于洋洋 賈代東 莊正 朱晨曦 劉愛琴

摘要：氣霧栽培是把植物根系完全置于由營(yíng)養(yǎng)液形成的彌霧環(huán)境中生長(zhǎng)的一種新型栽培方式。本文分別從氣霧栽培設(shè)施建造、營(yíng)養(yǎng)液配方研究、氣霧栽培對(duì)植物生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響等方面對(duì)植物氣霧栽培研究進(jìn)行了綜述，最后總結(jié)該方面研究的不足并提出展望，以期為氣霧栽培在植物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論解析與技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：氣霧栽培;栽培系統(tǒng);營(yíng)養(yǎng)液;植物霧培現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)： S317文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）18-0038-04

收稿日期：2018-05-28

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2016YFD0600301）;國(guó)家科技支撐計(jì)劃（編號(hào)：2015BAD09B010102）;福建農(nóng)林大學(xué)科技創(chuàng)新專項(xiàng)（編號(hào)：KF2017112）;人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)福建省高校工程研究中心。

作者簡(jiǎn)介：于洋洋（1993—），女，河南舞鋼人，碩士研究生，主要從事自然資源管理研究。E-mail：594209377@qq.com。

通信作者：劉愛琴，研究員，主要從事森林土壤研究。E-mail：fjlaq@126.com。

栽培模式的演進(jìn)與革新對(duì)于植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有巨大的推動(dòng)作用。隨著現(xiàn)代農(nóng)林科技的進(jìn)步，植物栽培模式從平面空間發(fā)展到立體空間，總體沿襲了從土壤栽培到無土栽培模式的演進(jìn)歷程[1]。無土栽培模式包括基質(zhì)栽培、水培和氣霧栽培（aeroponics）等，主要通過利用人工基質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)液代替自然界中的土壤因子，有效優(yōu)化了植物吸收水分和養(yǎng)分的生長(zhǎng)環(huán)境[2-3]。基質(zhì)栽培的不透明性不利于觀測(cè)根系[4]。水培植物的根系與水肥直接接觸，但由于營(yíng)養(yǎng)液中溶解氧水平有限，一旦遇到液溫升高，溶解氧濃度趨于飽和狀態(tài)，植物易出現(xiàn)通氣不暢缺氧爛根的現(xiàn)象[5-6]。近年來出現(xiàn)的氣霧栽培技術(shù)，是將植物根系完全置于氣霧環(huán)境下生長(zhǎng)的一種新型無土栽培模式。氣霧栽培環(huán)境下的植物根系伸展自由，氧氣、水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)充足，成為植物快速生長(zhǎng)的最佳栽培模式之一[3，7]。

氣霧栽培是指植物根系生長(zhǎng)在封閉、不透光的空間中，營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)霧化器處理后形成霧狀，間歇性均勻地噴至植物根系，提供植物生長(zhǎng)所需要的水分和養(yǎng)分的一種新型無土栽培模式[8-9]。氣霧環(huán)境中的植物根系完全處于水氣肥3相一體化的環(huán)境中，能夠充分發(fā)揮植物的生長(zhǎng)潛能[10-11]。栽培模式影響植物對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水分的轉(zhuǎn)運(yùn)與分配利用、光合呼吸作用以及新陳代謝等一系列生理生化過程，同時(shí)也影響植物的形態(tài)可塑性、產(chǎn)量和品質(zhì)特性[12]。目前，植物無土栽培模式在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究中應(yīng)用廣泛，但主要集中于植物基質(zhì)栽培和水培，甚少綜合論述氣霧栽培在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中的應(yīng)用[13]。本文分別從氣霧栽培設(shè)施構(gòu)成、氣霧栽培營(yíng)養(yǎng)液配方研究、氣霧栽培對(duì)植物生長(zhǎng)的影響、氣霧栽培對(duì)植物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響等方面對(duì)植物氣霧栽培研究進(jìn)行了綜述，最后總結(jié)了該方面研究的不足并提出研究展望，以期為氣霧栽培在植物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論解析與技術(shù)支撐。

1?植物氣霧栽培設(shè)施建造進(jìn)展

氣霧栽培設(shè)施主要包括植物栽培系統(tǒng)和供液系統(tǒng)2個(gè)部分。若是在大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)中，系統(tǒng)運(yùn)行、營(yíng)養(yǎng)液供給及各種執(zhí)行運(yùn)作都可通過與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制。

1.1?栽培系統(tǒng)

氣霧栽培的根系處于懸空狀態(tài)，植株只能依靠定植孔填塞或定植籃固定，物理支撐以栽培床、種植板等方式實(shí)現(xiàn)。因空間利用率及物理支撐的不同，目前氣霧栽培系統(tǒng)主要有：苗床式氣霧栽培、管道式氣霧栽培、塔架式氣霧栽培、立桶式氣霧栽培等模式。苗床式氣霧栽培又稱A型霧培，最先是由美國(guó)亞利桑那大學(xué)設(shè)計(jì)發(fā)明的[3]。在平地上建造苗床，床底不滲漏且有輕微的坡度，在稍低的一側(cè)開孔，便于營(yíng)養(yǎng)液回流及循環(huán)利用。在苗床的側(cè)面鋪設(shè)彌霧管道并安裝霧化噴頭，噴頭距離能保證所有根系可以均勻吸收水分。在苗床上部放定植板，種植時(shí)用海綿塊固定植株植入種植孔中。管道式氣霧栽培一般使用聚氯乙烯（PVC）塑料管為植物的氣霧栽培創(chuàng)造根域空間，在管道內(nèi)部安裝霧化噴頭，根據(jù)溫度的變化調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的間歇噴霧時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)植物快速生長(zhǎng)[14]。塔架式氣霧栽培使植物的種植實(shí)現(xiàn)從平面發(fā)展到立體空間的飛躍，大大提高單位面積的使用效率，這種栽培模式一般種植葉菜類等小株型植物[15]。立桶式氣霧栽培以簡(jiǎn)易桶式結(jié)構(gòu)作為根域環(huán)境，主要用于較大植株的栽培。植物種植在容器的周圍，在頂部和中間安裝噴霧裝置噴向四周，便于植物根系吸收水分[16]。

1.2?供液系統(tǒng)

氣霧栽培的供液系統(tǒng)由于不斷更新升級(jí)取得良好效果。氣霧栽培的核心設(shè)備是霧化裝置，出現(xiàn)的超聲波霧化器有效解決了氣霧栽培技術(shù)中營(yíng)養(yǎng)液霧滴大而導(dǎo)致的洗根問題[17]。張靜嫻研制了一套由壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮氣體，凈化后通過管路系統(tǒng)進(jìn)入氣液引射器，氣液充分混合形成氣霧噴入箱內(nèi)的裝置[18]。侯斌等設(shè)計(jì)的霧培裝置于1998進(jìn)行試生產(chǎn)并獲得成功，是由定時(shí)器控制自吸泵工作，營(yíng)養(yǎng)液通過自吸泵輸入管道經(jīng)霧化噴頭形成彌霧，植株固定在定植板上，根系裸露在噴霧槽中，營(yíng)養(yǎng)液形成霧狀均勻噴灑在根系上，多余的營(yíng)養(yǎng)液通過回流管道過濾后重新流入儲(chǔ)液池，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的供液模式[19]。徐偉忠等設(shè)計(jì)出由計(jì)算機(jī)控制，水泵或超聲波霧化器供液的氣霧栽培裝置[7]。高建民等以PIC16F877A芯片為核心構(gòu)建噴霧控制系統(tǒng)，使氣霧栽培設(shè)施更加智能[20]。

2?氣霧栽培營(yíng)養(yǎng)液研究進(jìn)展

營(yíng)養(yǎng)液是氣霧栽培環(huán)境中植物生長(zhǎng)所需要營(yíng)養(yǎng)的唯一來源，營(yíng)養(yǎng)液的日常管理主要包括營(yíng)養(yǎng)液濃度和pH值等。同時(shí)植株在生長(zhǎng)過程中要選擇最適宜的營(yíng)養(yǎng)液配方，以期為植株根系提供最優(yōu)質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)條件。以下分別從營(yíng)養(yǎng)液濃度、營(yíng)養(yǎng)液酸堿度、營(yíng)養(yǎng)液不同配方等方面對(duì)氣霧栽培營(yíng)養(yǎng)液研究進(jìn)行綜述。

2.1?營(yíng)養(yǎng)液濃度

營(yíng)養(yǎng)液濃度的大小影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。王素梅使用不同濃度的營(yíng)養(yǎng)液配方對(duì)大西洋品種的微型薯進(jìn)行氣霧栽培，試驗(yàn)表明，不同濃度會(huì)影響馬鈴薯植株的生長(zhǎng)，電導(dǎo)率值過高、過低均會(huì)對(duì)植株的生長(zhǎng)造成不同程度的傷害[21]。周元清采用華南農(nóng)大葉菜B配方營(yíng)養(yǎng)液，對(duì)生菜研究發(fā)現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)液鹽濃度（用電導(dǎo)率表示）由1.8 dS/m提高至3.0 dS/m，生菜根系指標(biāo)、光合指標(biāo)、可溶性蛋白和可溶性糖含量均顯著增加，把鹽濃度繼續(xù)增加至3.6 dS/m和4.2 dS/m，上述全部指標(biāo)均顯著降低。結(jié)果表明，氣霧栽培生菜營(yíng)養(yǎng)液鹽濃度適度提高可以加快生長(zhǎng)，保證其產(chǎn)量和品質(zhì)，降低硝酸鹽含量[22]。營(yíng)養(yǎng)液EC過低影響植株對(duì)養(yǎng)分的吸收，造成減產(chǎn)、降低品質(zhì);隨著營(yíng)養(yǎng)液EC逐漸升高，植物產(chǎn)量和品質(zhì)也呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，但升高到一定程度又出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，同時(shí)會(huì)增加硝酸鹽的含量，不利于植物生長(zhǎng)[23]。

不同植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)液濃度的需求量不同，同一種植物在不同生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)營(yíng)養(yǎng)液濃度的需求量也不同。連青龍等氣霧栽培切花菊，前2周供應(yīng)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)液1/4的濃度，第2～6周內(nèi)供應(yīng)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)液1/2的濃度，6周后供應(yīng)常規(guī)濃度的營(yíng)養(yǎng)液，試驗(yàn)結(jié)果證明比供應(yīng)單一濃度營(yíng)養(yǎng)液更利于切花菊生長(zhǎng)[24]。劉澤發(fā)等氣霧栽培迷你西洋南瓜發(fā)現(xiàn)，幼苗時(shí)期EC值設(shè)置為0.8～1.0 mS/cm，到第1雌花盛開EC值設(shè)置為1.0～1.5 mS/cm，整朵花開放EC值設(shè)置為1.5～2.0 mS/cm，長(zhǎng)出南瓜EC值設(shè)置為2.0～2.5 mS/cm最利于西洋南瓜生長(zhǎng)[25]。林愛紅等也認(rèn)為在各生長(zhǎng)期應(yīng)設(shè)置適宜該植株生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液EC值[26]。營(yíng)養(yǎng)液濃度影響植物根系電解質(zhì)交換和呼吸作用，進(jìn)而影響植物產(chǎn)量和品質(zhì)[16]。

2.2?營(yíng)養(yǎng)液酸堿度

營(yíng)養(yǎng)液酸堿度也會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響[27]。Ibraimo在氣霧栽培模式下，采用日本園式營(yíng)養(yǎng)液配方栽培意大利生菜，營(yíng)養(yǎng)液10 d更換1次，當(dāng)pH值為6時(shí)，生菜生物量最大;pH值為7時(shí)次之;pH值為5時(shí)最小[28]。這與姚其盛關(guān)于霧培辣木將營(yíng)養(yǎng)液pH值保持在6.0左右一致[29]。大量研究表明，營(yíng)養(yǎng)液的pH值設(shè)置在6左右有助于植物生長(zhǎng)，確保產(chǎn)量和品質(zhì)提高[30-31]。

植物在生長(zhǎng)過程中，根系吸收營(yíng)養(yǎng)液的過程會(huì)改變營(yíng)養(yǎng)液各種元素的總量和比例，從而導(dǎo)致植物正常生長(zhǎng)受到影響[32-33]。針對(duì)上述情況，黃在范等建立營(yíng)養(yǎng)液成分N、P、K濃度的在線檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)液的自動(dòng)化控制[34]。張浙烽提出T-S模糊控制算法，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)液中EC和pH值，實(shí)現(xiàn)母液、酸堿液等的加入，完成營(yíng)養(yǎng)液的自動(dòng)化供給[16]。

2.3?營(yíng)養(yǎng)液不同配方

不同植物需要不同的營(yíng)養(yǎng)液配方，同一種植物選擇不同的營(yíng)養(yǎng)液會(huì)出現(xiàn)不同的效果，因此，在生產(chǎn)中應(yīng)選擇適合植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液配方，不僅高產(chǎn)，而且可以保證植物品質(zhì)。羅月芳等研究發(fā)現(xiàn)英國(guó)Hweitt配方氣霧栽培的益母草地上部分和根系鮮質(zhì)量遠(yuǎn)高于其他幾種配方[35]。丁文雅采用氣霧栽培方法發(fā)現(xiàn)華南農(nóng)大葉菜B處理的生菜根系指標(biāo)、地上部分鮮質(zhì)量最高，霍格蘭氏配方處理下的最低;華南農(nóng)大葉菜B處理的生菜葉片還原型抗壞血酸含量最高，日本山崎處理的最低[36]。

近年來正在興起有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液研究。趙會(huì)納研究發(fā)現(xiàn)沼澤營(yíng)養(yǎng)液處理下的根系指標(biāo)生長(zhǎng)最好，因此氣霧栽培也可以往有機(jī)肥方向發(fā)展[37]。

3?氣霧栽培對(duì)植物生長(zhǎng)的影響

氣霧栽培可以使植物根域環(huán)境的水氣肥在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定和適宜，對(duì)植物生長(zhǎng)具有巨大的促進(jìn)作用[3]。

3.1?對(duì)地下根莖類植物生長(zhǎng)的影響

目前地下根莖類植物在氣霧栽培技術(shù)中應(yīng)用比較廣泛，尤其是對(duì)馬鈴薯的培育已取得很大進(jìn)展[38]。王淑菊以田間栽培為對(duì)照，發(fā)現(xiàn)在霧培環(huán)境下馬鈴薯開花數(shù)占優(yōu)勢(shì)，花粉生活力及萌發(fā)率在霧培方式下極顯著優(yōu)于對(duì)照[39]。賀曉霞等通過氣霧栽培馬鈴薯發(fā)現(xiàn)，霧培馬鈴薯生產(chǎn)成本降低，生產(chǎn)周期縮短[40]。Buckseth等研究發(fā)現(xiàn)氣霧栽培模式下馬鈴薯種植塊莖成本大約是常規(guī)種植塊莖的1/4，同時(shí)縮短馬鈴薯生長(zhǎng)周期，從而降低生產(chǎn)成本，且能夠提供質(zhì)量好的種子，它緩解了優(yōu)質(zhì)種子短缺的問題[41]。氣霧栽培模式不僅培育馬鈴薯占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，對(duì)竹筍等地下植物生長(zhǎng)也有明顯的促進(jìn)作用。Liu等研究氣霧栽培的竹苗發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橛凶銐虻乃譅I(yíng)養(yǎng)、良好的呼吸和低的生長(zhǎng)阻力，竹筍可以快速生長(zhǎng)[42]。此外，對(duì)竹根的形態(tài)觀察也很方便。

3.2?對(duì)葉菜類植物生長(zhǎng)的影響

葉菜已成為我國(guó)種植和消費(fèi)的主要蔬菜品種[43]。丁文雅研究發(fā)現(xiàn)在同一供氮水平下，以水培為對(duì)照，氣霧栽培環(huán)境下生菜光合作用強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快、生物量高，在適宜的供氮水平下這種優(yōu)勢(shì)更為明顯[36]。艾炎軍等發(fā)現(xiàn)氣霧栽培生菜葉片數(shù)、地上部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、根系干質(zhì)量均高于土壤栽培，二者差別顯著[44]。

3.3?對(duì)瓜果類植物生長(zhǎng)的影響

瓜果類植物種植地土壤處于人為特殊小氣候環(huán)境下，加上水肥管理的不科學(xué)，導(dǎo)致鹽分積累在土壤表面[45]，近年來出現(xiàn)的氣霧栽培技術(shù)能有效解決根系水氣矛盾，促進(jìn)作物優(yōu)質(zhì)高效生長(zhǎng)。魯雪利采用基質(zhì)和霧培研究黃瓜嫁接苗發(fā)現(xiàn)，氣霧栽培模式縮短生根時(shí)間，生根率和根系活力也得到提高，說明氣霧栽培生根法對(duì)黃瓜嫁接苗的生長(zhǎng)發(fā)育更有優(yōu)勢(shì)[46]。劉澤發(fā)等研究發(fā)現(xiàn)氣霧栽培條件下迷你型西洋南瓜生長(zhǎng)速度快，單個(gè)瓜果生物量提高[25]。林愛紅等對(duì)中大果型的麒麟瓜進(jìn)行霧培模式種植，試驗(yàn)結(jié)果表明氣霧栽培種植的瓜果生長(zhǎng)快、成熟早[26]。

3.4?對(duì)藥用植物生長(zhǎng)的影響

姚其盛以辣木為研究對(duì)象，45 d后霧培的苗高、冠幅、根頭直徑和株質(zhì)量高于土培[29]。凌敏研究指出，霧培車前草株高、葉面積、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均大于土壤栽培;霧培車前草的根系長(zhǎng)度、根系體積和根系活力也大于土壤栽培[10]。

3.5?對(duì)喬木生長(zhǎng)的影響

氣霧栽培不僅適合小型植株的栽培，高大喬木同樣可以在氣霧栽培模式下生長(zhǎng)。王謝等利用氣霧栽培系統(tǒng)進(jìn)行桑樹生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，霧培可以避免水培條件下養(yǎng)分不均和淹水脅迫對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響[47]。Rietveld認(rèn)為，氣霧栽培的加拿大短葉松根系生長(zhǎng)速度快于土壤栽培[48]。

4?氣霧栽培對(duì)植物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

氣霧栽培環(huán)境使植物根系處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，加快生長(zhǎng)速度縮短周期，促進(jìn)植物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[46]。

4.1?對(duì)地下根莖類植物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

周全盧等研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯在氣霧栽培條件下的凈光合速率較高，有利于馬鈴薯種薯產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[49]。孫慧生以雙層基質(zhì)無土栽培為對(duì)照，發(fā)現(xiàn)氣霧栽培模式培育出單位面積1 g以上的馬鈴薯脫毒微型薯數(shù)量比雙層基質(zhì)無土栽培增加76.1%～125.0%[50]。王迪軒等進(jìn)行微型薯氣霧栽培，收獲的馬鈴薯形狀好、數(shù)量多、品質(zhì)優(yōu)，而且可以人為控制其大小，根據(jù)需要隨時(shí)采摘[51]。氣霧栽培技術(shù)提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)，大大促進(jìn)馬鈴薯向現(xiàn)代化和規(guī)?；a(chǎn)，也為其他地下根莖類植物工廠化氣霧栽培提供了科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)[52-53]。

4.2?對(duì)葉菜類植物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

多數(shù)葉菜類植物在塑料大棚內(nèi)生產(chǎn)，采用土培、基質(zhì)栽培等生產(chǎn)方式[54]。出現(xiàn)的氣霧栽培技術(shù)使植物根系懸掛生長(zhǎng)，不僅克服了天然土壤所存在的連作障礙及污染等問題，而且也解決了水培中根系缺氧爛根的現(xiàn)象。這種栽培模式不僅清潔無污染，也使葉菜類植物更有效吸收養(yǎng)分，加快生長(zhǎng)速度。趙琴琴等在氣霧栽培和露地栽培兩種條件下對(duì)生菜進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，霧培條件下培育出的生菜品質(zhì)有顯著性提高，它在保證粗纖維含量不變的情況下有效增加維生素C和氨基酸含量[55]。丁一等發(fā)現(xiàn)氣霧栽培條件下香菜的礦質(zhì)元素硒、維生素C含量高于基質(zhì)栽培[56]。

4.3?對(duì)瓜果類植物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

趙蘭等進(jìn)行了奶油草莓氣霧立體栽培，發(fā)現(xiàn)氣霧栽培奶油草莓可以任意選配營(yíng)養(yǎng)液，不受土壤條件的限制，適宜種植的范圍更加廣泛;適當(dāng)運(yùn)用物理方法幾乎可以做到免農(nóng)藥栽培，能夠有效保證奶油草莓的品質(zhì)[31]。趙旭等研究發(fā)現(xiàn)氣霧栽培可顯著增強(qiáng)植株根系的生理代謝水平，從而促進(jìn)根系營(yíng)養(yǎng)吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，提高果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[57]。氣霧栽培瓜果類植物在生產(chǎn)上意義重大，在礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水分供應(yīng)充足的情況下，光合效率一直處于較強(qiáng)的狀態(tài)，能夠?yàn)楣麑?shí)提供更多的碳水化合物，使糖分得到積累[58]。

4.4?對(duì)藥用植物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

Pagliarulo等研究發(fā)現(xiàn)藥用植物在次生代謝產(chǎn)物沒有明顯增加的情況下，生物量遠(yuǎn)高于土培，植物密度大大增加、品種得到優(yōu)化以及多次收割的優(yōu)勢(shì)[59]。我國(guó)學(xué)者也對(duì)藥用植物進(jìn)行研究，高健敏研究香蜂草和碰碰香發(fā)現(xiàn)，在同一營(yíng)養(yǎng)條件下，氣霧栽培的生物量、可溶性糖含量高于土培，游離氨基酸和黃銅含量低于土培，有害物質(zhì)硝酸鹽遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于土培。氣霧栽培藥用植物縮短生長(zhǎng)周期，提高生長(zhǎng)速度和產(chǎn)量，有助于生物量的積累，但氣霧栽培對(duì)藥用植物的一部分主要成分含量降低，影響其藥用價(jià)值[60]。Hayden研究發(fā)現(xiàn)氣霧栽培明顯提高了牛蒡和紫錐菊的產(chǎn)量[61]。因此，在未來的研究中不僅應(yīng)提高生物量增長(zhǎng)而且要提高其藥用成分，為高效培育中藥材提供新途徑。

4.5?對(duì)喬木產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

曾凡清研究發(fā)現(xiàn)氣霧栽培桃樹顯著提高產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)及促進(jìn)果實(shí)提早成熟[62]。安榮以棗樹為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)，氣霧栽培的樹體蒸騰速率較穩(wěn)定，尤其是在雨天，蒸騰速率無劇烈變化的過程，且氣霧栽培裂果率低，能有效保證產(chǎn)量[63]。專家預(yù)測(cè)氣霧栽培在果樹種植上將會(huì)發(fā)生大的技術(shù)變革，取果樹大枝氣霧催根，移入溫室短茬期栽培，不僅縮短果樹投產(chǎn)期，而且可以實(shí)現(xiàn)超矮化小枝組高密度種植，有利于增加果樹產(chǎn)量改善品質(zhì)[13]。

5?氣霧栽培的不足及展望

5.1?氣霧栽培的不足

氣霧栽培中的氣霧快繁技術(shù)近年來發(fā)展迅速，成為一項(xiàng)全新的育苗手段，但氣霧快繁的幼苗根系是較幼嫩的水汽根，移栽到基質(zhì)或土壤環(huán)境要有一段較長(zhǎng)的適應(yīng)性緩苗期，所以對(duì)于移栽地的環(huán)境要求比基質(zhì)培幼苗要求高，一般要有遮陰系統(tǒng)和彌霧增濕系統(tǒng)。徐偉忠等研究證明氣霧栽培的速生楊移栽造林后基本很少有緩苗至死現(xiàn)象發(fā)生，可保證較高的成活率[3]，但不能保證所有林木都能很好適應(yīng)環(huán)境。因此，氣霧栽培模式下對(duì)于植物移栽問題須要進(jìn)一步研究。

大量試驗(yàn)證明氣霧栽培蔬菜和水果等生長(zhǎng)周期縮短，其品質(zhì)指標(biāo)不僅沒有下降，相反礦質(zhì)元素含量還有顯著提高。但氣霧栽培環(huán)境對(duì)藥用植物的藥用成分積累不利，可能是營(yíng)養(yǎng)液配制問題[10]，當(dāng)前營(yíng)養(yǎng)液配制思路僅僅解決了植物必需元素配方問題，對(duì)于植物營(yíng)養(yǎng)健全問題并未真正了解，這是氣霧栽培面臨的主要技術(shù)問題，有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究。

氣霧栽培溫室由于連作、重茬，導(dǎo)致室內(nèi)殘存許多病原菌，如果設(shè)備內(nèi)遺留下的病原體發(fā)病，即隨著營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)流動(dòng)，病毒會(huì)快速傳播，導(dǎo)致大棚內(nèi)其他植物染病。長(zhǎng)期使用礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)液會(huì)在栽培的植物中出現(xiàn)硝酸鹽累積等問題，對(duì)植物生長(zhǎng)不利，應(yīng)該往有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液的方向發(fā)展。

目前氣霧栽培技術(shù)幾乎都是電網(wǎng)依賴模式，在種植過程中一旦遇到任何電路故障問題，直接危害植物正常生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致植物死亡。在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，電力尚不通達(dá)，阻礙氣霧栽培模式的發(fā)展。有必要突破對(duì)電網(wǎng)的依賴，用太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、沼氣發(fā)電等滿足電力供應(yīng)。

5.2?氣霧栽培的展望

氣霧栽培植物的根系懸空生長(zhǎng)，方便對(duì)根系生長(zhǎng)觀察和測(cè)量，也可以輕松收集根系分泌物進(jìn)行根生理指標(biāo)測(cè)定。如美國(guó)亞利桑那州大學(xué)建成了一個(gè)類似房間的根系研究實(shí)驗(yàn)室，科研人員可以在植物根環(huán)境中走動(dòng)和研究，氣霧栽培在科研上具有廣闊的發(fā)展空間。

氣霧栽培是基于工程技術(shù)、生物技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)上的一種新型栽培模式，能夠?qū)崿F(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控、環(huán)境調(diào)控和多區(qū)域的信號(hào)克隆管理，能夠更專業(yè)、更省事、更精準(zhǔn)地管理基地，是對(duì)植物生長(zhǎng)潛能開發(fā)最有效的栽培模式，加上氣霧栽培在空間上的立體利用，在未來植物工廠化生產(chǎn)中具有良好的發(fā)展前景。

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