯培育，而且是簡易的設(shè)施與簡單的定時控制條件下進行， 但也沒有達到產(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)化標準化的配套設(shè)施與設(shè)備。 隨著根系科學(xué)這門學(xué)科的興起，

12、 利用它便于觀察根系生長與提取根系分泌物的優(yōu)點， 進行了實驗型設(shè)計的霧培研究， 也沒有讓其成為一項重要的生產(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， 在美國開發(fā)了各種各樣稱之為克隆機的種苗生產(chǎn)系統(tǒng)，但也沒有進行大型基地或設(shè)施設(shè)備的專業(yè)化開發(fā)， 只作為生產(chǎn)的一項輔助技術(shù)在運用，其間大家利用該系統(tǒng)進行了數(shù)百種植物無性快繁的應(yīng)用研究， 取得了極好的效果，對于 它的產(chǎn)業(yè)化推動起到了較大的促進作用。 各種各樣商業(yè)化克隆機可以在市場上見到， 或者利 用小型的克隆機進行家庭式蔬菜的生產(chǎn)， 這方面在美國較為普及而且運用走在了前列。 以色 列對于氣霧培的研究運用

13、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式植物工廠，其實也是利用了氣霧培技術(shù)，在一個不大的集裝箱內(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，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)保護設(shè)施進行蔬菜的氣霧栽培，這也是基于氣霧培省水且耐高溫的特性

14、而引起人們研究與生產(chǎn)的興趣。 在日本發(fā)達的水耕業(yè)基礎(chǔ)上，最近掀起了噴霧耕栽培，許多原本水耕的農(nóng)場也開始改造成氣 霧耕農(nóng)場，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無土栽培發(fā)展的一個方向。在我國，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)，因為氣霧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，所以它在我國的發(fā)展速度將會更快，而且將為成為世界上氣霧培面積最大的國家。氣霧培在生產(chǎn)上具有廣闊的運用，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，甚至是水生植物，它的廣譜性是其它任何一種先進

15、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潛能最大化發(fā)揮的優(yōu)勢，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快速的角度進行綜合的剖析，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)境及水份營養(yǎng)氧氣環(huán)境，其中氣候環(huán)境的不同

16、，形成了適于各種氣候生境的植物，它們在形態(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行都會因環(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)境對植物生長的影響，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)上最簡單的

17、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，同時除去雜草可以減少草對作物的水肥的競爭，讓植物獲到更多的水份與營養(yǎng)。 增施有機肥的作用除了給植物提供生長所需的營養(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腐殖質(zhì)的作用下形成良好的團粒結(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，從而促進了作物的生長。適時的施肥灌水制度是為了及時為栽培作物提供階段發(fā)育所 需的各種營養(yǎng)與水份。設(shè)施大棚等保護地模式種植，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

18、因子 的改良，達到促進作物生長與發(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養(yǎng)液 中，通過這些改進而使其有更高于土壤栽培的生長速度與生物量。那么氣霧栽培也是一樣， 它也是通過對根域環(huán)境因子的綜合控制而達到促進生長提高產(chǎn)量的目持。所以說環(huán)境是基因型表現(xiàn)與表達的前提，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)境是基因表達的動力，不管是外環(huán)境的溫光氣熱，還

19、是根域環(huán)境的氧氣水份與營養(yǎng)都成為影響植物生長的主要因子，而且它的變化都會直接影響到表現(xiàn)型。比如水環(huán)境可以讓適合于水生的基因啟動，讓它來適應(yīng)淹水或者高濕的水環(huán)境，如是生長于干旱的情況下，又可以使葉片變厚，蠟質(zhì)更多，根系更深更發(fā)達，形成了適于干旱條件的形態(tài)特征與發(fā)育表現(xiàn)，還會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，它表達的基因，以及 表達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的基因，具體生長過程中哪些基因表達， 哪些關(guān)閉則由環(huán)境所決定，所以植物對環(huán)境也存在

20、著較廣的適應(yīng)性，也叫做生態(tài)適應(yīng)性。蔬菜植物生長于基質(zhì)或陸地與生長于水中或氣霧中，它們表達與表現(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)進行環(huán)境 的調(diào)控，給蔬菜作物的生長創(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，但它對作物提

21、高生長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)雜性而未能進行各項影響因子的最優(yōu)化研究，只能作些簡單的措施，如加強肥培管理，加強土壤的耕作與墉情管理，但終究因土壤環(huán)境的復(fù)雜性而未能達到最優(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所，四是對各項因子的緩沖作用。 針對這些作用機理，進行生長要素分析， 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

22、照植物生長對肥水氣的要求創(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)實現(xiàn)更加快速的生長創(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， 難以實現(xiàn)每個因子的最優(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影響水份的保持， 就像沙漠又會造成蓄水差易干旱， 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燒苗， 如果水份過多的沖刷又造成滲漏與浪費， 所以說各因子的相互影響成為調(diào)控優(yōu)化的難點

23、。 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， 但根系對肥水的吸收總歸還存在著間接的需要移動的吸收或者根系必須在基質(zhì)中進行穿透伸展地吸收， 未能達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養(yǎng)液進行直接的高效利用與吸收， 但問題又會出現(xiàn)， 那就是水中的溶氧不能達到最優(yōu)化， 氧氣是根呼吸轉(zhuǎn)化能量攝取水與營養(yǎng)的關(guān)鍵， 當(dāng)氧氣不足時， 根系吸收效率就會大大降低， 盡管是泡漬于營養(yǎng)液中也會出現(xiàn)因缺氧而造成的生長抑制與缺素， 嚴重的

24、還會出現(xiàn)爛根， 所以水培技術(shù)大多以圍繞增氧技術(shù)而進行設(shè)計， 如何讓水中溶氧提高人們設(shè)計了多種模式， 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。 水培是近年國內(nèi)外發(fā)展較快的技術(shù)， 它以根系直接吸收營養(yǎng)與水份的優(yōu)勢而體現(xiàn)出較高的生產(chǎn)效率，通常比土壤栽培提高 1.5-2倍的生長速率， 可是它的營養(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用。 在人們不懈的探索研究試驗下，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， 可以同時讓水肥氣溫都達到最優(yōu)化的

25、環(huán)境， 而且是最節(jié)能成本最低的投入與運作。那么， 植物在氣霧環(huán)境下， 有哪些生長潛能的激發(fā)與表現(xiàn)呢？首先氣霧環(huán)境最大的特點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， 對根系吸收營養(yǎng)與水份提供了最大化的轉(zhuǎn)換之能量， 從而加快根系對水份的吸收與營養(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)境下也可以加強與提高， 所以氣霧栽培的營養(yǎng)液要求也相對比水培要低， 甚至許多植物還可以利用廢液進行栽培， 說明它具有更高的吸收效率。 根系吸收水份與營養(yǎng)的速度加快后自然就促進了地上部份的發(fā)育與生長， 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

26、70% ， 而氣霧栽培可以達到 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)， 而且三因子間不會像土壤種植那樣會出現(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生長外，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。 而且許多在常規(guī)下不能表達發(fā)育

27、的根原基細胞， 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速度至少比土壤栽培要高 3-5 倍的主要原因吧。 根深葉茂， 發(fā)達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)濟產(chǎn)量，明顯比土壤栽培表現(xiàn)了更大的優(yōu)勢， 比如生長季節(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， 營養(yǎng)成份及維生素含量都將大

28、大提高。 如果是瓜果類還可以實現(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9 以上的水果型番茄，比常規(guī)栽培高一倍以上， 如果進行大容器的單株栽培， 可以實現(xiàn)單株結(jié)果上萬個， 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)型與表達的充分程度或者一些常規(guī)不能表達的冗余基因得以發(fā)揮的結(jié)果， 所以說是植物生長潛能的激發(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)

29、特征氣霧栽培讓植物的生長潛能得以最大化發(fā)揮， 這種超常規(guī)發(fā)育或者生長都是基于氣霧環(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)等的改變作些簡要的 介紹：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械組織的 根系，而且土栽植物為了讓根系延伸至更遠更深的地方汲取 水份及營養(yǎng)，它的根系發(fā)育形成了以多級分枝的主根根系或 側(cè)根根系，通過漸級分枝把末端的吸收根送向遠方，以獲取 更多的水份營養(yǎng)空間，所以土壤中生長的植物其主根與側(cè)根 發(fā)育往往較發(fā)達，而且后期會明顯的木栓化或木質(zhì)化，

30、構(gòu)建 成發(fā)達的機械化組織，以適應(yīng)土壤特有的物理機械環(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形成簡單的分叉，但 這分叉方式也是在初次根長形成大量不定根的方 式進行發(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行根的構(gòu)型（如圖）。為什么會形成不定根根系為主的根構(gòu)型呢？其實這也 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

31、要增加基生根數(shù)量提高根系表面積可以達到吸收更多水份與營養(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，因為它是以薄壁細胞為主所構(gòu)成的組織，如果環(huán)境溫度適 合，可以較長的時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

32、吸作用強，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， 這種類型的根就特別的發(fā)達，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。以優(yōu)化根系環(huán)境，培育發(fā)達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)達而且潔白的根系，這是植株生長潛能得以激發(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)達程度就可以斷定生長是否良好。要使根構(gòu)型更趨氣生根的特性，很重要的一個方面，就 是霧化的霧滴大小有關(guān)， 當(dāng)霧化程度好霧液細小時，氣生根長就會形成大量由根皮細胞 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

33、成的根系大多有很大部份為水生根系，少有毛根特征，生長自然也稍慢，霧滴 越細，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)計是關(guān)鍵，是根域環(huán)境優(yōu)化的最重要技術(shù)。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)完成分裂的細胞，未能充分的膨大與伸長，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，它的細胞數(shù)量就基本已確定，而 它最終的大小則由每個細胞及液泡的發(fā)育所決定。氣霧培的環(huán)境下能為細胞的繼續(xù)發(fā)育提供最充

34、足的水份與營養(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，氣霧栽培的植株因為根系 的高效吸收與快速運輸，少有營養(yǎng)水份脅迫現(xiàn)象之發(fā)生，所以每個果實所獲的水與營養(yǎng)就得以保障，于是形成的果實大小也較均勻。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，水多則氣少會淹了作物，水少氣多但又會旱害，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，

35、有些可以達 到超過土壤栽培數(shù)倍的葉型，這對于生產(chǎn)葉菜是至關(guān)重要的，其增加的部份包括細胞的伸長與膨大以及液泡的充分吸水。蔬菜植物生長在礦質(zhì)營養(yǎng)及水份最大化供應(yīng)的前提 下，不會出現(xiàn)水與肥的脅迫，所以在快速生長期不會因環(huán)境影響而抑制細胞與器官的發(fā) 育，在培育南瓜王時，可達到驚人的膨脹速度，一株結(jié)5個瓜的巨型南瓜品種，在快速膨大期平均每個瓜日增重可達10斤以上，這種快速生長機制必須建立在沒有水份脅迫50cm以上，如荷葉般的大小，葉柄也可長達的前提下。另外，番茄王氣霧培也同樣表現(xiàn)出快速的生長模式，對番加生長量測定，在 番茄整個生長期中，平均每天日伸展 速度可達70-80cm/日。蕃薯的種植也 同樣表現(xiàn)出

36、地下根莖的超常速發(fā)揮， 一株氣霧的蕃薯可達 20-30平方的枝 蔓占地面積，收獲的薯塊產(chǎn)量可達 100-200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20平方米以上。以上這些營 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)境下達葉徑50cm以上，在野生蔬菜敗醬的栽培中，它的葉片大小可以達到土壤自然生長的3-5倍以上，常規(guī)的青菜也然，都有明顯增大的趨勢，而且發(fā)育的時間大大縮短，如葉菜類大 多數(shù)可以縮短1/3-1/2時間，這對于栽培來說，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

37、大降低成本，比如生菜在氣霧環(huán)境下可以實現(xiàn)足月生產(chǎn)，也就是每個月可 以出產(chǎn)一批。葉型的變大，及莖節(jié)間的伸長，形成了特有的氣霧蔬菜特點，如果是果實 類，色澤會更加鮮艷，糖度積累更多口味更好，這些都與植株的活力增強有關(guān)，在氣霧 環(huán)境下，各種代謝加強，與色澤有關(guān)的花青素形成也加快，所以果實更艷麗，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 果實類植物時，采用氣霧栽培，可以在臨近成熟期對根域水份進行控制，達到增進糖度 的目的，而土壤栽培較難實現(xiàn)，雖然也進行了控水管理，但因土壤的緩沖性

38、，植株的應(yīng) 答速度較慢，而氣霧培可以輕松地實現(xiàn)，日本國就是利用氣霧培的原理進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6米多高，水稻可達2 米，網(wǎng)紋甜菜瓜最多可對 80 多個瓜，西紅柿可達萬果的產(chǎn)量，小黃瓜單株可結(jié)3000 多根，巨型南瓜可單株結(jié)5 瓜，每個都可達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， 對觀光農(nóng)業(yè)來說更具利用觀賞價值。而且在氣霧環(huán)境

39、下一些平常不會表現(xiàn)的特性也有可能會得以體現(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， 會要氣生根上形成類似于水稻禾苗一樣的特異返祖苗， 甚至還地出現(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)難以啟到或表達的基因在特別適合的環(huán)境下就會表達顯現(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養(yǎng)， 從而使各器官的發(fā)育表現(xiàn)為超常規(guī)， 這對于提高產(chǎn)量與質(zhì)量來說極為重要，它的增產(chǎn)效應(yīng)遠遠大于良種選育的增產(chǎn)效率。所以說，生產(chǎn)上選

40、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。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， 再加上它高效快速的吸收功能，使植株對環(huán)境的應(yīng)答反應(yīng)變得靈敏，這對于生長來說有利也有弊。首先氣霧栽培的根構(gòu)為不定狀的須根根系為主，它對肥水的吸收就如高速公路般的直接快速， 不會如土壤栽培陸生根的遠距離逐級輸送吸收， 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， 這也是它生長更為快速的主要原因， 快速的吸收與代謝同時也導(dǎo)致它快速應(yīng)答環(huán)境因子生理機制的形成。 外界溫光氣熱

41、肥水等因子的刺激都會產(chǎn)生信號激素， 而這種信號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，脫落酸會隨著徑流進入植株的其它器官與枝葉，葉片氣孔在脫落酸信號的作用下，很快就會作出關(guān)閉氣孔或調(diào)節(jié)開度的反應(yīng)， 這種反應(yīng)對于脅迫環(huán)境下的適應(yīng)是非常重要的， 可以免招不利氣候或環(huán)境因子對蔬菜植物造成的不利影響。 人們可以利用快速應(yīng)答機理開發(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驗室的研究， 在生產(chǎn)上的

42、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)境脅迫時很快就會在生理及形態(tài)上作出相對應(yīng)的反應(yīng)， 比如利用它對水分快速應(yīng)答特性， 可以利用微位移傳感器或者激光傳感器（分辨率2 dm）,通過莖徑或葉片厚度的微小變化來控制彌霧的頻率，達到按照作物生長生理或者生產(chǎn)需求來控制的目的， 這種控制比基于環(huán)境專家系統(tǒng)的控制更為準確， 特別是在瓜果類栽培時，需要進行后期的制水管理，利用它就可以達到精準控制的目的?？刂茣r通常以目標值作為線性參數(shù)， 以實測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， 番茄的生長也會更快，比如 9 葉期的番茄一般

43、以0.25mm/ 日的速度作為目標值，再按照一天中不同氣候所測的不同莖徑的變化進行反饋控制， 實現(xiàn)因生長生理需要的最佳值進行調(diào)控， 更符合番茄生長的生理要求，是一種較為精確的控制方法。在實際的運用中，計算機系統(tǒng)可以按照前期生長速度的記錄值進行推理運算，智能化地確定某階段植物生長的最適目標值，爾后再按日標值進行調(diào)控， 達到因生理變化而進行的精確控制的目的， 這是日后環(huán)境控制的趨勢， 因生理變化而進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較難實現(xiàn)，就是因為對環(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， 其實也可以根據(jù)該原理進行控制的開發(fā)。 氣霧栽培的快速應(yīng)答機制

44、還可以運用于研究，比如營養(yǎng)的脅迫，它也同樣存在快速應(yīng)答的機制，可以讓人們快速地準確地進行營養(yǎng)代謝的研究，再加上氣霧的閉鎖循環(huán)，沒有任何營養(yǎng)源的外滲與損失，對于精確化地研究植物營養(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)與更準確的測定， 所以氣霧栽培常常作為研究植物生理的實驗室工具與最為科學(xué)的方法。具有線性生長的規(guī)律： 蔬菜植物的生長常常會因為階段性的發(fā)育與環(huán)境因子的影響而表顯明確的曲線生長特性， 而氣霧培的生長更趨線性， 這是其強大的生理代謝機理所決定的。 在土壤中因氣候的變化和土壤旱情肥力的影響， 使植物的生長形成了生長的周期性與階段性變化， 而氣霧栽

45、培因為根域環(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波動。 一些木本植物在氣霧環(huán)境中可以形成假年輪現(xiàn)象， 這就是它快速生長發(fā)育在細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高峰的出現(xiàn)。蔬菜植物也然， 當(dāng)它發(fā)達的根構(gòu)形成后， 它的生長速度可以表現(xiàn)為加速度的增長， 一直到收獲，從而使一些番茄類植物的單株整體生長量上百倍地超越于土壤栽培， 這也是它生長潛能得以發(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)影響生長的各種氧自由基減少， 植株的組織器官或者細胞出現(xiàn)老化衰亡的就少， 于是植株始終可以保

46、持活力與快速的增長。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，對生產(chǎn)來說意義重大。5、 氣霧栽培植物的抗性生理所謂抗性生理就是植物面對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化， 這是它形成較強抗性的主要原因。 在外界因子的不良作用下， 氣霧培植物具有更強的適應(yīng)性與最快速的應(yīng)答反應(yīng)性，為抗性體系的

47、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，就會對光合效率及營養(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， 表現(xiàn)為枝展葉茂，而土壤栽培或者水培，就會出現(xiàn)氣孔關(guān)閉，葉片下茸失水，生長緩慢甚至停滯。對根域環(huán)境的影響也然，在高達38 度的氣霧環(huán)境中，根系生長還能正常進行，而水培的植物，一旦根域水溫超過28 度就會出現(xiàn)生長緩慢或者停止，嚴重的會出現(xiàn)根系老化與爛根，而氣霧栽培的植物根域溫度以30-32 度為快速生長溫度，這說明它的適宜的整體溫度的域值也往上擴

48、展。那么面對低溫刺激也然，水培或者土壤栽培，一旦溫度低于10 度，就會對根系與植株的生長造成較大影響， 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)氣溫低于番茄生長域值時， 在同樣營養(yǎng)液的供應(yīng)下， 氣霧培的植株明顯表現(xiàn)出更強的抗寒性， 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抗寒性的原因所在。 對于高溫的應(yīng)答與抗性反應(yīng)也然， 因栽培模

49、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調(diào)控機制也有所不同，當(dāng)根系與枝葉受到高溫刺激時， 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輸，而且是高效快速地進行， 對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， 很快會出現(xiàn)葉片膨壓降低，葉柄與葉片出現(xiàn)暫時性萎蔫，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。對強光的反應(yīng)也是同樣道理， 氣霧培的進行光合效率更高， 這也是它快速生長的原因所在， 在各種生理活性與代謝都得以加強后， 植物耐強光

50、的能力也同樣得以增強， 可以讓光飽和點提高， 同樣耐弱光的光補償點也會相應(yīng)地下降， 這樣就使光照強度域值范圍增大， 從而可以避開或者減緩強弱光對生長的不良影響。 在特別強光及高溫的影響下， 氣繁培的植物還會迅速作出形態(tài)上的適應(yīng)性變化， 比如西葫蘆在氣霧環(huán)境下， 當(dāng)外界強光的強度持續(xù)超過一定域值時， 它很快會在葉片表面表成一層白色的保護層， 以么射強光對葉片造成的光灼傷與光抑制， 在瓜果類及蔬菜上常可以看到這種適應(yīng)機制所導(dǎo)致的形態(tài)變異。 所以在強光與高溫的地區(qū)，選擇氣霧栽培是最好的方法，特別適合于非洲一些國家的栽培發(fā)展。對病蟲危害的抗性同樣也得到增強， 特別是它旺盛的生長勢為受害植株或器官提供了

51、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， 也會通過信號物質(zhì)的傳遞， 來加快受害部位的修復(fù)與增生。 或者快速分泌一些抗性物質(zhì)， 提高局部的抗病蟲性或者病害的隔絕保護體系形成， 這些都是植物的高抗性體現(xiàn)。 有些植物受蟲啃咬后， 會在傷口處分泌一些傷素，以抑制蟲的繼續(xù)危害， 或者會產(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， 表層保護細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， 具有更強的抗性， 也更易激發(fā)誘導(dǎo)性抗體的形成，是一種最適合

52、保健型栽培的模式。6、 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， 因為根系常處于缺氧環(huán)境或者非充分的富氧環(huán)境， 根系一旦出現(xiàn)無氧呼吸就會分泌大量的中間代謝物， 從而使它對水分子的束縛力增強。 另外， 根系為了穿行有一定阻力的土壤或者石礫， 根系會分泌一些糖與有機酸類物質(zhì)以起到潤滑與加快分解的作用。 這些有機物的外泌又會導(dǎo)致微生物的繁殖， 使根與微生物間形成互作， 以促進對土壤中營養(yǎng)的礦化離子化，

53、 起到促進吸收的作用， 這也是土壤施用有機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， 根系完全懸長于空中， 不需穿透土壤， 也不需要通過分泌來加快營養(yǎng)的礦化過程， 更不需通過中間代謝物來推進根系的穿行伸展。 所以在氣霧環(huán)境下的根系， 根表皮的粘滑有機物分泌較少， 而且在沒有土壤機械阻力的作用下， 根的伸長區(qū)特長， 一些生長旺盛的植物， 如番薯、 玉米、 番茄等， 根伸長區(qū)甚至達到 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，使根系對水的敏感性也加強，在土壤遇旱時，根系因為微生物包縛與束縛水的

54、保護，往往對失水的反應(yīng)有較強的緩沖性，而氣霧根系則無， 一旦對根系失去水的供給， 很快就會表現(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發(fā)育的需要， 其實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養(yǎng)， 自然就讓根的分泌功能衰退。 但是如果對根系進行接種刺激， 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。同樣也可以對根域的微環(huán)境進行微生物接種， 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， 因為

55、根系具有比其它栽培更大的表面積， 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)境之制限而難以達到這么快速與高效的效果， 所以生產(chǎn)上利用這原理進行固氮菌、 va 菌根、有益微生物種群的接種，以達到促進生長提高抗性目的。 接種后的微生物在好氧的環(huán)境下比土培或水培有更強大的繁殖優(yōu)勢， 所以生產(chǎn)上有時為了生產(chǎn)菌種就是以氣霧培的根為原料進行活體感染， 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。7、 根系的再生生理在最適的氣霧環(huán)境下， 對于根系的發(fā)育來說， 是最為優(yōu)越的條件， 植物的根系在氣霧

56、中比在土壤或水中都有更強大的生理活性的生長潛力， 所以在受到外部的刺激與損傷時能發(fā)揮出最為強大的修復(fù)能力， 而且是快速地進行再生生長。 這與根原基的發(fā)育需要充足的氧氣有關(guān)，一個完整的根系系統(tǒng)在受到外界的損傷刺激時，殘留的根表皮細胞就會快速地被啟動，形成大量的根原基， 以進行再生修復(fù)， 彌補失去的部份， 這是植物器官補償生理在根系發(fā)育上的表現(xiàn)。受到修剪或損傷時， 切口部位的呼吸作用會得到加強， 從枝葉下送的營養(yǎng)與激素會往切口部位富集， 再加上充足的氧氣供給， 根皮層細胞就很快恢復(fù)分生分化能力， 形成大量的根原基進行根系的分化。 另外， 地上部與地下部分的全息相關(guān)， 也會讓植株表現(xiàn)出強大的修復(fù)生長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)補償生長現(xiàn)象， 人們也利用該特性進行中耕斷根以促發(fā)更多發(fā)達的根系形成，但土壤環(huán)境因受水肥氣及機械阻力的影響，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， 或者進行分批采收， 發(fā)揮最大的根系采收量。根系強大的再生生理， 在生產(chǎn)運用上意義重大， 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)濟收獲產(chǎn)量， 運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)濟產(chǎn)量， 或者可以通