气雾栽培
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2019年3月14日 作者:xwz2367609 [返回]
引领垂直农业的主导技术---气雾栽培(4)

第四节、气雾栽培技术特点及意义

气雾栽培是目前在园艺生产与研究上都是最具开发潜力与前景的技术,是以前任何一种栽培模式所不能比拟的,可以大幅度地提高生产的质量与数量,大大减少人力、肥料、水及农药的投入,特别是温室栽培气雾培具有更低的电能消耗量,是未来温室栽培的一个主要发展项目与高效农业技术。现把气雾栽培的几大优势总结如下:  
1
    可向空间发展而大大增加耕地的数量与面积,因气雾栽培较易实现立体式垂直化栽培,大大提高栽培植物的覆盖面积,使温室利用率提高数倍。 
2
    气雾栽培也是一种最为节水的栽培模式,特适合水资源缺乏的环境下发展气雾培生产,如在沙漠,孤岛等淡水资源匮乏的地区发展农业。它的节水效率可达90%,也就是说只需土壤栽培的1/10用水量,就可完成相同生物量的增长。如温室土壤栽培番茄,每形成一公斤番茄需要200公斤水,就是采用水培也需消耗170公斤左右的水,而采用气雾栽培则只需6-10公斤的水,它是节水农业是水资源利用率最高的生产技术,这与它的闭环循环式的供液生产有关。 
3
    虫害的控制可减少75%以上,如果进行空间严密的防虫网隔绝,可以做到无虫化的免农药生产,这样比土壤栽培更省农药,大大降低农资成本。可以生产出近乎完美的免农药安全食品,是蔬菜的最高标准。 
4
    可以无需甲溴基的土壤消毒,对环境的污染可以有效控制,也可减少它造成对臭氧层之破坏,这是当前连作障碍所采取措施后形成对环境的破坏,气雾培技术可以得以杜绝应用。 
5
    气雾培的营养液在一个严密的闭锁型循环系统中完成养分与水分的供给,可以实现零外排,做到可持续不污染环境的效果。 
6
    根部完全悬挂于空中栽培,不需传统土壤为媒介的耕作,没有任何水土流失之提忧。解决当前农耕土壤流失影响生态的严重问题。 
7
    生产者,可以进行悠闲自在的省力化种植,与其说生产更贴切地说是类似于生活的一种生产活动,在一个温湿度适宜且,有清新空气与绿色生命植物相伴,是赏心悦目休闲型的农业生产模式。从业者在一个洁净、健康、环境下生产,人们只需稍微掌握控制计算机操作及流程化的简易生产工艺就可,就是你一点不懂农业技术的门外汉,也可以轻松地进行管理与操作,是一种适合城区人发展的新农业模式。 
8
    气雾栽培可以对所有的园艺植物采取相同的种植制度,甚至木本的经济树种与水生植物、藤本植物等皆可以运用气雾栽培技术得以统一。根本不需考虑如土壤栽培所存在的适应性问题。 
9
    气雾栽培具有减少栽培植物及叶菜类硝酸盐含量,特别是如莴巨、苦苣、菠菜、菊苣等,常因硝酸盐超标而影响安全性,因硝酸盐的过度积累是造成人体癌证多发的主要因素,而气雾培生产的叶菜可以让硝酸盐降低到安全范围,这是传统有机栽培、与近代的化肥栽培及水培所难以实现的。

采用气雾培生产线进行蔬菜生产,可以实现无废料废物废液的零外排,是一种完全可持续的永久性农业生产方式,所以它必将在未来农业生产中成为一项蓬勃发展的农业新技术,更是未来保护地栽培及实现垂直农业发展的主要新技术与新项目。

生态环保与绿色,可循环持续与永久耕作是当今世界发展之主流,一项好的农业技术除了能带来产量与质量的飞跃外,更重要还要体现它的可持续性,资源的耗竭已成为当前人们不得不思考的危机与课题。人们对土壤的无畏耕作,让土壤渐渐退化,失去生命力,致死产量越来越低,质量日趋下降,探索寻找一种永续耕作模式已成为农学家研究未来农业发展的主要问题。

植物的栽培离开土壤,并从平面拓展中解放出来,向空间空中发展,实现可持续耕作,让更多的耕地恢复自然生态或者进行人工林的营造,是拯救地球的一种生态解决方法。农业生产的污染与对环境的掠夺已成为现代农业耕作中较为突出的问题,大量农耕机械的应用,耗费了大量的石油,造成了空气的污染,大量化肥的使用,使土壤日渐穷瘠,农药的泛滥使用,使农产品的健康性成为人们关注的主要问题,边远耕地的无度开发,已造成了沙尘暴的严重侵蚀,破坏了生态。如何在有限的耕地上创造更多的产量与更好的农产品,成为农耕研究的主要方向,直到气雾栽培的产生与运用,才给科学家们带了的一线曙光,它可以在没有任何可耕土地上,不需要依赖土壤的情况下,进行多层次立体化的耕作,而且不需要大型的机械,也无需繁杂的管理操作,更不需施肥化肥与除草剂,最大限度地控制农药的使用或者进行免农药栽培,是一种对环境污染最小化甚至做到零污染与排放的技术,对地球生态压力越来越重的今天,气雾栽培给人指出的方向,提供了实现环保生态耕作的技术支撑。

气雾栽培的用水量极少,只需传统栽培的1/10,在少水的地区与国家是一种最为节水的农耕方式,另外,它与土壤隔绝,不会对环境造成径流与渗漏之污染,再加上它的低回排量与低流量的养液供给模式,可以做到环境的零排放。而且它又是在隔离土壤的情况下进行无机的薄膜栽培或泡沫板栽培,少有病虫的危害与传播路径的隔离,可以少用农药或根本不需农药,生产的食品是一种完全系数极高的安全型放心食品,对人体与环境来说是一种最为安全型的农业模式。当今城市人口日趋密集,人口指数的飓升,而且集居化城市化的趋势日益明显,估计在未来50年中,人口将突破80-100亿,而且80%将居住到城镇,这种人口骤升与城市集居给人类食物支撑所带来的压力,仅仅从现有的农耕技术与耕地的拓展是根本无法解决的,只有走空间发展型与环境保全型的农业才可以彻底解决,人口地球生态环保之间的矛盾与问题,气雾栽培的实践实明,它将是目前高科技农业项目中最有可能成为未来耕作模式的主要农耕方式,所以我们也把它称之为第四代农业。

第五节、气雾栽培应用范围

气雾栽培是一种栽培模式的创新,是从土壤与水中解放出来的一种新技术,它比前两者有更为广泛的运用,它把千差万别的土壤或者水生生态都得以统一,经实践表明,不管是陆生、旱生、湿生、甚至是水生的植物都对气雾培环境有强大的适应性,而且比原来的生态环境下还要长得更快更好,这是其他任何一种栽培方法所不能比的。这种创新的栽培模式最早源于航天技术上,用于空间站内的生命支撑系统构造,后引用于科研与教育,直到现在已成为农业生产的一种产业化项目,其间的运用性偿试与开拓性的试验研究,让气雾培的运用所涉的领域比其它任何一种都要广,现就它的运用总结如下:

1、生产的运用:农业生产上的运用是最为广泛与最有实际意义的运用,利用气雾栽培生产经济植物,包括蔬菜、瓜果、绿化、林木、药材等,凡是植物类的基本上可以进行气雾栽培,这已通过了实践证明,而且表现出更好的效果。如叶菜类的栽培可以缩短周期提高复种指数与质量,许多品种可以实现足月生产,是一种高效快速的生产方法;用于瓜果类,可以栽培出生长潜力发挥至最大化的蔬菜树,如巨型的南瓜树,单株结万果的番茄,数千支黄瓜的黄瓜树,二米多高的彩椒树等;如果用于绿化苗的培育,可以实现种苗的快速成苗,而且是根系完整的裸根苗;用于材用林栽培,可以创造出神奇的生长速度,种植5年的树木就可达20年的生长量,就可用于材用林使用;用于药材可以进行洁净化生产,如果是根药类还可以进行再生性的分批采收,多年生的药可以进行一年生的快速栽培。总之,在生产上的运用优势已被生产实践得以充分证明,是一种最为先进的栽培模式,在未来农业发展中将成为主要的生产模式与技术体系。

2、科研运用:利用气雾栽培可以进行根系的研究,是根系培养的最好方法,可以方便地进行根生长观察与根量的测量,而且可以轻松地收集根系分泌物以及根生理的测量。科研上设计根雾培养箱,被广泛用于根科学的研究,可以分析观察根系的发育机理,可以进行根系生理学的研究,比任何一种栽培方法都要方便而科学。如美国亚历桑那州大学就根系研究就建成了一个类似于房间的实验室,科研人员可以在根环境中穿行走动与观察研究。

3、教育运用:采用气雾培技术,让学生充分认识到植物生长的机理与生理,可以通过观察与检测,了解植物对矿质元素的吸收与需求生理,了解植物生长的原理与奥妙,增进学生对自然科学的兴趣,提高学生的实际操作动手能力。而且可以在完全受控的环境下进行各项生长因子及环境因子对植物生长发育的影响,从中认只规律增进学识,所以当前的大学也开始引用气雾培技术作为教学的工具在使用。

4、观光运用:农业观光园的建设成为当前城市农业项目发展的主体,也成为未来农业发展的趋势,为了提高观光效果,展示植物巨大的潜能,是一种颇具观光与科普效果的亮点项目,可以在观光园中建立气雾基地,栽培一些超常规发育的植物,这些植物往往在气雾环境下能表现出巨大化发育与生长,能表现出神奇与震撼的效果,是常规农业耕作难以做到或企及的。在气雾环境下,许多常规的植物都能表现出最大化的发育,几百公斤的南瓜,二层楼高的甘蔗,与人同高的水稻,结果上百的西瓜与甜瓜,占地几十平方米的番薯与空心菜等,这些巨大化植株的培养,对人来说是最好的潜能开发教育,通过植物潜能的展示,预示了人们要重视自身潜能的开发与积极人生观的建立,是一种较好的观光启蒙教育方法,培养人们对科学的兴趣,与对自然的热爱,同时也可提高人们的爱国主义情怀。

5、植物工厂运用:植物工厂是最为先进的农业生产模式,是未来农业发展的趋势,它具有环境的完全可控性,同时也具有较高的成本投资与运行投入,如果让高投入的系统产生更高的效益与利用率,气雾栽培是植物工厂内首选的栽培技术。如何发挥植物工厂内空间利用的最大化,与生产周期的最短化,气雾栽培可以轻松实现,而且是硬件投入及运行成本相对较低的模式,所以它将是植物工厂中的主要生产模式,采用它,可以使空间加温成本降低,可以让水资源及电力的消耗达到最省化,也可以让工厂化密集化的氛围创造得淋漓尽致,比如蔬菜可以采用塔型与立柱式,让补光效率达到最高,因为在植物工厂中补光的耗能是最大的运行成本,采用气雾法向空间发展的设计,可以让光的补给达到最大化的利用,如立柱丛林式的设计可以采用中心补光法,没有光的无效照射,光的四周全是蔬菜,平面补光的金字塔形种植,让相同光量达到最大化的照射面积,做到没有漏光与无效光。加温能源的消耗也比水培的水加温或降温更省能源,再加上空间的任意设计与利用,让相同面积的植物工厂发挥出数倍的效益。

6、生命支撑系统上的运用:在封闭的空间站中,如何提供人们的食好及如何保持封闭空间内的生态平衡与能量物质的循环利用,植物的作用是至关重要的,它除了给人以绿色的欣赏平稳与解除太空烦燥的寂寞症外,更是空间站内气体交换的主要生物体,它可以把二氧化碳气吸收交换出人们所需的氧气,同时又可以净化空气中悬浮的粉尘与废气,是创造生命生活空间所必须的支撑系统。同时它是重要的蔬菜生产方法,只有气雾的模式才是最适合失重空间的栽培,只有气雾方法才可以进行轻巧化轻便化的运载与建立。而且蔬菜粮食植物在太空中生长可以做到完全的无病无虫,是最为洁净的栽培方法。估计未来的太空农场就是要以气雾为主要方法进行设计与建造,为人类提供更为健康安全的食物与蔬菜。

7、极地农业的运用:在地球的南北极,在沙漠与孤岛上,在受灾区等特殊环境下,采用气雾法是最为有效而且构建最为快速与方便的方法。气雾法是资源节省型环境友好型的农业耕作方法,在南北极的极地,在冰层覆盖的天气下,一切生产都是利用人工能源进行耕作生产,如何减少能源特别是加温的耗能是最大的投入,而气雾培可以使加温的耗能最少化,而且在极地生产,周期的缩短与空间的利用也与植物工厂一般的重要,所以它也是用于极地生产的最佳模式。另外沙漠孤岛常因少水与恶劣的气候难以进行常规模式的生产,可以利用气雾培用水量只需土壤栽培1/10的优势,利用淡化水或者收集雨水进行生产。在受灾区,一时难以恢复生产的区域,也可以利用可利用的空间与场地进行气雾蔬菜的生产,为灾区的自给自救提供技术保障。在各种极地条件下,采用气雾法是最好的模式与方法。

8、空中农业上的运用:所谓空中农业就是利用可利用的空间进行农业生产,它是一种占天不占地的农业生产模式,特别是城市的空中绿化,我们也叫天台农业,利用气雾法是最为高效与轻巧的方法,没有太大的承重,而且建造又是极为方便,生产效率又高,是未来城市楼顶绿化与农业发展的主要模式。利用它建立的花园或菜园即高雅清洁又能为人们提供更多的农产品,是绿化与生产融为一体的城市农业项目。目前新加坡的城市建设中已把气雾培列为城市楼顶绿化的主要技术,在城市设计上融合了气雾栽培的思路,让城市成为生态绿化的城市,成为生产与居住有机融合的城市,这是未来城市的一大趋势。

9、在育苗上的运用;目前最为高效快速的育苗技术就是气雾快繁育苗法,它具有生根快速、根系发达、移栽少缓苗的优点,如果结合气雾增殖法,更是常规快繁数倍的效率,可以节省大量的快繁材料,是目前最为方便的增殖取材法。一般一代苗生根后不需移栽,直接进行营养液的气雾栽培,让植株快速的生长增殖,以培育大量的快繁材料,再进行多代循环,以实现几何级的倍增。采用气雾快繁法,大多数植物可以进行足月生产,也就是生根时间可以控制在一个月以内,可以大大提高周年的繁殖批数,同时气雾快繁法还可以实现立体化空间育苗,其综合效率是普通基质快繁法的数倍以上。除了营养体的快繁提高效率外,种子育苗也然,在气雾环境中,萌芽生长更快,根系更发达,而且培育的苗适合于各种环境的栽培,更是无土栽培用苗的最佳方法。

10、用于芽苗菜的生产:苗菜的生产一直以来都是以基质法进行培育,采用基质法既增加了基质消毒的环节,又使菜的清洁度受到影响,而采用气雾法培育,种子在雾化的空气中直接萌芽成苗与绿化,管理变得简单,产出的苗菜更加清洁卫生,如果采用饮用水生产,可以直接食用或进行净菜包装。同时在气雾环境中种子的出芽率也得以提高,产量与质量都比基质栽培有所改善,所以气雾法培育苗菜已成为当前工厂化生产的主要模式。

气雾培的运用是极为广泛的,以上仅仅是部份运用的罗列,可以利用它在生产科研教育上进行灵活的运用,它是一个极为广泛的产业,也是一个新生的科研课题,将会成为人们探究植物研究生理的一项重要技术与方法。

 

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