气雾栽培
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2015年6月14日 作者:xwz2367609 [返回]
气雾栽培技术原理(一)

    从植物的生长发育来说,无非就是品种与环境,品种由基因决定,环境包括地上环境与地下环境,地上环境由气候影响较大,地下环境,传统农业受土质状况及肥水条件影响。地上环境的最优化通过设施条件得以改善,而地下环境只有通过栽培模式创新来实现。无土栽培就是通过地下环境的优化来提升作物产量与质量,通过根域环境人工控制达到相对理想状态


    根深叶茂描述的就是根系对于地上发育的影响,根深而广,需要良好的土壤条件,土壤是植物的培养床,它为植物带来了养料、水分及空气,同时土壤也会植物的附着固定保持生长形态提供了物理支撑。从传统观念认识土壤,都认为万物土中长,离开了土壤就不能存活,但有了无土栽壤技术的突破后,人们对土壤就有了更本质化的认知,土壤的功能也无非就是肥水气的供应及固定,土壤疏松代表空隙度大,可容更多的空气与氧气,也能为植物根系的深扎减少阻力。土壤墒性好,说明土壤吸水保湿性好,土壤肥沃,说明土壤能为植物提供充足的养分。所以日常农业生产大多数的劳作就是针对土壤环境创造而展开,如松土其实就是增氧的一种方式,施肥就是为根系提供丰富的矿物质元素,除草就是为了解决栽培植物与无用途草之间争肥夺水问题,灌溉就是让植物有充足水分,保持正常的水分代谢及肥料吸收。而这些劳作成为生产者主要投入与技术要求,成为农业生产与工业所特有的区别。一旦无土化耕作技术运用后,农业产业也从特质的区别中分化,变成类似工业化的生产,甚至发展为植物工厂的生产方式。


    无土栽培是耕作技术的伟大创新,也是认知植物的一次跨越。无土栽培有基质培、水培、气雾培,我们称之为无土栽培三步曲。最早诞生以基质培中的沙培为主,后来发展为水中供氧通气的水培,再继尔演变成现在的气雾栽培,也叫空气栽培。每次的演变与创新都是针对肥水气三要素的科学有效解决而展开。不管哪种栽培模式,唯有气雾栽培,让三者之间实现最优化的调节,肥与水以营养液雾的方式直接喷洒至根系表面,让矿质元素及水以接触的方式供给,而基质培中,根系与肥水的接触没有雾培方式的直接,还需要有离子在基质间按浓度梯度的化学迁移和及根系的截获过程。水培虽然根系与肥水直接接触,但水中的溶氧是有限的,需不断的通气与曝氧或者流动与搅拌混入,如遇到营养液温室升高达至一定的上限,即使整天循环增氧也难以再溶入,水中溶氧已达饱和。所以常规水培最重要的就是解决供氧矛盾问题,供氧的丰缺成为根系环境优化的关键,也成为产量品质提升及发育是否加快的制限。以往对于水培的研究及技术体系模式的构建,大多数围绕溶氧寻找解决方案,也就为该因子而增加不少的设备投资。


    基于肥水气三要素的科学调控,唯独只有气雾栽培技术才得以三者兼顾的有效解决,而且是低成本的实现。只需以弥雾的方式供液,把植物根系悬空或者半悬空,让根系生长于气雾环境中,充分获取充足的养分、水分及最充足的空气。


    在悬空高湿的环境下,根系呼吸代谢加强,能量转换彻底,不会发生无氧呼吸的底物浪费以及产生有害的中间产物,为根系的吸收水分及矿质元素提供充足的能量,同时根系活力的增强又促进了各种生理合成,如激素、氨基酸、核酸、蛋白质等,许多次生代谢物都需要根系的合成调节,植物方可正常生长。根系在气雾环境下生长,因无穿行的阻力,可以无限延展,在基质或者土壤中生长,根系都需克服阻力,或者根系分泌大量润滑物质,来减少阻力,从而使基质根或土根形成大量骨架根,或者机械组织的木质化或木栓化的根,这些根从生理用途来说只起锚定及扩大根系范围和固定植株作用,没有扩大吸收肥水的表面积,从经济效率来说,是造成生物量的浪费。而气雾环境下生长的根系,不管是草本及木本植物,都有着大致共同的特征,不定根根系发达,数量多且表面积大,数量多的原因与无阻力有关,在物理障碍情况下,根原基可以最充分的表面,达,再加上根系活力足,合成激素多,不管是再生分裂还是伸长生长,都比基质培或土壤栽培旺盛,所以气雾培根系比任何一种栽培模式,根量都要大,甚至是土壤种植的几倍数十倍,再加上粗根少,细根多,又扩大的根系皮层及根毛的吸收表面积吸收表面积越大,会带来三方面的生理作用

  • 一是单位时间吸收肥水就多;
  • 二是耐肥性增强,不管是采用稀液或者浓液供雾,都不会对植物产生较大的生长影响。笔者曾用水培的废液进行蚕豆的雾培再利用种植,对蚕豆发育整体影响不大;
  • 三是表面积大又促进的根呼吸提高能量代谢效率,形成一个正反馈的良性循规过程,所以雾培的生长,随着根系的发达,生长速度会呈线性增长。

气雾培植物根系

红甜菜于雾培环境下的根系发育

生菜的根系

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