摘要：气雾栽培是一种新型植物栽培方式，它采用营养液雾化的形式提供植物生长所需养分，克服植物生长过程中供氧、供肥的矛盾，易于塑造各种栽培景观。主要阐述了气雾栽培的特点以及在农业嘉年华中应用形式，分析气雾栽培的不足和展望该技术未来发展前景。
关键词：气雾栽培；农业嘉年华；种植技术
农业嘉年华是我国都市农业的一种新业态，它集科技、观光、科研等于一体，向人展示出现代农业的魅力。气雾栽培技术是农业嘉年华中的亮点科技，相较于传统土培及普通的水培，它最大的特点是可以让植物根系彻底摆脱介质的束缚，直接暴露在空气中生长，通过营养液雾化的形式提供植物生长所需养分，克服植物生长过程中供氧、供肥的矛盾[1]，易于塑造各种栽培景观，未来发展前景广阔。
1气雾栽培与农业嘉年华的定义
1.1气雾栽培
气雾栽培是无土栽培的一种新型栽培方式，它根据植物生长过程中的水肥需求，利用自动化控制系统将雾化的营养养分间歇性供应于植物根系，保证植物正常生长[2]。
1.2农业嘉年华定义
农业嘉年华是都市农业演变而来的一种新模式，它以农业产业作为基础，融入高新农业科技、当地民俗文化以及互动体验等多种元素，打造的集农业、科技、观光、培训、推广、生产等多功能的农业综合体。
2气雾栽培系统简介
气雾栽培设施由栽培系统和营养液循环系统两部分构成。
2.1栽培系统栽培系统
一般由：定植板、定植杯、支撑骨架三部分组成，根据种植品种、气候环境或者设施功能定位的不同，选择适合的材质进行栽培主体的外形设计[3]。常用气雾栽培模式有梯形、A字形、圆柱形、六边形、悬挂式气雾培等几种。A字形及圆柱形（如图1所示），是气雾栽培模式中种植叶菜类常见的栽培模式，兼具产量与观赏性，可用于工厂化生产。一般以聚苯板（或铁网外覆黑白膜）为定植板，钢结构为骨架，焊接成A字（或圆形）的龙骨。将植物根据适合的株行距定植在聚苯板外侧，常种植叶菜类如紫油菜、乌塌菜、紫生菜等，株距一般为10~15cm，行距15~20cm。根系裸露在设施内部，通过预设营养液雾化供给系统进行水肥供应。梯形（如图2所示）、六边形为A字形气雾培的进化版，该类种植方式的设施顶部设计成一个平面，种植植物时除了可以在两侧种植叶菜之外，还可以在顶部种植番茄、黄瓜、土豆等植株较高的植物种类。悬挂式气雾培（如图3所示）主要以观赏为主，造型奇特观赏性强，空间利用率高。该种栽培方式骨架结构复杂，一般为圆形，根据空间大小可调整高度及层数，温室内一般为3层、高4.5m。定植部分也与一般的气雾栽培设施不同，它由多个定植单体组合而成，每个定植单体由吊挂锁链、PVC定植管、亚克力管箍构成，种上各色植物宛如一根根悬挂在半空中的彩色植物风铃管。
2.2营养液循环系统
营养液循环系统主要包括水泵、过滤器、给回水管道、储液池、雾化喷头和自动控制器。营养液存储于储液池中，水泵启动后，营养液经过滤器滤除杂质，通过雾化喷头形成水雾供给植物根系，剩余的营养液则通过回液管道回流到储液池中，实现营养液的循环使用。水泵的启停、水位控制及供液间隔时间通过控制器及液位控制器进行全程自动化控制，杜绝了因人员疏忽未注意储液池水位过低、没及时断电导致水泵空转电机烧毁的问题，自动化程度高，且降低劳动力成本。
3气雾栽培在农业嘉年华中的应用
3.1生产展示、技术推广
3.1.1节水、提高肥料利用率、缩短植物生长周期[3]
节水灌溉一直是农业生产上的重点工作，滴管、微喷、膜下灌溉等技术也逐步替代了大水漫灌，大大提高了水资源的利用率。但无论是哪种灌溉方式，只要是土壤栽培，都必不可少地会造成水资源的浪费。水流过土壤，除了被植物吸收，还会因蒸腾作用向空中蒸发，被植物吸收的部分十分有限，而气雾栽培水分通过雾化喷头直供植物根系，未被吸收的水分汇集到设施底部，通过回液管道回流到储液池中，设施内部及储液池全部作防水处理，整个给水系统几乎处于完全密闭的环境之中，最大程度地减少水分的无效蒸发及渗透，只有被植物吸收的水分通过植物生理代谢及叶片的蒸腾作用才能返回到大自然之中。植物对肥料的吸收是以离子交换的方式进行的，因此植物吸收养分的效率与根系周边离子浓度、含氧量等很多因素有直接关系。常规土壤栽培肥料不仅会随水分流失，而且肥料浓度也会因土壤含水量的不稳定而导致无法保证根域环境的最佳离子浓度。水培虽然可以保证根域的离子浓度，但水中含氧量有限，对植物的呼吸作用有较大影响，从而在一定程度上影响植物对养分的吸收效率。气雾栽培通过雾化喷头把营养液通过水雾方式直供植物根系，既可保持最佳离子浓度，也可提供植物生长需要的氧气环境，极大地提高了肥料利用率，进而缩短了植物的生长周期。
3.1.2立体栽培，空间利用率高景观效果好
气雾栽培可以开发竖向空间，极大提高单位产量，而且充分利用光能，便于自动化管理，能减少人工成本。气雾栽培在增产的同时，且不受水肥供应约束的特点，易于景观造型，可充分发挥设计师的艺术创造能力，创作出形态各异的作品，展现植物的美。
3.1.3避免植物连作障碍，减轻因使用化肥农药造成的环境污染[4]
气雾栽培的水肥供应系统具有可循环重复利用的特点，整个水肥供应-回收-再利用是一条闭合的线路。因此，只需定期在水肥供应系统中的储液池进行臭氧或紫外线消毒，即可保证植物根系的病虫害防治，完全不会出现土壤中常见的连作障碍及各种土传病虫害。所以气雾栽培可以预防根系病虫害，降低农药用量，有效解决农药残留等安全问题。
3.1.4可解决植物根系因缺氧问题引发的各类病症，提高喜氧植物的成活率及增加产量
气雾栽培种植的植物根系裸露在空气中，氧气供应充足，对一些需氧量比较高的植物种植有很大优势，利于该类植物品种生长。
3.2科研以及研学教育
气雾栽培最大的特点是可以使植物的根系直接暴露在空气中生长，便于科研工作者观察植株地上与地下部分的生长关系，收集根系分泌物，推动植物根系科学研究的发展。在校学生可直观地观察课堂所学根系部分的知识，同时开展实践课程，提高学生们的实际操作能力，对帮助学生科普现代农业技术有很大的益处。
3.3艺术造景，提升植物观赏价值
农业嘉年华是集农业生产、观光、研学等为一体的综合型园区，而众多的农业科技之中最能展现植物美感的技术便是气雾栽培。因其水肥供应的特点，可以让景观设计师最大程度地展示艺术造诣，创造出各种形状的植物景观。同时气雾栽培的土豆等根茎类品种[5]打开了人们对植物生长认知的新天地，感叹植物世界的奇妙。
4气雾栽培技术存在的问题
4.1一次性投入高，维护成本较大
气雾栽培生产设施虽然并不复杂，但构成系统的原材料价格较高，设施安装费贵，相较于传统土培的近乎“零”投入来说，种植设施投入太高，且气雾栽培需要比较稳定的生长环境。因此一般在设施内进行生产或展示，除栽培设施投入之外，还要负担农业设施的投入，综合成本高。投入生产后，为保证植物的健康成长，需要不停地进行调节室内温度、湿度、光照、水肥等环境。所以，无论是农业设施还是栽培系统，都需要定期维护修理甚至替换，运营成本相对较高。
4.2对管理技术要求较高，具有生产技术能力的人员少
气雾栽培技术是比较专业的农业生产技术，需要从业者具备相应的理论及实践经验，方可参与管理种植。虽然我国是农业大国，但对气雾栽培的研究尚浅，市场未普及、从业人员少，只有少数涉农高新企业及政府科研单位对此有深入研究，加之许多人对农业有很强的排斥心理，导致专业技术人员极度匮乏。
4.3系统对电力依赖严重，规模化生产需配备备用电源增加成本投入
无论是环境控制系统还是水肥供应系统，都需要通过电力发动，一旦出现电力供应不足，通风系统、降温系统、遮阳系统、水肥供应系统等将全部瘫痪，光、肥、水、气等哪一项调节不到位，都会造成轻则减产、重则死亡的后果，更不用说所有调节系统全部失灵。因此，采用气雾栽培进行蔬菜规模化生产时，通常都需要配备发电机，以备不时之需。
4.4市场生产经验欠缺，适合生产品种数量少还需摸索
目前市场通过气雾栽培技术供应的品种以生菜、油菜等速生型叶菜为主，天葵、马兰头、养心菜等少养生菜为辅，何首乌、太子参、桔梗等中药材仍处于实验生产阶段，尚未大面积普及。
5结语
我国农业生产力水平尚处于高速发展阶段，与发达国家相去甚远，故应大力进行先进科技示范推广。气雾栽培虽然在生产上未能大面积应用，但在观光、科技、休闲等各类农业园区中已经被广泛应用，并得到了人们的高度认可。相信随着人口老龄化的加剧，农业科技的不断提升，产量高、品质好、空间利用大、自动化程度水平高的气雾栽培会有一个美好的未来。
作者：郭显亮 傅长智 卢晓斌 单位：北京中农富通园艺有限公司