气雾培及其在药用植物中的应用探索

郑权 刘家水

摘要 气雾培分为人工气雾培和自然气雾培，简单比较人工气雾培和自然气雾培的相似处和不同点，提出气雾培的可改进之处，指出气雾培与水培、基质培结合能降低纯气雾培成本，并对气雾培的后续研究提出一些设想，以期为药用植物气雾培提供参考。

关键词 人工气雾培；自然气雾培；仿生；气生根；药用植物；微小温室

中图分类号 S317 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）10-0103-02

Aeroponics and Its Application Expoloration in Medicinal Plants

ZHENG Quan LIU Jia-shui

（Anqing Medical College in Anhui Province，Anqing Anhui 246052）

Abstract Aeroponics should be divided into artificial aeroponics and natural aeroponics.The similarities and differences between artificial aeroponics and natural aeroponics were briefly compared，the improvement of aeroponics was dicussed，and the combination of aeroponics，hydroponics and substrate culture was pointed out，which could reduce the cost of pure aeroponics.Some future studies of aeroponics were put forward，in order to provide references for medicinal plant aeroponics.

Key words artificial aeroponics；natural aeroponics；bionics；aerial root；medicinal plant；micro greenhouse

目前，无土栽培技术主要有水培、基质培和气雾培，气雾培是最先进的一门无土栽培技术。气雾培简称雾培，也叫空气栽培，是以雾化营养液满足植物根系对水肥需求的新型栽培方式，目前通常定义为将植物根系置于空气或气雾环境中，利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状直接喷射到植物根系，使根系获取水分、氧气及营养[1-6]。

在大自然中，有很多植物不是生长在土壤、水、基质或营养液中，而是长在悬崖峭壁或石缝里，有的附生在岩石或大树树干上，靠气生根从空气中吸收水分、养分和空气。“高山云雾出好茶”是山区人民长期从事生产的经验总结，也是大自然中气雾培实例。安徽黄山盘根于石的黄山松、“高山云雾出好茶”“高山云雾出好药”等现象，都证实了自然气雾培的存在和雾培植物品质优良的特性。雾培（空气栽培）其实是人类受自然造化启迪，人为创造出的水、肥、气共存环境使植物根系生長加快的一种技术[7]。

1 气雾培的分类

气雾培分为人工气雾培和自然气雾培。自然气雾主要是在一定温度、湿度及一定空间环境中水分蒸发遇冷自发形成，不是通过人工或机械喷射产生。高山云雾是自然气雾，原始森林有自然气雾，温室大棚里也有自然气雾。当温室大棚内湿度超过一定程度，中午前后在太阳光照射高温闷棚情况下，会产生大量气雾。通常这种气雾被视为农业生产中的不利因素，因为其不仅影响作物光合作用，而且湿度过高，易导致作物腐烂、病菌蔓延。但若是对这种气雾善加利用，化弊为利，种植一些喜阴湿、耐高温的药用植物，则效果良好。

2 人工气雾培与自然气雾培比较

2.1 相同点

2.1.1 植物根系发达。当空气湿度适合根原基发育时，气生根就会自然地形成[7]。人工气雾培将植物的根系完全置于气雾环境下使其具有最充足的氧气与最自由的伸展空间，使根系在毫无阻力的情况下生长[8]，会产生大量的气生根；如果是水气培，会同时长出气生根、水生根、陆生根3种根。自然气雾培中有一部分植物会产生气生根，从空气中吸收水分、氧气，达到旺盛的呼吸代谢状态，为根系吸收水分与营养提供更多的能量。同一植株，有陆生根和气生根2种的比只有陆生根的生长得快，例如薄荷水气培长出陆生根、气生根、水生根3种根，较其他栽培方式长出1种或2种根的植株长势好。

2.1.2 雾培植物品质优良。云南省文山州广南县铁皮石斛仿野生种植，是把石斛种在具有原始森林特有气候条件的石头和大树上，根部用少量黄泥固定，在大自然气雾环境中自由生长。仿野生种植的石斛采摘后，不论是价格还是品质，均高于大棚基质培石斛。

2.2 不同点

2.2.1 生长速度。自然气雾中能够被植物直接吸收利用的营养物质较人工气雾少，而且气雾时有时无，导致自然气雾条件不稳定。因此，人工气雾培植物较自然气雾培植物生长速度快。人工气雾培能满足植物对水、肥、气、温、光的要求，有着土培、水培和基质培无可比拟的优势。例如人工气雾培能实现短期内速生快繁，且气雾的重量轻，适于开发在太空使用的气雾培系统，可使宇航员在国际空间站食用到新鲜蔬菜。

2.2.2 气雾主要成分。人工气雾中营养物质可以按需供应，不同植物采用不同配方的营养液，植物生长需要的元素较全面；自然气雾以水、二氧化碳和氧气为主要成分，植物生长需要的大量元素和微量元素需要依靠土壤、基质或营养液补充。

2.2.3 气雾可控性。现代智能化气雾栽培设备有叶雾控制、叶肥控制、母液控制、清水控制、根雾控制、气肥控制、降温控制、补光控制等分控系统，还有叶片温度、根系温度、环境温度、营养肥EC、环境降温系统等感应检测器。物联网系统通过安装在大棚里的传感器，可以实时监控大棚内的温度、光照、湿度、pH值等数值。管理人员只需在电脑上进行选择，就能控制气雾的产生和实施。而高山云雾、原始森林气雾这类自然气雾，因为敞开空间过大，时有时无，气雾不可控。微小温室中的自然气雾虽可以控制，但是目前尚无专业人士对其进行研究利用。

2.2.4 纯粹性。自然界中的气雾培从来不单一纯粹，总是和土培、水培和基质培有机结合在一起。人工气雾培可以单一纯粹，也可以和土培、水培或基质培结合，或称为半气雾培。

2.2.5 雾培地点。人工气雾培可在阳台露台、海岛、石山、南极、北极、太空、荒漠等不适宜一般农业生产的地方进行作物生产。自然气雾培地域视类型而定，高山云雾、原始森林气雾只能在山林环境中产生，微小温室中的自然气雾培则随处可用。

3 人工气雾培可改进之处

3.1 技术问题

纯气雾培作为一种最先进的全新无土栽培模式，目前尚未普及，在实际操作中常有相关技术问题出现，例如断电、喷头堵塞、智能系统出现故障等，因而在装置设施、技术管理和营养液配方等方面有改进和提高的空间。

3.2 成本

当前气雾培设施投资较大，后期运行费用也较高[9]。进一步降低设施投入和生产成本是气雾培农业推广发展的必由之路[10]。很多人接触过水培、基质培，却没有尝试过气雾培，甚至根本不了解。在无土栽培技术中，水培、基质培和气雾培各有优势和缺陷，只有有机结合，才能扬长避短。气雾培与水培、基质培有机结合，较纯气雾培成本大大降低。

3.3 雾化方式

现在国内普遍研究的是人工气雾培，目前被更多地应用于高科技示范园或观光园的建设中。常见的栽培设施有金字塔式、苗床式、立柱式和管道式，雾化方式有加压雾化或超声波雾化，需用雾化喷头，也可尝试其他出雾方式。

3.4 气雾位置

在人工纯气雾培研究中，喷雾位置基本集中在植物根部，但气雾培并不等同于根部喷雾培。目前，药用植物资源面临野生资源枯竭的局面，探讨适合于药用植物高产、优质、高效的栽培模式是大势所趋[11]。

气雾培与土培、水培、基质培结合，可以改变气雾位置。一是根、茎、叶全在气雾中，例如广南铁皮石斛仿野生种植，根、茎、叶大部分均裸露在自然气雾中，而不仅是根在气雾中。二是茎、叶在气雾中，根在水和基质中。早期的喷雾培就是如此，主要是水雾。三是根部分在气雾中，部分在水中或营养液中，即水气培，或称为半气雾培，已经有很多成功例子。四是根部分在气雾中，部分在基质中。目前，国内外出现多种新型种植箱体，在箱体与基质之间有很大空间，可补充营养液气雾，但栽培效果有待观察。五是根部分在气雾中，部分在水和轻质基质混合液中，补雾同上。

4 发展思路

4.1 气雾产生方式

目前，人工气雾培产生气雾的方式主要是噴雾。研究雾培农业机械的专业人士可参考用光伏太阳能加热或冷热对流产生类似浴室中气雾弥漫的效果，液体电蚊香器通过电子恒温控制系统产生蚊香气雾，向灼热的金属块、石头、木炭泼冷水或溶液产生气雾等常见的现象，创造温暖且不灼伤植株、雾温20～28 ℃的气雾环境，促进植物生长速度加快。

4.2 营养液

人工气雾培并不是不施化肥和农药，用于产生气雾的无机营养液就是添加微肥的高级复合化肥溶液，但无机营养液雾培存在一定的污染。气雾培使用有机营养液更符合人们现在比较推崇的绿色生态农产品需求，而且可以废物利用，环保不浪费，但有机营养液使用和处理较无机营养液难。首先在喷雾之前需要过滤处理，以免造成喷雾头堵塞[12]，若在封闭的A字架式等雾培装置底部放营养液盘或槽，用加热或其他方式出雾，则有机营养液不需要过滤处理，也不用区分软水、硬水，目前人工气雾培技术中硬水需要处理后使用。当然，有机营养液和无机营养液配合使用，可使植物可吸收的营养元素更全面。

4.3 尝试试验

近年来，家庭园艺爱好者流行“闷养”多肉植物，“闷养”其实就是自然气雾培与土培或基质培的结合。受此启发，笔者尝试闷养薄荷、生菜、火龙果、百香果、佛手瓜幼苗。经过观察，在微小温室中自然气雾可以部分利用，冬季蔬菜如西芹、雪里蕻等在这种气雾中种植效果较好，质嫩、生长速度加快；茼蒿、生菜、苦苣却出现烂叶。这种方式可能只适合在秋冬季、初春时节或寒冷地区应用。夏季气温高，将方体型的微小温室揭罩倒放，将花盆置于其中，其具有轻便、可移动和任意组建立体栽培等特点，较大型温室有优势。家庭园艺栽培用微小温室进行自然气雾培，花费低，易管理。

闷养盆薄荷于2017年10月扦插，较另2盆用沙培和腐叶培的薄荷（对照）推迟2个月扦插，而且枝条取自其中一盆母株。2017年12月，观察到闷养薄荷4个伸出的茎节上萌发出白色气生根，且出现气生根后1个月左右，生长茂盛；而2个对照（没有闷养容器）未出现气生根。这说明在高湿气雾环境中才可能出现萌发气生根的现象，且扦插成活后，生长速度较对照快。

4.4 药用植物

将多肉植物和薄荷“闷养”经验推广至石斛与其他药用植物种植时，在调控气雾浓度和湿度方面仍需进一步研究。对同一种药用植物，可尝试人工雾培、自然气雾培，还可尝试以自然气雾培为主、营养液气雾辅助的混合雾培方式。将气雾培与土培、水培和基质培组合混搭，进行对比试验，筛选适用于药用植物的雾培方式具有重要意义。通过网络、电视报道、农博会和高新科技园展示的雾培农产品，如空中结薯、草莓天瀑、番茄树、南瓜王，可以看出气雾培技术已引起越来越多人的关注和兴趣，不少园艺爱好者和有经济实力的业内人士表现出了浓厚的兴趣。随着气雾培技术的深入研究及技术完善，成本进一步降低，其在农产品和药用植物栽培上的应用前景将更广阔。

5 参考文献

[1] 吕炯璋，桑鹏图，李灵芝，等.不同营养液配方与浓度对番茄幼苗生长的影响[J].山西农业大学学报（自然科学版），2010（2）：112-116.

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[3] 沈宝宇，刘广晶，赵晓丹，等.气雾栽培黄瓜营养液配方中不同硝铵比对产量与品质的影响研究[J].安徽农学通报，2011，17（9）：90-91.

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[10] 李思存.浅析气雾栽培的技术优势和技术改进空间[J].甘肃农业，2013（12）：3.

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[12] 周贺芳，张雯.气雾栽培中常见问题及解决方法[J].长江蔬菜，2014（1）：36-38.