【正文】 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(wàn)萬(wàn)種不同種類(lèi)與類(lèi)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(lèi)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(lái)說(shuō)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)就是通過(guò)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(lèi)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(kāi)，如無(wú)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(guò)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(guò)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(shuō)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(lái)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(guò)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(guò)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(kāi)始原本僅僅以地上環(huán)境創(chuàng)造為主開(kāi)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(kāi)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(shuō)，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(méi)有水份的稀釋常會(huì)燒苗，如果水份過(guò)多的沖刷又造成滲漏與浪費(fèi)，所以說(shuō)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(wú)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(wú)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(wèn)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(wú) 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 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(guò)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(shuō)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(wú)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(shuō)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(jiàn)從根域環(huán)境優(yōu)化來(lái)說(shuō)，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(méi)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(lái)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(lèi)，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(lèi)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(wàn)個(gè)，產(chǎn)量幾百甚至上千斤的高產(chǎn)大樹(shù)，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(méi)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(shuō)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(méi)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(guò)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(méi)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