一種最為高效的氣霧柱栽培模式

    1.立體栽培的3種模式 
    1.1 基質(zhì)培 基質(zhì)培是目前運用最多的一種模式，它使用工藝化塑料盆缽壘疊成一定高度，或者使用大的排水管在其上面打定植孔并直立放置，在盆缽或栽培管中填充好栽培基質(zhì)，基質(zhì)一般選用珍珠巖、蛭石等無機基質(zhì)，盆缽的也可以選擇陶粒之類的栽培基質(zhì)，在這些盆缽和定植孔上栽培植物，營養(yǎng)液利用水泵從蓄液池抽上來噴到頂部的盆缽或柱頂，經(jīng)過多層盆缽的重復利用慢慢回流到蓄液池，運用計算機來檢測其基質(zhì)的濕度以及營養(yǎng)液的濃度，濕度不夠自動開啟水泵進行循環(huán)，營養(yǎng)液濃度不夠自動補充母液。 
    1.2 水培 運用水培的立體栽培以管道化栽培為主，就是以管道為載體，在管道上打孔，把打好孔的管道放到立體栽培架上，植物栽培到管道的定植孔中，營養(yǎng)液在管道中循環(huán)，植物根系浸泡在營養(yǎng)液中的一種栽培模式，其通過計算機來檢測營養(yǎng)液中溶氧以及其營養(yǎng)液的濃度，溶氧不夠自動開啟水泵進行循環(huán)，營養(yǎng)液濃度不夠自動補充母液。 
    1.3 汽霧培 汽霧培是利用噴霧裝置將營養(yǎng)液霧化，直接噴施于植物根系表面，其主要以人字型的栽培模式，人字形是用輕質(zhì)角鋼組成等腰三角形截面的支承架，兩側安厚2-3毫米的塑料嵌臺板，板下裝噴霧裝置，在塑料嵌臺板上打定植孔，植物定植到這些孔上，植物根系懸在栽培架內(nèi)部，周圍空間封閉，使根系生長在充滿營養(yǎng)液的氣霧環(huán)境里，通過計算機檢測其根系環(huán)境的濕度、溫度來控制迷霧，根系環(huán)境的濕度不夠就進行營養(yǎng)液迷霧，保證根系的濕度，以及通過檢測營養(yǎng)液濃度來控制母液的補充。 
    要熟悉氣霧栽培的各種栽培模式或者進行栽培模式的靈活創(chuàng)新與運用，首先要懂得模式演變的基本原理與構建特征。以下就把當前較為常用的模式與類型作些介紹，為生產(chǎn)者提供借鑒與啟發(fā)。 

    模式的分類： 
    1、 按照霧化技術的不同分類：氣霧栽培技術體系中，最為重要的技術就是霧化技術，霧化技術是實現(xiàn)氣霧栽培與產(chǎn)生良好栽培效果的關鍵，括霧化強度及霧滴的大小是衡量霧化質(zhì)量的主要指標，霧化強度包括時間與液量，霧滴大小主要影響到霧化的均勻程度與攝氧量。目前用于霧化設備不同分為，以加壓水泵為動力的噴霧栽培，以超聲波設備作為霧化器的超聲波栽培，還有以壓縮空氣為動力的氣動霧化栽培，還有低水壓的噴淋栽培。這些因不同設備與霧化方法所構成的不同栽培體系，各有其優(yōu)缺點，可以在生產(chǎn)上靈活選擇；大面積的大田栽培通常選用水泵加壓噴霧法，它具有成本低霧量大抵抗氣候驟變能力強的特點；而超聲波栽培大多用于植物工廠較為穩(wěn)定的環(huán)境與室內(nèi)蒸發(fā)量較小的場所，因為超聲波具有霧量小對環(huán)境緩沖適應性不強的缺點，但同時它對氣根的培育來說是最好的方法，可以在小面積的室內(nèi)栽培及植物工廠上運用，也可用于高度集約化的氣霧增殖育苗；氣動霧化栽培是最先進的技術，它的霧化量適中，而且霧滴細攝氧量充足，對生長促進來說是效果最佳的模式，可以用于設施大棚及農(nóng)田的大面積栽培，但成本稍高；噴淋式的霧化系統(tǒng)，一采用微噴帶，霧量大，但霧滴較粗，適合于大面積建立農(nóng)田氣霧系統(tǒng)，具有布設快速，設施簡單投入省的優(yōu)點。 

    2、 按照栽植載體不同分類：栽培載體是承載植物固定植株的部份，根據(jù)當前生產(chǎn)運用，主要有以下幾種，以黑白膜為載體的薄膜栽培，以泡沫板為載體的板式栽培；前者具有建設成本較低構造方便簡單的優(yōu)點，也有密封性良好，加溫與通風操作穩(wěn)定方便的優(yōu)勢，不足之處就是定植時固定性差，在垂面上有植株懸掛的問題，但隨著后期生長，植株可自動調(diào)節(jié)方向，對生產(chǎn)也無不利影響，這種方式適合于一些災區(qū)復建工程，可以以最小的成本最快的速度與最快捷的材料組裝而成，不需運輸體積龐大的泡沫材料，只需薄膜與撐架就可建立，對于偏遠地區(qū)的災區(qū)復建是一種最為方便的模式。后者是以硬質(zhì)泡沫板為材料進行構建栽培，用于植物工廠及設施大棚內(nèi)較多，是一種整潔規(guī)范最易創(chuàng)造出工廠化氛圍的模式，目前已成為氣霧栽培的經(jīng)典模式，泡沫板栽具有移動操作方便，具有設施牢固，承載力好的優(yōu)點，但成本較高些，通常用于塔形的立體種植。 

    3、 按照氣霧空間體的形狀分類：氣霧空間體是為根系提供遮光環(huán)境與生長空間的構架的設施，因空間體形態(tài)不同分為，槽栽系統(tǒng)、塔型栽培、立柱栽培、拱棚栽培、圓桶栽培等，其中槽栽是最早用于氣霧培的一種傳統(tǒng)方式，因是平面利用型的設計，在生產(chǎn)上只用于一些植株較為高大的品種栽培；塔型栽培主要用于蔬菜等小株型植株的種植，具有光照最充分利用的特點，可以在單位面積上創(chuàng)造3倍以上的生產(chǎn)效率。立柱栽培是目前空間利用率最大化的一種設計，可以設計成叢林式，也是一種特別適合葉菜與草莓、花草類栽培的模式，空間利用率最多可以提高10倍以上，也是植物工廠與觀光農(nóng)業(yè)中常用的模式；拱棚式是一種建造簡單，靈活性大成本低的模式，適合于農(nóng)民的大面積推廣應用，既可以利用拱型弧面進行葉菜栽培也可于拱背進行瓜果等大植株的栽培，一種適合農(nóng)村的實用系統(tǒng)；圓桶種植模式，利用鐵絲網(wǎng)與黑白縛膜即可構建，通常建成一米直徑的種植桶，適合于植物王的潛力栽培，也適合于果樹類或樹體高大的經(jīng)濟植物栽培，也具有構建成本低管理維護方便的優(yōu)點，當前的番茄林建設大多采用該模式。 

    柱式氣霧培是垂直農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)上運用的一種最為高效模式，與目前疊盤及立柱的基質(zhì)培不同，它無需介質(zhì)，植物直接懸垂于圓柱表面上，通風良好，沒有殘根的清理工作，也不會像基質(zhì)立柱或疊垛栽培哪樣出現(xiàn)上下植株根系供水肥的不均衡，下部常因透氣排水不良而影響生長，每收獲一批又得進行重新的疊垛以清理殘根，并且也存在基質(zhì)消毒處理繁瑣的問題。而立式氣霧柱栽培的根系，在沒有任何基質(zhì)的氣霧柱內(nèi)生長，有更為均勻的肥水供給，有更為透氣的氧氣供給環(huán)境，為根系生長創(chuàng)造了最為優(yōu)越的生長條件，生長速度與生長的均勻度比基質(zhì)的疊垛栽培或立柱栽培要好，在構建的成本上也大大低于基質(zhì)柱的種植模式。 
    在空間的利用率上，氣霧柱式栽培至少可以比平面種植提高6倍以上的利用率，比塔型栽培提高一倍以上的種植面積，是一種較為高效的垂直農(nóng)業(yè)模式。與塔型氣霧培相比，在構建的材料上相對節(jié)省，不需泡沫板的搭建，只需在鐵絲網(wǎng)的圍柱上包縛黑白膜就可，再于立柱頂部安裝上霧化噴頭就可進行生產(chǎn)，采用這種模式供霧比塔型會更加均勻而且無死角，在塔型霧培中，常因塔頂?shù)膴A角空間影響，而使泡沫板的上部植株出現(xiàn)霧化死角影響生長。從總體的霧化噴頭安裝數(shù)量來說，柱型的霧培只需塔型霧培的1/4配置量，成本減少，營養(yǎng)液回排量也得以減少，使霧培系統(tǒng)更趨合理經(jīng)濟，營養(yǎng)液的管理也會更加方便。 
    從管理的角度來說，似在叢林中操作，方便進行直立走動式管理，有自由穿梭樹林叢中的感受，是一種更趨工廠化與省力化的種植模式，如果對于高叢的氣霧柱可以結合移動升降臺進行田間操作，以提高工作效率。總之氣霧柱式的種植對于都市城郊農(nóng)業(yè)的發(fā)展來說，是一種用地最少產(chǎn)出最高的垂直生產(chǎn)模式，也是一種比塔型投入相對較低的高科技霧培法。用于栽培葉菜、草莓、或者插枝番茄無疑是最為高效最為科學的模式，也是構建城市農(nóng)業(yè)建設觀光旅游景點的良好設計，構建蔬菜森林，體驗高科技生產(chǎn)之偉大與神奇。 

    氣霧培是當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最為先進的栽培模式，它能實現(xiàn)植物短期內(nèi)的快速生長與發(fā)育，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大，特別是在植物潛能最大化栽培中，氣霧培是最佳模式，目前已開始把這種模式用于高科技示范園或觀光園的建設中，起到了很好的示范與科普作用，那么它何以產(chǎn)生如此令人驚嘆的效果呢？我們就從植物生長所需要素來分析吧，通過生長因子的分析，就可以知道這種新型栽培模式之所以快速的原因所在。 

    1、 氣霧培是把植株懸掛于霧化空間，讓其根系獲取水份氧氣及營養(yǎng)方式發(fā)生變化的一種方式。是用加壓霧化或超聲波霧化的方法，為根域創(chuàng)造最佳的環(huán)境條件，包括根環(huán)境的溫度、水份、空氣及營養(yǎng)，這四大因素是影響植物根系吸收及生長的主要四大因子，如何優(yōu)化這四大因子就是解決植物生長速度的關鍵路徑。 

    2、 土培是當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要方式，根系扎根于土壤環(huán)境中，通過土壤所含的肥水氣為根系創(chuàng)造了生長條件，其中土壤是由固態(tài)的土壤顆粒組成，而肥水氣都是填充土壤介質(zhì)或吸附于土壤的一些植物生長因子。土壤為植物生長起到錨定的作用，為植物生長提供營養(yǎng)、水份及空氣；所以說傳統(tǒng)觀念中土壤是植物生長必須的不可缺少的最基本要素，沒有土壤就沒有植物生長也就沒有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，它是最為基本的生產(chǎn)要素，但隨著科技發(fā)展，人們對植物生長因子的探索與研究，只要能滿足植物生長所需的上述因子就可以進行植物栽培，于是人們創(chuàng)新性的研究出了無土栽培技術，包括人工基質(zhì)培、水培及氣培。但是不管哪種栽培模式都是圍繞供給充足的水份、礦質(zhì)營養(yǎng)、氧氣而展開技術設計的。凡是能為根系供應最為充足的水份、營養(yǎng)、氧氣都能使生長速度得以最大化的發(fā)揮，那么在比較傳統(tǒng)土壤栽培、基質(zhì)培、水培、氣培的四種栽培模式中，發(fā)現(xiàn)氣霧培模式的水份、營養(yǎng)及氧氣供給是最為充份的。如土壤栽培就難以使水肥氣管理最優(yōu)化，當澆水過多時或自然積水時，就會造成環(huán)境缺氧引起無氧呼吸的爛根現(xiàn)象，即使土壤中有足夠的營養(yǎng)也不能吸收；當土壤處于干旱狀態(tài)時，雖有充足的氧氣，但根系的水份吸收代謝得不到保障，土壤中的礦質(zhì)離子也因干旱而處于不能溶解吸收的束縛狀態(tài)，都會造成植株的生長不良。而人工基質(zhì)培在采用人工養(yǎng)液條件下，再加上科學的滴灌管理，是可以使根系環(huán)境得以優(yōu)化的，能為根系生長創(chuàng)造適合肥水氣環(huán)境，可是在管理上有一定的技術難度，如何使肥水氣的供給不矛盾，是需有較高經(jīng)驗管理或依賴于計算機控制技術才可達到的，水多則氣少，氣少則水多，兩者叫做水相與氣相，這兩相間是常處于動態(tài)矛盾中的，最適化的控制總有一定難度，不過與土壤相比，具有更靈活的可控可調(diào)性，所以比傳統(tǒng)土壤栽培生長會更好。而水培模式，也具有它的優(yōu)點與缺點，其優(yōu)點是根系直接浸泡于養(yǎng)液中，根系吸收肥水極為直接，但也難免會出現(xiàn)缺氧爛根現(xiàn)象，所以水培技術中的各種模式都是圍繞水中溶氧增加的技術而展開的，只要往水里溶入充足的氧氣就可發(fā)揮植物最大的生長潛力，但水中溶氧的多變性及飽和值的受限性，也在生產(chǎn)上會造成一些技術實施的瓶頸，特別是高溫或大氣壓低的情況下，如增氧措施不能保障就會缺氧爛根影響生長。那么最為先進的氣霧培就可克服上述的一切制限因子，可以讓根環(huán)境處于最佳的水氣肥環(huán)境，這種模式根系懸空于空中，氧氣得以最大化供給，肥水通過霧化的方式提供，礦質(zhì)離子及水份的吸收能得以充足的保證，根在富氧環(huán)境下能發(fā)揮出最大的能量轉(zhuǎn)換率，所以離子交換吸收的速度又比其它任何方式都要快，使植物能發(fā)揮出最大的生長潛能，它是氣霧培模式快速生長的核心所在。 

    3、 土壤栽培與基質(zhì)培，根系穿梭生長是固態(tài)環(huán)境中，總會或多或少地遇到土壤顆粒與人工基粒的生長阻力，植物為了克服阻力會以減緩根系生長或加厚根系表皮組織的方式來形成特有的陸生根，這種根的吸收效率與生長速度遠不及水生根或氣霧培的氣生根來得快，所以氣生根或水生根大多比陸生根要發(fā)達的多，而且根表皮或皮層也沒有加厚現(xiàn)象，能保持長久的潔白與高強的代謝活性。這些都為氣霧培模式創(chuàng)造了根系最佳的生理基礎，也是它快速生長的原因之一。 

    目前，氣霧培在生長上運用也將越來越多，生產(chǎn)科研上都得以有效的證明，它是一種極具生長潛力的新型栽培模式，不管是木本、草本、藤本植物都能使它的生長發(fā)揮出最大的發(fā)育潛能，在不改變基因的情況下，實現(xiàn)作物栽培的速生優(yōu)質(zhì)與高產(chǎn)。大大提高了生產(chǎn)效益，減少了管理投放，是未來農(nóng)業(yè)中最為先進的栽培模式。