連棟溫室果蔬菜氣霧栽培的可行性報(bào)告(文件)
【正文】 根根系。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。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。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(guò)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。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。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(méi)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(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(lái)說(shuō)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。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(lái)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(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 2μm），通過(guò)莖徑或葉片厚度的微小變化來(lái)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(lái)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。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(méi)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(lái)說(shuō)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(zhǎng)發(fā)育在細(xì)。 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。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(kāi) 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。 三． 環(huán)境應(yīng)答速度加快： 氣霧栽培在沒(méi)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(lái)說(shuō)有利也有弊。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(shù)，對(duì)觀光農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)更具利用觀賞價(jià)值。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(lái)說(shuō)，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。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(méi)有水份脅迫的前提下。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)。氣霧環(huán)境為根系創(chuàng)造了毫無(wú)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)。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。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
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