【正文】 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。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。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。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)。 （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。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。以色列對于氣霧培的研究運用也是從克隆植物，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。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(biāo)準(zhǔn)化的配套設(shè)施與設(shè)備。在生產(chǎn)蔬菜與藥草上的運用，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)化的趨勢越來越明顯。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。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。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。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。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。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)。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。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。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)。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。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。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。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。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)。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)境也存在著較廣的適應(yīng)性，也叫做生態(tài)適應(yīng)性。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。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。 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。而且許多在常規(guī)下不能表達發(fā)育的根原基細胞，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 35 倍的主要原因吧。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。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。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。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。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。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 2030 平方的枝蔓占地面積，收獲的薯塊產(chǎn)量可達 100200 公斤 /株。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。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。外界溫光氣熱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。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 2μm），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(zhǔn)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(zhǔn)控制的目的。氣霧栽培的快速應(yīng)答機制還可以運用于研究，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(zhǔn)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。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)。 五．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)。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