气雾栽培

气雾栽培技术研究与运用

摘要:气雾栽培(雾培)技术是把空气置于空气或气雾环境中,通过雾化的水气满足植物根系对水肥需求的一种栽培方式,它不仅摆脱了传统土壤栽培对天然土壤的依赖和免受土壤污染,连作障碍,次生盐渍化等对作物生产的限制,而且有效解决普通水培中根系供养问题,同时具有养分和水分利用率高的特点,不仅可用于蔬菜瓜果的工厂生产,而且适用于航天生命保障系统和庭院休闲农业,是一种具有广阔运用前景的新型无土栽培模式。营养液的配置和优化是雾培作物获得高产优质的关键技术。

关键词:气雾栽培营养液

一、气雾栽培的运用现状

我国是一个农业大国，人多地少，耕地面积逐年锐减。据国土资源部国家统计局全国农业普查办公室2001年第5号文件《关于土地利用现状调查主要数据成果的公报》，1996年全国耕地面积为130039千公顷，人均耕地面积0．106 公顷，不到世界平均水平的一半，然而至2010年全国耕地总面积仅剩121715．9 千公顷，人均耕地面积仅有O．091公顷，已不足世界平均水平的40％。同时，随着工业化、城市化进程的不断加快，退耕还林工程的实施，“人增地减”的矛盾将愈加严重。

蔬菜是人类生活中必不可少的食物，当前我国的蔬菜生产仍以精耕细作的土壤栽培为主。且由于蔬菜是一种年复种指数高，需肥量大，投入高，产出高的经济作物。农民为了追求高产，尤其在设施栽培条件下常盲目过量施用化肥和有机肥和频繁大水灌溉不但影响蔬菜的营养和卫生安全品质，而且导致耕地质量退化和土壤生产力下降。显然，传统的土壤栽培方式越来越难承载人口的增长对蔬菜的数量、质量和供应时间等的需求。

气雾栽培(雾培)技术是一种新型的无土栽培模式，以雾化的水气满足植物对水肥需求的一种种植方式。其可采用立体栽培方式，显著提高单位面积是实现农业高产、优质、高效的重要途径。近年来，关于气雾栽培技术的应用以及营养液的成分对作物生长，生理的影响等方面的研究取得了不少进展。现就气雾栽培的基本原理、构成、特点及其应用、作物气雾栽培增产的原因以及气雾栽培营养液等方面的研究进展进行综述。

二、气雾栽培的基本原理

气雾栽培又称雾培或喷雾培(AeropoIlics)，是一种新型的无土栽培技术。它是将作物的根系悬挂生长在封闭、不透光的容器(槽、箱或床)内，营养液经由特殊设备形成雾状，问歇性喷到作物根系上，以提供作物水分和养分需要的栽培技术，雾培与以水为介质为植物供应水肥的普通水培比较有明显的差异，其根系直接暴露在充满雾化营养的空气中是在毫无机械阻力的情况下生长，具有充足的氧气和自由伸展的空间可有效解决普通水培中供氧、供肥的矛盾，具有养分供应速率快、养分和水分利用率高等特点。因此，具有土壤栽培和普通水培所没有的产量和品质优势，被认是一种最先进的无土栽培模式，符合未来农业生产发展的方向。目前，雾培技术已应用于蔬菜和药用植物的生产中。

三、气雾栽培的构成

气雾栽培主要由栽培系统、营养液供给系统、计算机自动控制系统三大部分组成。

(1)栽培系统

栽培系统按照栽培床的不同，可分为A型、立柱、半雾培3种类型。(1)A 型雾培是由美国亚利桑那大学研究开发。A字型的栽培框架是雾培的典型结构，作物生长在侧面的栽培板上，根系垂直悬挂于A型容器内部，间歇性沐浴在雾化营养液中．这种栽培方式可显著提高单位面积的种植数量和产量，可比传统的平面式栽培提高2．3倍。适用于空间狭小的场合，如宇宙飞船等。这类雾培多用于种植矮小的叶菜类作物，如生菜、芹菜等；若种植番茄等大株型作物，则需进行吊架栽培。(2)立柱式雾培是由意大利图比萨大学的研究者最初开发。作物种植在垂直的柱式容器的四周，根系生长在容器内部，柱的顶部装有喷雾装置，将雾化的营养液喷到根系上，多余的营养液经柱底部的排液管回收，循环利用。立柱式的雾培，可充分利用建筑物表面和温室内立体的光热资源，实现立体空间的有效利用，适合于种植叶菜、小型果菜类及观赏植物，如生菜、香芹、草莓、矮牵牛、锦紫苏等园艺作物。(3)半雾培技术最初由日本学者设计而成。作物的根系大部分或多数时间生长在空气中，营养液以喷雾的形式喷入栽培床内。当喷液量大时，根系全部或部分浸泡在营养液中，停止喷雾后，栽培床内的营养液以一定的速度从底部的排液管流出，根系重新暴露在空气中。此模式可有效解

决水培供液与供氧的矛盾，同时又节省能源的消耗，适合于各种蔬菜、花卉种植，适用的范围最宽。

(2)营养液供给系统

营养液供给系统主要包括贮液池、管道、喷雾装置、水泵和营养液配制、管理。贮液池中的营养液通过水泵，经供液管供给栽培床，再经回流管道回到贮液池，从而实现营养液的循环。水泵功率大小根据生产面积及喷头所需的压力配置。其中，营养液的配制与管理，如营养液配方、浓度(EC)、酸碱度(pH)、液温是决定气雾栽培生产效果好坏的关键。而且，营养液的栽培效果还受到当因此，在实际生产中，要结合栽培作物的种类、当地的具体条件和栽培实践经验选择适宜的营养液配方与浓度，并通过调整各种营养元素的种类与比例，达到调控蔬菜品质的目的。

(3)计算机自动控制系统

计算机系统由传感器、运算中心、执行部件组成，实现对气雾栽培系统中营养液、外环境、根际环境的自动控制。传感器采集外环境、营养液及根际环境的各种参数，如营养液的EC值、pH值、液温、根际环境的温度与湿度，然后计算机按专家系统或植物生长模式进行运算判断，并开启相关的执行部件进行调控，如营养液的EC值过低，就自动添加母液，过高就注入清水。因作物需水、肥量受光照、温度、湿度等环境因素、作物品种及作物本身生长阶段的影响。因此，供液及间歇时间应根据季节、天气、作物的养分需求情况及时调整频率和间歇时间。例如，外界温度升高时，喷雾频率提高；温度降低时，间歇时间延长。如果是半喷雾培，供液的间歇时间还可适当延长，而供液时间可较短。

四、气雾栽培的特点及其应用

气雾栽培作为一项当代农业的高新技术，具备独特的优势和广阔的发展潜力。但同时也存在一些缺陷和不足。只有正确评价气雾栽培技术，充分认识其优点和问题，才能准确把握其应用范围和价值，扬长避短，在生产上发挥其优势。

(一)气雾栽培的优缺点

气雾栽培是植物营养、植物生理、环境生态、农业自动化、园艺作物栽培等多学科交叉融合的栽培技术，为农业生产开辟了一条崭新的途径。在气雾栽培生产中可以完全按照栽培者的要求进行农业生产，而不受季节、地理环境的影响，