植物根系表面微米级的粘膜，是根系分泌物形成的微生物培养基。在此，微生物、肥料与植物间持续进行共生、抑制或促进的复杂互动，这些微妙关系深刻影响植物的生长发育。

植物主要由水与干物质组成。水在植物生命中不可或缺：其较大的比热容使其能在高温下通过气化散热，避免植物受损；作为矿物质溶剂，水支撑植物体内物质运输与代谢，光合作用、呼吸作用及微生物生存均依赖于它。缺水会导致植物细胞原生质凝胶化失活，严重时植株死亡；高温下水分蒸发不足还会造成灼伤。同时，水赋予植物细胞膨胀压，维持植株形态，缺水时叶片会萎蔫甚至死亡。从农业生产角度，水是命脉；从农业技术发展来看，科学灌溉推动农业文明进步。

烘干后的植物干物质由有机质和矿物质构成。不同植物有机质占干物质的70%-90%，矿物质仅占5%-10% 。传统农业大量施肥，但植物真正吸收转化为干物质的肥料不足3%，其余成为污染源，致使80%-90%的土壤和地下水受污染。而气物栽培实现肥料100%利用与零排放，可在水源保护区安全应用。

植物有机质包含蛋白质、脂肪、淀粉等，由碳、氢、氧、氮构成，这些“骨架元素”或“气态元素”构建有机质主体，参与能量代谢，燃烧后回归大气。早期无土栽培利用灰粪（矿物质）和人粪尿（氮肥），碳、氢、氧取自空气。焚烧秸秆可视为便捷的矿物质归还方式。干物质燃烧后，有机质氧化释能，灰分主要为磷、钾、钙等氧化物形态的矿物质元素。自然界植物能吸收约70种矿物质元素，海带等海洋生物的富集能力为海藻肥开发提供依据。

不同植物及器官的灰分含量差异显著。水生植物灰分占比约1%，盐碱地植物可达45%以上，多数作物灰分占干物质5%-15%，叶片灰分含量最高。生活中，灰分少的柴火耐烧、能量转化率高，反之则低，这与矿物质含量直接相关。

植物生长所需矿物质元素中，碳、氢、氧从空气获取，其余需施肥补充。16种必需元素不可或缺，缺乏会影响植物正常生长、开花结果及生命周期，且不可替代，直接参与生长发育，在植物体内地位平等，影响细胞结构、代谢活性等生理过程。此外，硅、硒、铝、碘等元素对特定植物有益，被称为“有益元素”，如硅可提升水稻抗病性和产量。

矿物质元素在植物体内分布不均，不同植物、器官的吸收和运转能力各异。钾、镁移动性强，在地上部分和根系含量相近；磷在种子中含量高，地上部分高于根系；钙、硅在地上部分浓度较高，钠和部分重金属在根系含量更高。

根系阳离子交换量影响植物对肥料的吸收。根系细胞壁由多糖、木质素、蛋白质等组成，骨胶质羧基与二价离子结合成为交换位点。70%-90%的根系阳离子交换量与骨胶质游离羧基相关，10%-30%与蛋白质、纤维素含量有关。交换量大的植物适合高浓度营养液；单子叶植物交换量约为双子叶植物的一半，需降低用肥浓度。根系虽能吸附阴离子，但阳离子交换是主要吸收方式。细胞膜与细胞壁间的“自由空间”可使养分和水分快速进出且不受温度影响，其他吸收过程则与代谢、能量、氧气密切相关。

这些理论在农业生产中意义重大。气物栽培需标准化体系，因缺乏土壤栽培的缓冲性，不可随意施肥；网上理论配方需依水质换算，大面积生产用纯净水成本过高；土生根转化为气生根需催根处理。实践发现，有机肥在土壤栽培可行，但气物栽培需基础配方与有机肥结合，因植物对有机肥的“胞饮吸收”量少，主要靠离子交换吸收。

气雾栽培技术学习中，学历较低者掌握操作流程即可，了解原理有助于深入理解。丽水农林科学研究院可为学习者提供技术分析、路线拟定与跟踪指导。

当前，国内有机认证体系不完善，传统土壤栽培达有机标准需多年修复，多数有机种植难以盈利。农产品的最高层次是天然活性食物。气物栽培肥料成本约每斤瓜果蔬菜0.13元，未来通过鱼菜共生的矿化水切换可进一步降低成本。农业生产应避免同质化，走错位、反季、差异化路线。酶在作物生长中至关重要，微量元素直接影响酶活性。

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