气雾栽培
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2010年2月22日 作者:xwz2367609 [返回]
气雾栽培存在的问题及进一步完善的思路

  气雾培技术在无土栽培领域可以说是最为先进的技术,它具有空间优势,生产优势,及品质优势,但从健康与营养的概念角度来说,还有较大的技术空间可以改进与突破,完全可以成为最为先进最为完全最为绿色环保的超级模式。
  自李比希提出矿质营养学说后,全球的农业就标志性地从传统有机农业迈进了化学农业的历史阶段,为产量的提高、品质的改善及解决人类食物保障方面作出了极大的贡献,但同时所带来的环境污染、营养退化、健康危害也是空前的。如果人类社会还是长期以往地延续这种耕作模式与技术体系,人类社会的可持续性将来面临严重的危机与挑战。所食用的农产品除了残留超标外营养价值已极为匮乏,据资料记载分析现代生产的蔬菜与60年前没有使用化肥农药的蔬菜相比营养价值减损率达60%,而运用化肥后,作物生长所涉的元素仅仅局限于大量元素氮磷钾的补充为主,很少对农业生产环境进行大面积的微肥补充,而微肥的作用对于植物来说是最具营养价值的元素。而矿质营养学说把植物的需肥规律框框在17-18种元素范畴内,没有更大范围地进行研究与拓展分析,这种狭窄的理论体系只以解决植物生长的必须元素问题,未能正真解决营养健全问题。这种农产品作为人类主要食物摄入来源,就必然会导致人体机能的衰退与疾病的异变。地球的矿质化过程是一个漫长的过程,地球岩石先经由冰川运动的大啮磨,让大块的岩石变为碎粒或者粉末,再经由地球气候环境与综合作用,如风化、雨水酸化、微生物作用而形成如今的土壤。随着地球发育与生物进化的协同作用,地球土壤的矿化速度越来越快,从而使地球早期的植物处于营养充分的矿化环境中,使古生生物都有了良好的营养基础,不管是动物还是植物微生物都具有丰富的矿质元素供给,生物的个体发育硕大寿命特长,生物的进化速率也得以加快,形成了如今丰富多彩的生物世界。但随着人类社会农耕活动的界入及工农业生产开发的加剧,环境破坏,与掠夺性的摄取经营,使土壤矿化物流失加剧,土壤退化严重,特别是工业化带来的酸雨,更使土壤的脱钙过程加快。特别是化学农业在全球的掀起,人们只顾从土壤中不断获取农作物,而不知科学合理的培育土壤与回馈营养元素,只是泛滥性地过多施用氮磷钾,使微量元素严重缺乏与失衡。而微量元素的蓄存在土壤中则因风化摄取离析出而日渐减少,如何获取微量元素,并适时科学地给土壤以补充,正是我们当前要解决的核心问题。
   据不完全分析统计,地球可被生物利用的元素多达70余种,而这些元素以固化的方式存在于岩石中与深海中较多,最近研究表明,深海的元素种类与人体的含量与组成比例基本一致,这也证明了海洋是蕴育生命与生物起源的有力证据。而这些元素的获取利用开发就成为当前解决土壤退化确保食物营养安全的技术所在。印尼海啸后作物获得丰产,就是海水带来了大量的微量元素,这些微量元素使植物的产量潜能得以发挥、质量口味得以改善,所以开发深海资源提取海水晒发后的微量元素结晶,或者综合性地利用海洋生物提取肥料也是一大路径。获取最为便捷容易的就是开采岩石并研磨成非常细的矿粉,再结合堆肥微生物发酵矿化获取。
当前植物生长所需的元素通常由以下几种:碳氢氧氮磷钾钙镁氯硫铜锌锰铁钼硼钠,其中碳氢氧从空气当中获取,氮磷钾以化学方式施入,其它元素则由土壤缓缓矿化释放为主,而人为耕作过于依赖化肥使土壤矿化所依赖的微生物环境受到破坏,使矿化的速度受阻,每年不断地从土壤中收获作物,而并没有得到补充与培育,从而使土壤的微生态环境破坏,物理化学生物结构恶化,造成土壤严重退化,使培育出来的作物只有虚长而无营养。但从人体所需的营养与植物生长最佳营养来说,上述的几大元素仅仅是生长发育的必须元素,让植物更健康更有营养的其它各种微量元素还是极为匮乏,为解决这问题就必须进行人为补充。使作物生长除了必须元素外,还得有营养元素,这样才能培育出健康的农产品。
   如硅酸盐矿就含有近100多种元素,这些元素矿化后将是植物巨大的营养元素源,还有可利用的冰碛、石材加工厂的粉尘,或者火山灰,海底沉积物等,目前可利用较多的资源有花岗岩、玄武岩、磷矿石等都可以通过细磨而被利用。或得从海藻当中提取,也可以产海产的下脚料中获取,最为科学的是从大洋深处的海水中获取,它含有上亿年前沉积下来的各种元素,它更接近于史前的古地球成份,是栽培作物或者营养添加剂的最好原料。
   有了微量元素之类的营养补充,一可以使作物的抗病虫性得以提高,不会像化肥作物那般脆弱,可以在不使用农药的条件下健康生长。综合施用微量元素的植物,其植株的糖度会明显提高使昆虫的消化系统受抑而达到遏制虫害暴发的作用。同时也使抗病性增强,受侵害的病部可以很快愈合催生形成综合免疫力。当前的少元素耕作会形成以下恶性循环,大量施用化肥农药,导致抗性与免疫力衰退,又增加剂量,又使植物抗性再次下降,从而尽管三天两头用药最终还是控制不了病虫的滋生,导致作物农药超标的健康危害。如果供给作物充足的元素,通过免疫力的提高来达到抑制病虫的效果,这就是健生栽培所必须的,也是未来农业革新的主要突破口。
   对于当前气雾栽培存在的问题,也就是其营养液的配伍思路没有突破传统的矿质营养学说,在传统无土栽培的巢臼中徘徊,这就是现代无土栽培及传统耕作存在的主要问题与敝端。基于这方面的制限,气雾培必须进行创造性的革新,把营养源的调整作为完善气雾栽培的主体技术来抓,因为气雾栽培具有营养吸收最直接的优点,也具有吸收矿质元素效率最高的优势,又具有闭锁循环不外排的特点。当前的气雾培技术已解决了耕作空间的问题,它可以数倍甚至数十倍地提高农业生产的耕作层,甚至可以采用耕作大楼的方式进行集约化工厂化的高效生产。可以让较少的土地为人类提供最丰富的食物,这些突破只有气雾栽培技术方可以轻松实现。但健康与营养问题得解决就必须从营养元素着手,从丰富微量元素种类激活植物潜在基因着手,从提高免疫力与抗性着手。
   传统无土栽培大多采用可溶性的矿质元素进行比例配制而成,而加入岩石粉尘的矿物质大多是不可溶性的固化状态,如何让这些粉尘转化为可被植物吸收利用的微量元素,就必须采用与有机物混合进行微生物发酵的方式进行鳌合,把固定的离子化学置换出来,成为相对稳定的鳌合物或者可溶性的离子。这期间的生物化学变化,需要大量的微生物参予才能完成,所以必须按照一定的比例加入到有机堆肥中进行发酵处理。再把充分发酵的固态堆肥底物进行浸渍,泡滤出液肥,这种液肥除了含有充分的大量元素以外,还溶入了大量可被植物利用的微量元素,而且其利用率与稳定性也比直接施入土壤中要好。在堆肥发酵过程中要让堆料处于好氧状态,才不会产生臭味,才可以让堆肥的养分发酵完全,而且岩石粉尘越细其生物化学结合的效率也就越高,矿化分解的过程也会越快越充分。生产上可以自制专用的堆肥发酵罐,把收集好的有机源废弃物按照(15-30:1)的碳氮比比例混合,加入10-20%的粉尘即可。而且加入粉尘后的堆料更有利于微生物的繁衍滋长,有提高效率的明显作用。为了让微生物保持更好的活性,对滤出液最好进行好氧曝气处理,这样除了有利于益菌的培养外,还可以使浸出液的矿化效果进一步改善。
   通过加入岩石粉尘的堆肥料具有更为齐全的微量元素与丰富的好氧有益微生物,对于构建良好的根域微生态环境极为有利,同时也使肥料的稳定性及吸收效率更高,也是提高抗病性与防止根腐病发生的有效方法。
   气雾培营养液有机化与微量元素齐全化的技术改进后,不仅仅是营养健康食品生产的保障,同时也可以使许多植物原本不会表达的基因都得以充分表达,在生物量的积累上速度加快,收获产出额有些植物甚至数倍的提高,可以培育出足球般大小的马铃薯,或者是6米多高的番茄树及多穗化的高产玉米,让单位面积产量大幅度提高,有些甚至达到数倍的增产效果,蔬菜口味更佳,营养更齐全,水果的贮藏性能会更佳。气雾培营养有机化的改进,还可以大大降低生产成本,许多农副业生产的下脚料或者城市的生活垃圾都可以作为有机营养液制取的原料,大大提高了生产生活环境的保全性。让无土化的气雾栽培真正纳入到社会及地球的生态系统当中,成为发展可持续生态永久型农业的一种主体模式。
   气雾培是一种工厂化集约化的蔬菜瓜果生产措施,在工厂化生产过程中除了营养元素的技术改进创新外,对于病虫害的控制上也必须进行改进。一改原来开放型温室为环境闭锁型的植物工厂模式,让病虫害没有入侵的机会,造就出正真免农药的安全农产品。这方面的改造主要体现在设施的改进与环境控制技术上,要达到环境因子最佳化,与可控化,得在原来技术基础上作如下创新。具有高效热交换效果的冷却塔技术作为温室夏日降温与冬季加温的硬件核心,它可以大大降低能源成本,可以在不开放温室的环境下进行温度的科学调控,当然精确化过程还得与计算机控制联接,实现调温的自动化。在封闭的环境下最好结合二氧化碳供应系统,可以使二氧化碳不外泄的情况下达到植物生长的最佳浓度范围,通常温室开放温室往往因没有增施二氧化碳气肥,都会出现二氧化碳的饥饿现象,采用全封闭温室后可以达到植物所需的最佳值1000-1500PPM(大气常规情况下只有300-350PPM),在这种环境下光合效率可以得到大幅度提高,也是环境优化促进生长的一项重要措施。除了二氧化炭的供给技术实施外,还可以适当安装人工光照系统,对植物起到光刺激作用,以促进生长与发育或者打破光休眠起到促进生长之作用。 
  目前的气雾培技术基本还是属于电网依赖型的模式,随着该技术的普及与广泛运用,在电力的供应上还得进行创新改造,对于一些边远区域,可以结合采用风力或太阳能发电技术供电,实现气雾培的离网生产,在沙漠在高山在孤岛在电力难以送达的地方都可以进行气雾栽培,也可以采用生物质能发电,绿澡发电、沼气发电等来实现电能的供应。
  气雾培技术的进一步完善与提高基本可以实现在全球任何地方都可以进行雾培农业生产,对于水资源匮乏的区域,气雾培是最省水的农业生产模式,它只需传统耕作用水量的1-5%,是当前最节水的农业模式,而对于极度缺水的沙漠或无淡水的沿海岛上则可采用太阳能蒸馏取水的方式进行水的供应,而且制取的水是绝对的纯水与具有无尘无菌的洁净度,是用于雾培生产最安全卫生的用水。 
  气雾培技术的改进与创造,将会给未来农业描述出一幅美丽而伟大的画卷,可以用少有的土地进行工厂化集约化可持续的有机生态生产,为人们提供高产优质营养齐全的安全食品,为未来人类健康问题的解决找到了根本性的答案。治无病之体,防无病之机,食用营养健康的食品一可以使食量减少情况下就可以满足营养需求,二可以为人体建立起强大的免疫机制与自愈能力,这才是人类健康的最终归宿。
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