【文章內容簡介】 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型（如圖）。為什么會形成不定根根系為主的根構型呢？其實這也是生態(tài)適應性的表現(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的方式，為自已創(chuàng)造最佳的生理與形態(tài)基礎，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)的關鍵，在生產(chǎn)上只要觀察根系的根構及類型與發(fā)達程度就可以斷定生長是否良好。要使根構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，當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 效率根構型的形成。所以氣霧培技術中霧化系統(tǒng)的設計是關鍵，是根域環(huán)境優(yōu)化的最重要技術。 二．器官形態(tài)的變化： 除了根構型及形態(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，這是它導致器官變異的關鍵。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，有些可以達到超過土壤栽培數(shù)倍的葉型，這對于生產(chǎn)葉菜是至關重要的，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營養(yǎng)及水份最大化供應的前提下，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 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 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 2030 平方的枝蔓占地面積，收獲的薯塊產(chǎn)量可達 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 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，如荷葉般的大小，葉柄也可長達 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 35 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 1/31/2 時間，這對于栽培來說，就可以大大提高設施利用率與生產(chǎn)周轉率，也可以大大降低成本，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，在氣霧環(huán)境下，各種代謝加強，與色澤有關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，植株的應答速度較慢，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，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 3000 多根，巨型南瓜可單株結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化，特別是南瓜番茄黃瓜辣椒之類的，所以利用氣霧培技術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，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)量與質量來說極為重要，它的增產(chǎn)效應遠遠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)量與質量。 三．環(huán)境應答速度加快： 氣霧栽培在沒有任何基質緩沖的空氣中生長，再加上它高效快速的吸收功能，使植株對環(huán)境的應答反應變得靈敏，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致它快速應答環(huán)境因子生理機制的形成。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，所以它具有快速應答環(huán)境變化而作出自我生理調節(jié)的本能。這種快速傳送網(wǎng)絡的形成，是它潛能發(fā)揮最大化的關鍵所在，同時也是它具有快速反應生理的原因所在。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，很快就會作出關閉氣孔或調節(jié)開度的反應，這種反應對于脅迫環(huán)境下的適應是非常重要的，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)上的應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)上作出相對應的反應，比如利用它對水分快速應答特性，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 葉期的番茄一般以 ，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 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