气雾栽培
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2005年3月26日 作者:ctnyzn [返回]
压力栽培法的理论基础

    植物在进化的过程中,是在一定的大气压环境下生长发育的,对外界的大气压为了一定的适应性,而且它巧夺天工地运用了大气压来调节生理生化过程的各种代谢活动,如光合作用,水分代谢,营养吸收,呼吸作用等.也形成了对大气压的一种进化适应性,所以大气压的变化,也会影响到植物生长发育的相应变化.适宜的大气压是植物生长的必须外界因子.在传统的农业生产科研中,如温光气热营养的研究已成为农业科研的主要课题,而对大气压的深入研究与运用还少之又少,就像地球电磁场对植物生长发育的影响研究一样.这与大气压的变化不大及人为的难以控制有关.在一个地域相同海拔的环境下,除了气候变化对大气压造成的影响外,其他因素人们也难以实现对它的有效控制,就像地球的磁场一样,所以令许多科研者忽略,可是植物即然是在大气中生存与进化,哪怕是一种最无形的因素其实也会造成影响与适应.以下就先谈大气压对植物的影响开始,再深入探讨它的人为运用.

   大气压从物理概念来说是因空气分子的质量而导致单位面积的地面物体承载着的压力与压强.一般一个标准大气压的概念就是,海平面上每平方厘米的压力.一般一个大气压的标准等于1.013×105帕斯卡,也相当于1013.25个毫巴,(毫巴是气象学上的一个单位)。.也可以通俗地说能使水柱上升10米的力,平常抽水机的原理就是运用了大气压而让水泵能使水扬到高处.那么大气压是如何影响到植物的生长呢.通过我们的研究,发现,植物对水分及营养的吸收也是通过细胞的渗透作用而产生大气压强,让水分与营养从地面往高处的枝叶输送.在植物生理学上叫根压.不过除了根压吸收外还有一个重要的吸收动力就是蒸腾拉力.这是大气压在植物吸收营养水分上的巧妙运用.另外大气压还会影响植物的光合作用,在一定范围内提高环境大气压能促进光合作用.提高光合效率,但它有一个阈值,一般以2个大气压以下最适,如果超过6个标准大气压植物基本不长.在组培植物的过程中,如果对试管内植物施加低于2个以下的大气压能大大促进愈伤组织及芽的分化生长.在细胞的悬浮培养中也要施加0.75-1的标准气压,否则会出现溶液缺氧而影响细胞代谢与发育.正因为这样所以海拔高的地方,大气压小而且空气稀薄植物生长就不好,或者过高海拔的地方就不能生长植物.在海拔越高处,大气压越小植物生长就越矮小,年生长量也越小,主要是大气压影响了植物对水分营养吸收及光合作用与呼吸作用所至.另外也不是说大气压越大就越好,超过一定极限也就难以生长,如海洋最深处由于气压过大生物种类也就越来越少.植物在普通自然生长或常规人工栽培过程中由于是通过生理代谢而产生一个大气压差,而使植物对水肥产生由低处往高处的吸收过程,这个过程是植物的一种主动吸收的过程.但当影响代谢的因子存在时也就影响了植物对水肥的吸收.这样就直接关系到生长速度.而人为的提高植物根部的气压,让地上部分与地下根系之间产生一种人为的压力差,就能起来强制吸收的动力.被动地推动植物对水及矿物质的吸收,就像人打吊针一样,在食欲不振胃口不开时,就强制输液被动吸收,以满足人体对营养水分的需求.另外在病人急救的过程中也是用高压氧,强制输入而改变病人的生理机能,促进人体深层细胞的代谢活动.而普通的氧绝对没有高压氧所具的强大渗透性,即使在组织破坏的情况下,用物理机械力方法强制供应也能达到良好的效果,让全身血液获取充足的氧气,这个理论现在有人称为高压氧的生态圈理论.其实植物也一样,现在发达国家也在植物的水耕上作了试验,在水溶液中强制输入浓缩氧能使产量大大提高,生育期大大缩短,如水耕芹菜普通水耕生育期要40天,输入高压氧后能缩短为30天.这主要是压缩的氧或空气大大改善了根系的呼吸代谢而加快植物对水与矿物质的吸收.而采用高压缩空气,一方面能优化氧环境,另一方面能使强制吸收的过程充分地得以体现.植物的生长速度主要是由植物根系对水分与矿质吸收速度所决定的.现在我们采用水培法或深液流大容器水培法以提高植物的生物产量栽培出大于常规几倍几十倍或上百倍的生长量与生长速度,无非也就是提高与优化根系的吸收功能.但这种优化的主动吸收功能是有极限的,而被动的强制供应是没有极限制约的,就如我们人即使不吃饭光通过输液法供应营养与水分也能生存.而现在采用高压法也就类似于人体治疗的强制供应法.

    植物生长于土壤中,影响植物生长的其实就是土壤的三相比例问题,就是液相,气相,与固相.当土壤中空气过多时,就会造成干旱而影响吸收导致生长不良,当液相过大水份过多,又会造成生长不好,渍水黄化萎蔫.所以在栽培上许多技术措施都得围绕这三方面比例而展开.如松土是为了提高土壤中空气,灌溉是为了提高土壤中液相比.调节不好就直接影响植物的生长.所以现代出现了无土栽培,打破了土壤栽培的各种限制,让植物的产量大幅度地提高,甚至可高达几倍或几十倍.其实无土栽培也无非就是解决了植物对水肥气吸收的问题,让植物吸水肥更便捷更快速,从而缩短生育期或加快生长与提高产量.运用这种方法叫养液栽培技术,把肥不都溶入水中成为植物生长对各种元素所需的营养液,采用养液栽培种植出单株结果16000多个的西红柿,与单株结瓜4500根的黄瓜等超常规的植物产量水平.可是这里面还有一个影响植物对水肥吸收的限制因子,就是当水中溶解氧低时,或当温度不适其他各种因素影响时,都会大大阻碍植物根系对肥水吸收的主动吸收过程.为了解决这一问题,可对营养液的表面施加高于常规的大气压,让水中溶入更多的氧,让根系通过大气压力差,强制吸收更多的肥与水.这样就在原来的栽培水平上又会有新的突破,让植物的生物量或产量得到更进一步的提高.就是在采用营养液栽培的同时,再采用压缩空气或高压氧的方法来提高优化气环境.事实证明,在水中冲入压缩空气能使水的的溶氧提高,并用于水培的曝气增氧中,使植物生长更好,但常规冲气是在开放的水环境中,没有提高水体表面的大气压,在外界大气压低或水温度高时,即使整天曝气也难以超过水溶氧的饱和点,为了超过饱和点的溶氧指标只能给水面施加大气压,才能使溶氧大大增加.运用这原理就必须把植物栽在一个密封不透气的容器中,再经充气才能保持水面一定的大气压.另外,植物的根压吸收原理也能在这里得到人工的体现.通过充气,为根域环境创造一个高压的高能态环境,才能把水与矿质离子,推压到地上部分的植株.如果说蒸腾吸收是抽水机,那么高压吸收是助动器.一拉一推大大加快了植物对水肥的吸收.特别是高温季节,叶片蒸发很快,而根系环境的水温也较高,代谢的主动吸收往往满足不了光合作用的需求,就会出现生长抑制如植物的午休现象.此时如果采用压缩空气充气强制吸收就可大大地缓减午休现象对植物生长的影响.

   其实,强制吸收现在也在生产上应用较为普及了,如给植物打吊针,运用给人输液的原理,对树木进行强制输入营养液或药剂起到促进植物生长或防治病虫的作用.一可减少用肥用药量,二可避免喷药还来的污染,三植物吸收迅速.一般用强压注射机作为动力把营养水与农药注入到植物的维管束部分,无需通过根系的吸收,因为根系有时对于营养吸收存在很大的选择性,特别是对于微量元素更难吸收.采用人工强制注射法就解决了这个问题,如铁,锌,锰等微量元素采用人工强制注液吸收是目前生产上较为有效而快捷的方法.如对于缺素症,对于树体内的蛀虫,移栽老树的挽救等都可运用此法.而空气压力栽培法,无非就是在自然基础上,结合大气压的作用来实现,比注液法更科学,而更有效.能对植物的生长起来长期的作用.能使植物的生理潜能得到更大的发挥.

 

 

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