【正文】 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技術(shù)所不能相比的。 （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。 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，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。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)。如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最簡單的中耕與除草，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，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)。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。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。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。環(huán)境是基因表達的動力，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。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。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)。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，加強土壤的耕作與墑情管理，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。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)。 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。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。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)化的環(huán)境，而且是最節(jié)能成本最低的投入與運作。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 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。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。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。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。 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： 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。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）。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。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。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(gòu)型的形成。 二．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)。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。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。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(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。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。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。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，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。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(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)。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(zhì)量。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。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。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)上的應(yīng)用常因反饋的不同步性而未能采用?？刂茣r通常以目標(biāo)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(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。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)。其它的高溫寒冷干旱等