连栋温室果蔬菜气雾栽培基地建设项目可行性研究报告79页.docx
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2024-09-13
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1、连栋温室果蔬菜气雾栽培基地建设项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月连栋温室果蔬菜气雾栽培基地建设项目可行性研究报告建设单位:XX建筑工程有限公司建设地点:XX省XX市编制单位:XX工程咨询有限公司20XX年XX月79可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位:XX工程咨询有限公司资格等级: 级证书编号:(发证机关:中华人民共和国住房和城乡建设部制)编制人员: XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目录一、项目概况7(一)气雾栽培的发展历史及国内外概况7(二)气雾栽培项目的理论基础(植物的气雾生理学)12环境是基因表达的先决条2、件,是农业技术的关键12四具有线性生长的规律:26五气雾栽培植物的抗性生理27六根系的微生态发生变化30七根系的再生生理31八气雾培的矿质营养吸收生理331、 养心菜、养肾菜等国内稀有叶菜品种的培育。在此基础上,364、 蔬菜立体式栽培的研究。36(四).经费预算及预期效果3630亩温室气雾栽培总投入:330万元。37二、项目背景372.1资源背景37人地矛盾日益突出影响社会经济的可持续发展372.2产业背景38“菜篮子”工程牵动千家万户382.3技术背景391效率低下391节约土地、水等资源402提高农业生产的自然防御能力413提供安全、营养、洁净、优质平价蔬菜41三、开发目标和实施内容423、3.1项目实施后达到的目标(技术与产品)423.1.1 立柱式气雾栽培技术42植物生长计算机控制系统43物理农业技术453.1.4产品概述463.1.5优质蔬菜46草莓483.2项目实施具体内容:493.2.1生产基地条件493.2.2基地的选择和租赁493.2.3连栋塑料温室建设493.2.4基地建设周期49项目的示意图及应用效果591示意图592应用效果图603.2.7生产流程613.2.8产品包装与运输631.包装632运输64四、项目的技术方案64:主要技术方案简介641气雾栽培642.物理农业66(1)声波助长技术67(2)空间电场防病促生技术67(3)等离子体种子处理技术67(4)4、植物声频促生技术68(5)种子磁化促生技术68气雾栽培的先进性评价及发展优势71五、项目实施地点和基础条件731. 项目实施的具体地点:江西省xx市xx乡xx村xx小组。73六、项目实施组织和进度安排74七、项目考核指标77八、项目经费预算781、 设施大棚每亩30000元计算,10亩面积需投入:30万元786、 不可估算的投入大致以10万元计。79九、经济、社会、生态评价81一、项目概况蔬菜工业化生产的探索已有半个多世纪的历史,尝试的模式与方法也较多,但总体来说是沿袭了以下的发展过程,从露天到保护地,从保护地到人工环境,从土壤到无土基质栽培,从无土基质栽培再发展到水培,其间包括管道化的蔬菜工5、业,再就是到这里提出的气雾工业。所谓气雾工业它是农业生产与栽培模式转型发展过程中,迄今为止最为先进与实用的技术,也是能使蔬菜工厂实现生长与生产最大化的新方法。气雾技术不仅仅是使蔬菜植物的生长环境从水与土壤中解放出来,更重要的是它可以让平面耕作轻松地发展成为空间立体耕作的模式,是对温光水气营养设施等资源的最大化的运用,更是工厂化集约化生产环境创造的最佳模式。所以气雾蔬菜工业是最为先进的蔬菜工业化生产技术,以下将系统化地进行介绍与阐述,让大家对气雾蔬菜工业有更为详尽的了解,让大家能迅速掌握并用于生产。(一)气雾栽培的发展历史及国内外概况植物长在气雾当中,并不是人类的发明,其实是自然造化给人类的启示6、,在大自然中,有许许多多的植物就不需基质与土壤而直接生长附生于岩石及树皮上,其至根系直接悬长于空中而形成壮观的气根世界,这些根最后成熟膨大与盘根错节,成为现代雨林气候原始森林的生态景观,特别是生长于高湿雨林条件下的榕树,气根是它抗拒自然与适应自然所形成的生态适应性特征与形态的演变。从植物的起源来说,最早的植物是由原生态植物藻登陆后成为蕨类植物,许多蕨类植物就是以假根的方式附生于岩石上,从某种角度来说,它也是一种特异的气生根。还有现在还大量存在的攀崖类植的,它也常常具备遇高湿环境易于节部长出气生根的特性,还有从多的兰科植物,是一种附生于岩石或树皮上的气生兰,根系在空中起到吸收水份与营养元素的作用7、。其实生长于土壤中或沙漠中的植物它都有较大的空气间隙以满足根系对空气的需求,土壤颗粒也只是起到保持湿度与营养的作用,如果土壤间隙被水完全浸渍,根系会因缺乏空气而窒息而死,说明根系对空气的依赖性是进化过程中自然形成的,而且对空气中氧气的需求是不可或缺的,否则会导致生长不良而死亡,就如恐龙的灭绝曾经有种猜想,因为恐龙时期地球空气层中氧气的含量原来是30%以上,后来由于气候地质及环境的变化使氧气含量成为21%左右时,它因窒息而死的灭绝过程是一样的道理。所以植物生长的根域环境中,空气中氧的需求还是关键,从进化角度来说,植物登陆进化到现在千万种植物的分化,都是在空气含量充足的过程中完成的。所以当空气中湿8、度适合于根系或根原基发育时,这些气生根就会本能性地自然形成,这现象在热带雨林气候中就特别的多见。由此可见,空气栽培是植物进化过程中以及现存的特殊生境下,都会自然发生与形成的一种生态适应性表现。而它在生产上的运用也就是人工生境的创造,为根系形成发育创造最适的氧气水份营养环境的一种技术。在人工气生生境的创造利用进行气雾栽培源于上个世纪四十年代,美国为了在和平号空间站上建立生命支撑系统,而首次构思运用的气雾技术进行蔬菜植物的种植,是空间技术研究的一个重要课题。在失重的空间用常规种植方式进行植物的栽培,不仅仅是操作不便利用率低,而且水肥的资源浪费及回收循环利用也较难,为了在窄小的空间内建立生命支撑系统9、以完成空间站内生态的平衡及人类新鲜蔬菜植物的需求,必须构建以植物代谢生产为中心的生命与食物支撑系统,利用植物的生物代谢转换氧气与吸收废气,保持良好的空气质量,人体活动放出的二氧化碳成为植物光合转化与释放氧气的主要原料,也成为微环境气候创造的生命支撑体。美国科学家率先大胆地设计了气雾种植系统,解决了植物在失重情况下对肥及水的获取问题与人们的管理栽培问题,同时也使运载的材料空间大大缩小,人可采用轻巧的气囊设计构建种植模型,可以折叠式的轻巧化的载入空间站,再行充气种植。目前,这种气雾栽培已成为空间站研究植物生长发育的主要模式,而且在雾化技术上也有了很大的发展与改进,气动雾化或超声雾化得以了有机结合,10、使雾栽培在空间站的发挥达到了尽致。从上世纪的八十年代启,一些商业运作者开始思考与运用雾化技术构思生产性的发展计划,在植物的克隆上开始偿试与运用,特别是对于一些较难生根的植物,产生了极好的生根效果,于是一种所谓“克隆机”的产品开始在生产上运用,为种苗的培育开发了一条新的路径,那就是气雾无性繁殖法。在生产蔬菜与药草上的运用,最早是以家庭生产的迷你型系统为主,到现在以设施大棚为基础的大型气雾生产基地渐渐形成,而且产业化的趋势越来越明显。美国利用气雾技术建立的番茄工厂,就是气雾栽培的一种产业化运用,以色列近年开发与运用的商业化基地也越来越多,这种方式更适合少水干旱地区的生产,它的节水性更强,而且可以做11、到正常的零排放,日本叫喷雾耕技术,也正在快速地发展着,特别是利用它进行番茄的高糖度栽培,已在生产上得到普遍的认可与形成规范化的生产规程。新加坡则是以立足城市市区农业为主,发展家庭或庭院型的小型气雾培生产绿化装置为主,为城市绿化美化及市区农产品的生产提供了最为高效与便捷的技术支撑,可以在楼顶阳台公共场所任何地方建立雾培系统,进行立体化的高效生产,为减缓新加坡农产品的供给作出极大的贡献。气雾栽培从束之高阁到普及运用,到少有人知而成为农村农民的一种实用型新技术,其间的发展也经历了以下几个阶段,从利用它作为研究植物根系分泌物及根构形态到成为教育及实验室科研工具,到用于商业化的植物克隆,再到大面积地运用12、于种苗工程与生产性产业化发展,前后经历了数十年的发展历史。我国最早把气雾栽培主要用于马铃薯脱毒种薯培育,而且是简易的设施与简单的定时控制条件下进行,但也没有达到产业化发展的程度,只限于少部份科研院校的研究所需,根本没有商业化标准化的配套设施与设备。随着根系科学这门学科的兴起,利用它便于观察根系生长与提取根系分泌物的优点,进行了实验型设计的雾培研究,也没有让其成为一项重要的生产性的技术。一直到种苗工程上取得很好的无性生根效果后,才开始商业化雾培殖种苗技术的研究,在美国开发了各种各样称之为克隆机的种苗生产系统,但也没有进行大型基地或设施设备的专业化开发,只作为生产的一项辅助技术在运用,其间大家利用13、该系统进行了数百种植物无性快繁的应用研究,取得了极好的效果,对于它的产业化推动起到了较大的促进作用。各种各样商业化克隆机可以在市场上见到,或者利用小型的克隆机进行家庭式蔬菜的生产,这方面在美国较为普及而且运用走在了前列。以色列对于气雾培的研究运用也是从克隆植物,特别是在研究桃的无性生根过程中,获得了极好的效果,才引起了众多研究及生产者的重视,现在以色列开发的一种集装箱式的高度集约化的移动式植物工厂,其实也是利用了气雾培技术,在一个不大的集装箱内,可以生产出令人惊叹的产量,这就是立体化多层次的闭锁型气雾生产系统,也可以叫做未来城市生活机,能利用不大的空间生产出数十上百倍的平面面积产量。新加坡是从14、天台农业发展过程中,需要充分利用空间而开始重视气雾培的研究运用,但它在新加坡的发展较快,已成为城市农业发展的一种重要模式。在非洲一些少雨且高温的地区,也开始利用避雨棚或防虫网保护设施进行蔬菜的气雾栽培,这也是基于气雾培省水且耐高温的特性而引起人们研究与生产的兴趣。在日本发达的水耕业基础上,最近掀起了喷雾耕栽培,许多原本水耕的农场也开始改造成气雾耕农场,它可以比水耕投入更少的能源,产出更高的效益,所以也渐渐成为该国无土栽培发展的一个方向。在我国,这领域的起步较晚,这与农业基础薄弱工业落后有关,因为气雾栽培是一种新型的无土栽培技术,它所涉的设施与技术都得依托于高科技的工业支撑。但气雾的高效性与便捷15、性也成为许多行业老板的关注,所以它在我国的发展速度将会更快,而且将为成为世界上气雾培面积最大的国家。气雾培在生产上具有广阔的运用,据近年的生产研究表明,气雾培技术几乎适合于所有的植物生长,甚至是水生植物,它的广谱性是其它任何一种先进技术所不能相比的。所以气雾技术将成为农业革命史上的又一次伟大跨越,把它定名为第四代农业一点也不过份,它的的确确能使以往的技术发生一次质的跨越与改变,是革命性与普遍性的技术创新。(二)气雾栽培项目的理论基础(植物的气雾生理学)气雾栽培技术以及利用它所构建的蔬菜工业,为什么如此的诱人与令生产科研者为之兴奋,为之投入,关键在于它具有能使植物生长潜能最大化发挥的优势,能使单16、位面积产量数倍提高的发展空间。以下就其为什么生长快速的角度进行综合的剖析,将从生理、原理上得以证明。环境是基因表达的先决条件,是农业技术的关键农业生产技术从某种角度来说就是环境技术,包括气候环境及水份营养氧气环境,其中气候环境的不同,形成了适于各种气候生境的植物,它们在形态特征,生理生化上也表现出相适于这种气候与环境的生态表现型,所以地球上形成了千千万万种不同种类与类型的植物,其中环境是影响进化与物种形成的决定性因素。那么同一物种在不同的环境下是不是也会有不同的表现与特征,甚至是生理之变化呢?这方面在研究植物的生态适应性上已得到了充分的证明。植物器官的形成以及某些代谢的进行都会因环境而变化,这17、也是植物具有高度自协调自适应自组织行为的表现。人们遵循着它的适应性变化,以及环境对植物生长的影响,创造出各种各样的农耕方法与技术,让植物生长往最有利于人类需求或生产要求的方向发展,这就是农业技术的作用。如农业生产上最简单的中耕与除草,就是为了给作物创造疏松的土壤环境,让根系处于氧气充分的土壤中生长,同时除去杂草可以减少草对作物的水肥的竞争,让植物获到更多的水份与营养。增施有机肥的作用除了给植物提供生长所需的营养外,还可以培殖土壤微生物生态群落,让土壤在微生物及有机腐殖质的作用下形成良好的团粒结构,从而优化了根系的生物环境、化学环境、物理环境,让根系处于肥水气都较为充足的环境下,从而促进了作物的18、生长。适时的施肥灌水制度是为了及时为栽培作物提供阶段发育所需的各种营养与水份。设施大棚等保护地模式种植,主要是为了给作物创造最适合的温光气热环境,也是一种人工环境技术。所以从某种角度来说农业生产技术就是通过综合环境因子的改良,达到促进作物生长与发育的目的,为人类提供更多更优质的农产品。不管是哪种技术的革新,它都是围绕环境优化而展开,如无土的营养液栽培技术,主要是优化植物根域的肥水气环境,让蔬菜植物生长于透气性更好的基质中或者水份及肥的获到更直接的营养液中,通过这些改进而使其有更高于土壤栽培的生长速度与生物量。那么气雾栽培也是一样,它也是通过对根域环境因子的综合控制而达到促进生长提高产量的目持。19、所以说环境是基因型表现与表达的前提,只有优化环境方可以让优良品种的种性得以充分表现,而且一些在平常土壤环境未能表现的基因,在人工优化的环境下也可以得以体现。环境是基因表达的动力,不管是外环境的温光气热,还是根域环境的氧气水份与营养都成为影响植物生长的主要因子,而且它的变化都会直接影响到表现型。比如水环境可以让适合于水生的基因启动,让它来适应淹水或者高湿的水环境,如是生长于干旱的情况下,又可以使叶片变厚,蜡质更多,根系更深更发达,形成了适于干旱条件的形态特征与发育表现,还会影响到各种生理生化与代谢。如淹水环境促成了乙烯物质形成,干旱使体内脱落酸含量骤升,从而又导致生长受抑,气孔关闭,甚至休眠等现20、象产生。同样的基因型品种,不同的环境下,它表达的基因,以及表达的充分完全程度都是不同的,而且许多植物都存在着两套性状相对的基因,具体生长过程中哪些基因表达,哪些关闭则由环境所决定,所以植物对环境也存在着较广的适应性,也叫做生态适应性。蔬菜植物生长于基质或陆地与生长于水中或气雾中,它们表达与表现的性状都是有所不同的,而且都自组织的形成最有利于环境的性状表现,这也是自然进化的基础,也是植物生存的一种本能调节。环境的优化是植物潜能激发的关键在同一个地区,在相同的气候环境或人工模拟环境下,植物生长速度的快慢主要是由根域环境的优化与否所决定,在蔬菜作物的栽培过程中虽然可以利用设施大棚的技术进行环境的调控21、,给蔬菜作物的生长创造适合的温度、湿度、光照、二氧化碳等,但这些环境的最适化调节往往需要消耗大量的资源与能量,或者需要配套各种设备与设施,这些措施虽然也成为当前设施栽培的主要管理因子,但它对作物提高生长的潜能也存在着一定的局限性。所以环境的创造人们开始原本仅仅以地上环境创造为主开始转向地下根域环境的研究,在传统耕作情况下,常因土壤因子的复杂性而未能进行各项影响因子的最优化研究,只能作些简单的措施,如加强肥培管理,加强土壤的耕作与墒情管理,但终究因土壤环境的复杂性而未能达到最优化的程度。究其土壤的功能,主要有以下作用,一是支撑固定作用、二是提供肥水与土壤间隙氧气作用,三是微生物生存的场所,四是对22、各项因子的缓冲作用。针对这些作用机理,进行生长要素分析,培育微生物充足,而且物理透气保湿性良好,肥水适宜的土壤环境就成为农业生产土肥水管理的关键,它成为作物丰产的基础。而现代环境技术完全可以按照植物生长对肥水气的要求创造更优于土壤的环境,而且是更易于调控的环境,这样就为植物潜能开发实现更加快速的生长创造了更为有利的根域环境。气雾栽培是让植物的根系悬长于充满液雾的空气中,同样能为根系创造水肥气环境,而且各项因子都可以得到最大化的供给,不像土壤或基质栽培,各种因子间的交叉影响较大,难以实现每个因子的最优化,比如说,土壤中水份多了,土壤间隙的空气就受挤外排,氧气的供给就少了,如果土壤空隙大又会影响水23、份的保持,就像沙漠又会造成蓄水差易干旱,肥也同样受到水份的影响,当施下去的肥没有水份的稀释常会烧苗,如果水份过多的冲刷又造成渗漏与浪费,所以说各因子的相互影响成为调控优化的难点。近年,虽然也演生出较多的新型栽培模式与灌溉施肥技术,比如有机基质无土栽培、岩棉培、沙培、珍珠岩培等新技术,可以使基质的透气性与保水性都能满足,但根系对肥水的吸收总归还存在着间接的需要移动的吸收或者根系必须在基质中进行穿透伸展地吸收,未能达到直接与高效利用的目的,这就是无土基质培尚存的不足。而水培则可以改变吸收的间接性,可以让根系直接接触营养液进行直接的高效利用与吸收,但问题又会出现,那就是水中的溶氧不能达到最优化,氧气24、是根呼吸转化能量摄取水与营养的关键,当氧气不足时,根系吸收效率就会大大降低,尽管是泡渍于营养液中也会出现因缺氧而造成的生长抑制与缺素,严重的还会出现烂根,所以水培技术大多以围绕增氧技术而进行设计,如何让水中溶氧提高人们设计了多种模式,有循环增氧有曝气增氧还有气液混合增氧等,这些不仅增加了设施与设备,而且在高温情况下常常又达不到良好的效果,无疑又增加了降温致冷的投入。水培是近年国内外发展较快的技术,它以根系直接吸收营养与水份的优势而体现出较高的生产效率,通常比土壤栽培提高1.5-2倍的生长速率,可是它的营养液管理投入与温度调控投入成本与能源较大,也影响到它的普及与运用。在人们不懈的探索研究试验下25、,构思了一种新型的技术,哪就是气雾培技术,这种技术可以完全遏制上述的一些抑制因素,可以同时让水肥气温都达到最优化的环境,而且是最节能成本最低的投入与运作。那么,植物在气雾环境下,有哪些生长潜能的激发与表现呢?首先气雾环境最大的特点就是让根系处于氧气最为充足的环境中,可以最大化地发挥根系的有氧代谢过程,对根系吸收营养与水份提供了最大化的转换之能量,从而加快根系对水份的吸收与营养摄取,一些平常难以吸收或效率较低的元素在气雾的富氧环境下也可以加强与提高,所以气雾栽培的营养液要求也相对比水培要低,甚至许多植物还可以利用废液进行栽培,说明它具有更高的吸收效率。根系吸收水份与营养的速度加快后自然就促进了地26、上部份的发育与生长,一般土壤栽培只有50%的氧气供给量,而透气良好的无土基质培也只有70%,而气雾栽培可以达到90%以上的氧气供给量,所以它能最大化地发挥吸收代谢之功能。如果说人工基质培是优化了透气富氧环境使作物生长加快,那水培就是优化了水与肥环境,使肥水的吸收更直接,气雾培则优化了水肥气三者的全面环境,由此可见从根域环境优化来说,气雾培是三者皆能兼顾的栽培技术,而且三因子间不会像土壤种植那样会出现相互的交叉影响。在气雾的环境下,除了吸收效率加快促进生长外,还有就是它的根系发育与伸展是在没有任何阻力的情况下进行,所以不需要在土壤中栽培那般,因根系的穿行而消耗大量的生物能,能节省更多的能量与物质27、参予到地上部份的生长。而且许多在常规下不能表达发育的根原基细胞,在水肥气最适的环境下也能发育成为根系,而且这种根系基本上是具有吸收功能的须根根系,也叫不定根根系,所以气雾栽培在根的数量与生物量上都比其它任何一种栽培模式来得多,并且大多是具有发达根毛的气生根根系,它有吸收效率是普通根系的数倍,这也是气雾培的生长速度至少比土壤栽培要高3-5倍的主要原因吧。根深叶茂,发达的根系是作物蔬菜丰产的根本与关键。特别是叶菜类,随着吸收代谢的加快,其生物量的形成绝大多数是经济产量,明显比土壤栽培表现了更大的优势,比如生长季节缩短,周年栽培的批数增加,叶片变得更加硕大,水份含量更高,培育的蔬菜品种,营养成份及维28、生素含量都将大大提高。如果是瓜果类还可以实现高糖度的栽培,特别是番茄,采用气雾培后可以生产出糖度高达9以上的水果型番茄,比常规栽培高一倍以上,如果进行大容器的单株栽培,可以实现单株结果上万个,产量几百甚至上千斤的高产大树,用于观光农业特显风采。这些生长速度的加快与品质的改善都是根域环境优化激发它吸收功能增进与代谢加快的结果,它没有从基因上改变,只是表现型与表达的充分程度或者一些常规不能表达的冗余基因得以发挥的结果,所以说是植物生长潜能的激发,而不是基因性状的更改,是栽培技术优化的结果,并没有导致种性的改变,在保持原有品质的基础上更能使特性充分发挥。气雾环境下植物表现的特有生理与形态特征气雾栽培29、让植物的生长潜能得以最大化发挥,这种超常规发育或者生长都是基于气雾环境下蔬菜植物生理生化形态变异或变化的结果,以下就气雾环境下生理生态等的改变作些简要的介绍:一根构型的变化:根系的构型形成及变化都是与栽培环境有关的,也表现出明显生态适应性。首先因气雾环境不像土壤环境那样根系需要克服基质的阻力摩擦而形成机械组织的根系,而且土栽植物为了让根系延伸至更远更深的地方汲取水份及营养,它的根系发育形成了以多级分枝的主根根系或侧根根系,通过渐级分枝把末端的吸收根送向远方,以获取更多的水份营养空间,所以土壤中生长的植物其主根与侧根发育往往较发达,而且后期会明显的木栓化或木质化,构建成发达的机械化组织,以适应土30、壤特有的物理机械环境。而气雾培中的根系,基本上没有主根与侧根根系的发育,不管木本还是草本,大多是以植株的基部根源基为根系的发端,形成了如须状的不定根根系,而且不定根根系的数量极多,大多以基生为主,到后期随着初生根的老化会形成简单的分叉,但这分叉方式也是在初次根长形成大量不定根的方式进行发育,一些种子播种具有主根的品种,也是大量不定根的方式进行根的构型(如图)。为什么会形成不定根根系为主的根构型呢?其实这也是生态适应性的表现,根系在气雾环境中,不需克服土壤的阻力,也不需通过根系的渐级输送获取水与养分,根系于湿雾中可以最直接最有效最快速地获取,只要增加基生根数量提高根系表面积可以达到吸收更多水份与31、营养的目的,所以植物的自组织行为选择了须根根构的方式,为自已创造最佳的生理与形态基础,这就是高效直接的不定根根系。这种根系在气雾环境下,表现为洁白柔嫩,因为它是以薄壁细胞为主所构成的组织,如果环境温度适合,可以较长的时间保持富有活力的洁白状态,这是根系活力的像征,在土壤中常因各种外界不适因子的影响根系较易老化氧化与褐化,所以通常有色素沉积使陆生根有着较深的色泽。气雾环境为根系创造了毫无阻遏的环境,根系的发育均匀洁白整齐,这些根具有极高的吸收效率,也具有最大化的吸收表面积,特别是不定根末端形成的根毛根,绒绒得像纤毛(如图),这种根呼吸作用强,是一种吸收效率极高的根系,特别是采用超声波雾化供液时,32、这种类型的根就特别的发达,所以超声波雾化培通常比常规的喷雾栽培又有更高的效率与更快的生长。以优化根系环境,培育发达而有活力的气生根根系是雾培管理的关键,只有在适合的人造生态环境下,才能形成气根毛根发达而且洁白的根系,这是植株生长潜能得以激发的关键,在生产上只要观察根系的根构及类型与发达程度就可以断定生长是否良好。要使根构型更趋气生根的特性,很重要的一个方面,就是雾化的雾滴大小有关,当雾化程度好雾液细小时,气生根长就会形成大量由根皮细胞发育而成的毛根,这种根表面只极大,能发挥最佳的吸收功能。如果雾没大,雾液中氧气少,形成的根系大多有很大部份为水生根系,少有毛根特征,生长自然也稍慢,雾滴越细,液雾33、所含的氧气就越充足,就利于毛根的发育,有利于高效率根构型的形成。所以气雾培技术中雾化系统的设计是关键,是根域环境优化的最重要技术。二器官形态的变化:除了根构型及形态变化以外,其它的枝叶花果同样也会发生变化,这是生理变化在形态上的具体表现。在蔬菜栽培中常因外界因子的不良影响,而使许多已经完成分裂的细胞,未能充分的膨大与伸长,所以在生物产量的形成上就受到影响。特别是瓜果类,许多瓜果当它完成第一膨大高峰期时,它的细胞数量就基本已确定,而它最终的大小则由每个细胞及液泡的发育所决定。气雾培的环境下能为细胞的继续发育提供最充足的水份与营养,这是它生产出果型大而均匀产品的关键。所以在气雾环境下栽培的瓜果,一34、般发育均匀少有大小果,这除了水份充足外,气雾栽培的植株因为根系的高效吸收与快速运输,少有营养水份胁迫现象之发生,所以每个果实所获的水与营养就得以保障,于是形成的果实大小也较均匀。蔬菜瓜果的主要组成就是以水为主的产品,它的含水量达90以上,栽培管理过程中水份是不是充足是至关重要,在土壤耕作中水份的尺度难以把握,水多则气少会淹了作物,水少气多但又会旱害,在前面已经述及到土壤栽培的局限性,而气雾中可以让水与气都达到最充分的供给,这是它导致器官变异的关键。叶与花器也然,通过多年的研究与生产表明,特别是叶菜类品种,有些可以达到超过土壤栽培数倍的叶型,这对于生产叶菜是至关重要的,其增加的部份包括细胞的伸长35、与膨大以及液泡的充分吸水。蔬菜植物生长在矿质营养及水份最大化供应的前提下,不会出现水与肥的胁迫,所以在快速生长期不会因环境影响而抑制细胞与器官的发育,在培育南瓜王时,可达到惊人的膨胀速度,一株结5个瓜的巨型南瓜品种,在快速膨大期平均每个瓜日增重可达10斤以上,这种快速生长机制必须建立在没有水份胁迫的前提下。另外,番茄王气雾培也同样表现出快速的生长模式,对番加生长量测定,在番茄整个生长期中,平均每天日伸展速度可达70-80cm/日。蕃薯的种植也同样表现出地下根茎的超常速发挥,一株气雾的蕃薯可达20-30平方的枝蔓占地面积,收获的薯块产量可达100-200公斤/株。就是常规极为普通的空气菜,采用桶36、式气雾培,单株占地也可达20平方米以上。以上这些营养器官的快速形成主要源于充足的肥水气条件,除了生物量的快速积累转换外,其枝叶的形态特性也发生了明显变化,如南瓜叶,在气雾环境下达叶径50cm以上,如荷叶般的大小,叶柄也可长达50cm以上,在野生蔬菜败酱的栽培中,它的叶片大小可以达到土壤自然生长的3-5倍以上,常规的青菜也然,都有明显增大的趋势,而且发育的时间大大缩短,如叶菜类大多数可以缩短1/3-1/2时间,这对于栽培来说,就可以大大提高设施利用率与生产周转率,也可以大大降低成本,比如生菜在气雾环境下可以实现足月生产,也就是每个月可以出产一批。叶型的变大,及茎节间的伸长,形成了特有的气雾蔬菜特37、点,如果是果实类,色泽会更加鲜艳,糖度积累更多口味更好,这些都与植株的活力增强有关,在气雾环境下,各种代谢加强,与色泽有关的花青素形成也加快,所以果实更艳丽,同样,气雾栽培在没有任何根域环境的胁迫下,少有环境胁迫的产生,光合效率一直处于高效状态,能为果实甜度的积累提供更多的碳水化合物,所以能使口味大大改善,另外,栽培果实类植物时,采用气雾栽培,可以在临近成熟期对根域水份进行控制,达到增进糖度的目的,而土壤栽培较难实现,虽然也进行了控水管理,但因土壤的缓冲性,植株的应答速度较慢,而气雾培可以轻松地实现,日本国就是利用气雾培的原理进行了大面积高糖度水果番茄的栽培。采用气雾栽培技术,可以让植株巨大化38、,可以让营养及生殖器官发育巨大化,可以培育出基因没有改变的超常规巨型植物。在气雾环境下,甘蔗可达6米多高,水稻可达2米,网纹甜菜瓜最多可对80多个瓜,西红柿可达万果的产量,小黄瓜单株可结3000多根,巨型南瓜可单株结5瓜,每个都可达200斤以上(如图)。而且采用气雾培后,因植株的巨大化发育,又会使常规瓜果蔬菜的根茎木质化,特别是南瓜番茄黄瓜辣椒之类的,所以利用气雾培技术可以栽培出各种蔬菜树,对观光农业来说更具利用观赏价值。而且在气雾环境下一些平常不会表现的特性也有可能会得以体现,比如不定芽的形成,以及返祖发育的产生,这些都与代谢的旺盛的关,如番茄叶采用气雾培后不仅叶片硕大,而且受伤的叶片上极易39、诱导不定芽继尔形成小苗,在毛竹气雾培时,会要气生根上形成类似于水稻禾苗一样的特异返祖苗,甚至还地出现较多的叶上花、与花上叶现象,这些奇异性与环境优化后,原本一些常规难以启到或表达的基因在特别适合的环境下就会表达显现。气雾培是利用气雾根系庞大高效的吸收能力为植株的器官发育形态构建提供最大化的水份营养,从而使各器官的发育表现为超常规,这对于提高产量与质量来说极为重要,它的增产效应远远大于良种选育的增产效率。所以说,生产上选择气雾培淋漓尽致地发挥品种潜在的基因特性,比一味地追求品种选育更显的重要,在基因型不变的情况下,可以培育出超常规的产量与质量。三环境应答速度加快:气雾栽培在没有任何基质缓冲的空气40、中生长,再加上它高效快速的吸收功能,使植株对环境的应答反应变得灵敏,这对于生长来说有利也有弊。首先气雾栽培的根构为不定状的须根根系为主,它对肥水的吸收就如高速公路般的直接快速,不会如土壤栽培陆生根的远距离逐级输送吸收,而是在少有分枝的根构模式下快速吸收,于是吸收过程中所耗的生物能量也比陆生栽培要少得多,这也是它生长更为快速的主要原因,快速的吸收与代谢同时也导致它快速应答环境因子生理机制的形成。外界温光气热肥水等因子的刺激都会产生信号激素,而这种信号激素的传递也同样比土壤栽培要来得快速,所以它具有快速应答环境变化而作出自我生理调节的本能。这种快速传送网络的形成,是它潜能发挥最大化的关键所在,同时41、也是它具有快速反应生理的原因所在。比如土壤遇旱,首先由根系产生大量的脱落酸,脱落酸会随着径流进入植株的其它器官与枝叶,叶片气孔在脱落酸信号的作用下,很快就会作出关闭气孔或调节开度的反应,这种反应对于胁迫环境下的适应是非常重要的,可以免招不利气候或环境因子对蔬菜植物造成的不利影响。人们可以利用快速应答机理开发生理传感器,并可直接用于环境的控制,大多生理传感器都是用于实验室的研究,在生产上的应用常因反馈的不同步性而未能采用。而气雾栽培的植物在受到环境胁迫时很快就会在生理及形态上作出相对应的反应,比如利用它对水分快速应答特性,可以利用微位移传感器或者激光传感器(分辨率2m),通过茎径或叶片厚度的微小42、变化来控制弥雾的频率,达到按照作物生长生理或者生产需求来控制的目的,这种控制比基于环境专家系统的控制更为准确,特别是在瓜果类栽培时,需要进行后期的制水管理,利用它就可以达到精准控制的目的。控制时通常以目标值作为线性参数,以实测值作为回归反馈参数,以两者的偏差值来调控喷雾的量与频率,比单一的以温度及光照为参量的控制更为精确,番茄的生长也会更快,比如9叶期的番茄一般以0.25mm/日的速度作为目标值,再按照一天中不同气候所测的不同茎径的变化进行反馈控制,实现因生长生理需要的最佳值进行调控,更符合番茄生长的生理要求,是一种较为精确的控制方法。在实际的运用中,计算机系统可以按照前期生长速度的记录值进行43、推理运算,智能化地确定某阶段植物生长的最适目标值,尔后再按日标值进行调控,达到因生理变化而进行的精确控制的目的,这是日后环境控制的趋势,因生理变化而进行的控制才是最适合最科学的控制,这在土壤栽培上相对较难实现,就是因为对环境应答速度较慢的原因。那么其它因子的控制如光照、湿度、二氧化碳等,其实也可以根据该原理进行控制的开发。气雾栽培的快速应答机制还可以运用于研究,比如营养的胁迫,它也同样存在快速应答的机制,可以让人们快速地准确地进行营养代谢的研究,再加上气雾的闭锁循环,没有任何营养源的外渗与损失,对于精确化地研究植物营养来说是一种较好的科研工具。其它的高温寒冷干旱等胁迫的研究,也同样具有更快速的44、反应与更准确的测定,所以气雾栽培常常作为研究植物生理的实验室工具与最为科学的方法。四具有线性生长的规律:蔬菜植物的生长常常会因为阶段性的发育与环境因子的影响而表显明确的曲线生长特性,而气雾培的生长更趋线性,这是其强大的生理代谢机理所决定的。在土壤中因气候的变化和土壤旱情肥力的影响,使植物的生长形成了生长的周期性与阶段性变化,而气雾栽培因为根域环境的最优化调节,可以减除肥水气等因子造成的生长波动。一些木本植物在气雾环境中可以形成假年轮现象,这就是它快速生长发育在细胞分裂及组织器官形成上的具体反应,栽培五年生的树木相当于二十年的生物量,而且在年轮上也得以相应的增加,说明它在一年中有多次生长高峰的出45、现。蔬菜植物也然,当它发达的根构形成后,它的生长速度可以表现为加速度的增长,一直到收获,从而使一些番茄类植物的单株整体生长量上百倍地超越于土壤栽培,这也是它生长潜能得以发挥的具体表现。在气雾环境中随着氧气环境的优化,植株体内影响生长的各种氧自由基减少,植株的组织器官或者细胞出现老化衰亡的就少,于是植株始终可以保持活力与快速的增长。在富氧的根域环境下,气孔的开度大大提高,吸收二氧化碳的速度也得以加快,表现为光合积累增加,生物量的形成加快,对生产来说意义重大。五气雾栽培植物的抗性生理所谓抗性生理就是植物面对外界气候因子或者病虫危害等不利影响所作出的抗性反应,其中包括形态上的反应与生理的应答反应。气46、雾栽培的植物具有更强的呼吸作用与光合作用,其中光合是能量的转换与合成,呼吸作用是物质的分解与能量的释放,两者成为植物生长的最重要两大代谢,在气雾培的环境下,这两者都得以的了强化,这是它形成较强抗性的主要原因。在外界因子的不良作用下,气雾培植物具有更强的适应性与最快速的应答反应性,为抗性体系的形成提供了生理基础。在高温气候的胁迫下,土壤栽培的植株往往适应性的域值较窄,通常植物当环境温度超过35度以上高温时,就会对光合效率及营养的吸收造成影响,而在气雾栽培的环境下,它的高温极限明显往上漂移。番茄的枝叶在近40度的情况下还能正常生长,表现为枝展叶茂,而土壤栽培或者水培,就会出现气孔关闭,叶片下茸失水47、,生长缓慢甚至停滞。对根域环境的影响也然,在高达38度的气雾环境中,根系生长还能正常进行,而水培的植物,一旦根域水温超过28度就会出现生长缓慢或者停止,严重的会出现根系老化与烂根,而气雾栽培的植物根域温度以30-32度为快速生长温度,这说明它的适宜的整体温度的域值也往上扩展。那么面对低温刺激也然,水培或者土壤栽培,一旦温度低于10度,就会对根系与植株的生长造成较大影响,而且过低还有寒害现象的发生,而气雾培能适应更低的温度刺激,这说明它的抗寒性也得到同样的提高。2006年的冬季与2007年的早春,当气温低于番茄生长域值时,在同样营养液的供应下,气雾培的植株明显表现出更强的抗寒性,在冬季低温影响下48、,水培番茄有冻寒发生,而气雾培依然枝繁叶茂,茎壮叶厚,没有任何的影响。究其原因也在于气雾培的根系有更强的呼吸作用,在呼吸过程中的生物放热可以保持根域微环境的温度,这是它比水培土壤栽培有更强抗寒性的原因所在。对于高温的应答与抗性反应也然,因栽培模式不同导致根系形态与特性的不同,以及生理代谢与地上生长调控机制也有所不同,当根系与枝叶受到高温刺激时,气雾培能迅速作出应答反应,关闭气孔或者加速水份的运输,而且是高效快速地进行,对高温速来的影响与生理反馈能快速作了生理调节反应,从而使它的高温耐性提高。当高温气候来临,许多土壤与水培的植株,很快会出现叶片膨压降低,叶柄与叶片出现暂时性萎蔫,而气雾培植物少有49、这种现象的发生,它总是能快速地调节水份,快速地作出抗高温的生理应答,所以高温的生理伤害自然就减少。对强光的反应也是同样道理,气雾培的进行光合效率更高,这也是它快速生长的原因所在,在各种生理活性与代谢都得以加强后,植物耐强光的能力也同样得以增强,可以让光饱和点提高,同样耐弱光的光补偿点也会相应地下降,这样就使光照强度域值范围增大,从而可以避开或者减缓强弱光对生长的不良影响。在特别强光及高温的影响下,气繁培的植物还会迅速作出形态上的适应性变化,比如西葫芦在气雾环境下,当外界强光的强度持续超过一定域值时,它很快会在叶片表面表成一层白色的保护层,以么射强光对叶片造成的光灼伤与光抑制,在瓜果类及蔬菜上常50、可以看到这种适应机制所导致的形态变异。所以在强光与高温的地区,选择气雾栽培是最好的方法,特别适合于非洲一些国家的栽培发展。对病虫危害的抗性同样也得到增强,特别是它旺盛的生长势为受害植株或器官提供了快速修复与反应的保障。植物的器官在受到病虫危害时,也会通过信号物质的传递,来加快受害部位的修复与增生。或者快速分泌一些抗性物质,提高局部的抗病虫性或者病害的隔绝保护体系形成,这些都是植物的高抗性体现。有些植物受虫啃咬后,会在伤口处分泌一些伤素,以抑制虫的继续危害,或者会产生一些物质影响虫的正常发育。除此之外,快速生长的气雾培植物,它的器官与组织除了巨大化表现外,表层保护细胞或者分泌的衍生物更多,有些表51、现为蜡质层或粉的增加,或释放更多趋虫或抑虫物质,以提高综合的抗病虫能力。总的来说,气雾栽培的植物或者蔬菜,具有更强的抗性,也更易激发诱导性抗体的形成,是一种最适合保健型栽培的模式。六根系的微生态发生变化根系的微生态环境,包括水肥环境及微生物环境等,其中的水肥环境导致水分生理与吸收代谢生理的改变。在土壤中的根系常常有大量束缚水的环绕,而气雾栽培大多是自由水的存在,这与它的根系生理变化有关。在土壤或者水培环境下,因为根系常处于缺氧环境或者非充分的富氧环境,根系一旦出现无氧呼吸就会分泌大量的中间代谢物,从而使它对水分子的束缚力增强。另外,根系为了穿行有一定阻力的土壤或者石砾,根系会分泌一些糖与有机酸52、类物质以起到润滑与加快分解的作用。这些有机物的外泌又会导致微生物的繁殖,使根与微生物间形成互作,以促进对土壤中营养的矿化离子化,起到促进吸收的作用,这也是土壤施用有机肥更为有效的原因所在,通过微生物的共生互作以提高根系对肥及水的固着及吸收能力。而气雾栽培的植物,根系完全悬长于空中,不需穿透土壤,也不需要通过分泌来加快营养的矿化过程,更不需通过中间代谢物来推进根系的穿行伸展。所以在气雾环境下的根系,根表皮的粘滑有机物分泌较少,而且在没有土壤机械阻力的作用下,根的伸长区特长,一些生长旺盛的植物,如番薯、玉米、番茄等,根伸长区甚至达到10cm以上,这是根系活力的像往,也是根形态在气雾下的应答性发育。53、由于根系束缚水的减少,使根系对水的敏感性也加强,在土壤遇旱时,根系因为微生物包缚与束缚水的保护,往往对失水的反应有较强的缓冲性,而气雾根系则无,一旦对根系失去水的供给,很快就会表现出生理性萎蔫。根系微生物群落的形成不仅是是植物生长发育的需要,其实也是保持土壤活力的需要,在土壤栽培中这方面表现为特别的重要。而气雾栽培中,根系获取肥水变得直接高效,根本无需通过微生物的间接作用获取水与营养,自然就让根的分泌功能衰退。但是如果对根系进行接种刺激,也可以激发产生更多的分泌物,利用这原理进行分泌物的收集与研究,在生理研究上有重要意义。同样也可以对根域的微环境进行微生物接种,当然生产要以接种有益微生物种群,54、这种没有任何基质的环培下,接种的效果极佳而且非常的快速,因为根系具有比其它栽培更大的表面积,采用喷菌接种法,微生物很快就可以附着于根系表面,而且如果是菌根植物的菌根接种,效率更高,速度更快,在土壤或水中常因环境之制限而难以达到这么快速与高效的效果,所以生产上利用这原理进行固氮菌、VA菌根、有益微生物种群的接种,以达到促进生长提高抗性目的。接种后的微生物在好氧的环境下比土培或水培有更强大的繁殖优势,所以生产上有时为了生产菌种就是以气雾培的根为原料进行活体感染,然后取下根系作为生产上的商业菌种销售,这是一种最为生态的菌种生产与接种方法。七根系的再生生理在最适的气雾环境下,对于根系的发育来说,是最为55、优越的条件,植物的根系在气雾中比在土壤或水中都有更强大的生理活性的生长潜力,所以在受到外部的刺激与损伤时能发挥出最为强大的修复能力,而且是快速地进行再生生长。这与根原基的发育需要充足的氧气有关,一个完整的根系系统在受到外界的损伤刺激时,残留的根表皮细胞就会快速地被启动,形成大量的根原基,以进行再生修复,弥补失去的部份,这是植物器官补偿生理在根系发育上的表现。受到修剪或损伤时,切口部位的呼吸作用会得到加强,从枝叶下送的营养与激素会往切口部位富集,再加上充足的氧气供给,根皮层细胞就很快恢复分生分化能力,形成大量的根原基进行根系的分化。另外,地上部与地下部分的全息相关,也会让植株表现出强大的修复生长56、以保持上下器官的平衡。虽然在土壤环境下也同样有修复补偿生长现象,人们也利用该特性进行中耕断根以促发更多发达的根系形成,但土壤环境因受水肥气及机械阻力的影响,根原基的形成没有气雾环境那么顺畅而快速。根据这特性,人们把它用于生产,进行根系的修剪与采收,起到了生理调控与提高根产量的目的,或者进行分批采收,发挥最大的根系采收量。根系强大的再生生理,在生产运用上意义重大,特别是一些药草类或块根茎类植物,都是以地下根为主要的经济收获产量,运用根系修剪或采摘技术,可以让生物量最大化地转化为经济产量,或者可以通过根系与地上的全息性关系,进行根系的计划性修剪来调节地上部份的生长与代谢方向。在紫锥菊或牛膀的生产中57、,人们可以对根系进行阶段性的分批修剪采收,但最好每次的采收量不宜超过总根量的1/3,否则对地上部份会造成较大的抑制。而且药用植物的根系采用修剪采收法,不仅仅可以实现多次采收,不需像土壤栽培那样进行一次性的翻耕采收,产量可以提高数倍,根产品洁净利于药材的加工利用。以块根茎为为收获物的如农作物中的毛芋、生姜、马铃薯、红薯等,还有经济作物的人参、山药等,采用分批采摘,把符合商品要求的先采,小的没达商品率的继续培养,可以收获到均一整齐的产品,而且地下采收所造成的补偿生长与光合营养下运的刺激,会把地上枝叶的积累营养最大化地下运根系转化为经济产量。可以让枝叶的营养损耗降到最低,在土壤中的一次性采收,其实还58、没有完全发挥地上积累营养的最大化回流根系,就白白地浪费,成为没有经济价值的生物量,在生产上来说是一大浪费,而分批采收或者采摘,可以激发更多的地上营养往根系输送。也可以减缓因地上营养积累过多而产生的光抑制现象。也就是能植株地上光合作用的营养最大化地下送转化为人们所需的根系收获物,是一种高效率的生物量利用法。保持根系的活力,让植株始终保持洁白健康的状态,运用它强大的修复生长能力,进行阶段性的根系修剪,人为地促成衰老根系的更新,以保持根系时时都有强大的吸收代谢能力,这在生产上也是极具意义的一项技术操作。可以根系根老化的程度进行分批的修剪更新,对地上部份的健康生长是一大促进。八气雾培的矿质营养吸收生理59、作物的栽培营养与水的管理是关键,无土栽培的营养主要是矿质元素或者是矿化的有机营养液,这些营养元素的组成成份配方以及浓度都会影响到作物的生长,在环境因子一定的情况下,配方与浓度的管理是关键,它直接关系的生长发育与开花结果。但是气雾栽培与水培等其它无土栽培技术相比,在营液的配方及浓度管理上,可伸缩的范围较大,不必像传统水培那般严格管理。这与气雾培植物的矿质吸收机理有关,分析植物吸收营养的远程,是根系有氧呼吸创造了电位差,或者说根域环境的二氧化碳形成微酸化的碳酸氢根离子,以碳酸氢根离子参予离子有吸收与交换,所以从某种角度来说,有氧呼吸作用越强,吸收交换的速度就越快,在气雾环境的富氧环境下,它的吸收速60、率是普通栽培的数倍,致使吸收交换的速率大大提高,这是它生长快速的关键所在,另外,直接喷洒到根系周围的营养液比在土壤中有更大的接触表面积,而且是最为充分的直接接触,元素不需进行移动,也少有土壤的固定,所以它对肥的要求相对较低,对营养液的浓度要求也更广,在栽培豆科植物的试验过程中,就是利用栽培番茄后的废液也能让蚕豆的植株正常的生长,而不表面缺素症状,这说明根系的吸收效率得以大大提高。在相同的营养液配方情况下,水培植株常会因缺氧或高温而表现出缺铁黄化之症状,而气雾培没有发生。另外,就是采用高EC值的营养液栽培也不太会产生盐害与生理障碍,就是高达EC值为4的高浓度营养液植株也还能正常生长;对低浓度养液61、的反应也然,不会像水培那么严格,可以比水培植物有更宽的营养液域值范围,这对于简化养液管理来说是极为重要的,所以气雾培的营养液不管在液温还是浓度上都可以适应粗放管理的要求,而且营养液的控制成本也将大大降低。在高温或低温条件下,水培植物的适应性就差,需要进行养液温度的调节,而气雾栽培不需进行养液的温度控制。除了这些为气雾培带来方便外,养液的用量上也可以大大减少,可以让废液外排量降到最低值。水培因栽培床大量的养液蓄存于苗床,导致养液管理的繁琐性,而气雾培可以做到最低的回排量与最少的养液蓄存,是一种最为经济的养液管理方法,就是可以进行少液量少回排少外排的管理,是资源节约环境友好型的技术。以上是气雾栽培62、植物的常见生理与形态异化,在生产科研中因不同的植物种类与类型也会出现一些个性化的生理反应与形态特征,这些方面人们可以在生产科研中加强认识与总结,因为气雾栽培技术目前来说还是一项新生的产业化项目,许多新问题新现象还得在生产科研中不断完善。虽然植物的基本生理与形态是大同小异,但传统的研究都是以土壤为环境的栽培研究,就如水生与陆生植物有许多特性与生理是不同的一样,气生植物也将会有更多的生理与形态是有区别于陆生,所以我们可以只能作些鉴借,不能把陆生的土壤栽培技术与生理认识全搬到气雾技术当中,这样才能让气雾栽培不管从理论还是从实践上形成新的理论与技术体系。.(三)项目的实施内容xx市xx农业xx发展有限63、公司,拥有精干的技术队伍和专业的技术后台。公司座落在xx乡,地处交通要道,离xx市区只有15公里,交通便利,为该项目的发展提供了有了的地理条件。公司在2009年底一期建成投资300万元的30亩气雾栽培基地。聘请科研人员4名,并与xx农科院、xx农科院合作,为基地管理及新技术的科研和开发提供坚实的技术支持。xx农业科技发展有限公司二期工程施工进行中。二期工程将在基地原有的基础上再增加30亩,将基地建设成省内最大的果蔬气雾栽培基地。实现规模化生产。基地二期建成后,公司将主要进行:1、 养心菜、养肾菜等国内稀有叶菜品种的培育。在此基础上,2、 在原有杀菌基础上,增加紫外线杀菌灯,物理电磁场杀菌等新型64、设备,加强管控力度,力争实现果蔬病虫害的零发生。 3、 加大科研力度,根据水质制定,根据蔬菜不同的营养需求,制定特定的营养液配方。4、 蔬菜立体式栽培的研究。(四).经费预算及预期效果果蔬的气雾栽培是一种高投入高产出的栽培方式,农业发展至最高境界的一种生产模式。它比常规栽培模式具有更好的上市稳定性,有更大的单位产出量,有更好的品质保证,有更广泛的栽培适应性,而且有更多的观光休闲旅游科普功能。是当前农业发展史上最具先进性与代表性的技术,具有里程碑的作用。这也决定了它具有高投入高成本高起点的建造成本与风格,现以十亩面积气雾栽培基地的投入为计算单元进行成本与效益合算,罗列一下所需材料与投入清单:项目65、名称预计投入金额(万元)连栋塑料温室60栽培槽及雾化系统15计算机控制系统10杀菌、补光、加温、降温、营养液调控设备15其他物理农业设备10 30亩温室气雾栽培总投入:330万元。二、项目背景随着人口增长,耕地面积急剧减少,人地矛盾的日益激化,我国粮食、蔬菜的生产遭遇到前所未有的挑战。2.1资源背景人地矛盾日益突出影响社会经济的可持续发展随着城市化的发展,城市人口的增加,我国人地之间的矛盾越来越突出。据统计,到2007年我国耕地面积已下降到18.26亿亩,离18亿亩的红色警戒线已是咫尺之遥,况且耕地减少的趋势仍未被有效地遏制。耕地是人类赖以生存和发展的基础,它承载了生产功能、生态功能和社会保障66、等多种功能,同时还具有保障粮食安全的功能。耕地资源的短缺已成为制约我国经济社会持续发展和全面建设小康社会的重要因素。以长三角为例,长江三角洲地区以不足全国1%的土地面积,养活了全国6.5%的人口,创造了全国20%的GDP。其土地利用集约程度和产出效益大大高于全国平均水平。然而,近些年随着长三角工业化、城市化的快速发展,该区域的土地矛盾也日益激烈,土地利用问题日益突出,昔日的“江南鱼米之乡”已难以再现。2.2产业背景“菜篮子”工程牵动千家万户蔬菜产业是我国农业产业的重要组成部分,也是居民日常消费品的重要组成部分,称之为“菜篮子工程”。据调查,2007年我国居民蔬菜消费总量为2.7亿吨,以现今我国67、的城市化水平和生产力水平预测,到2020年我国居民蔬菜消费总量将会达到4亿吨。“菜篮子工程”是重要的民生工程,它关系到家家户户的生活和健康,得到了政府的高度重视。目前,我国蔬菜、肉类、禽蛋、奶类、水产、水果品等6种“菜篮子”产品的产值已占整个农业产值的52左右。为把好卫生质量关,更好地参与国际市场竞争,国家有关部门决定实施菜篮子“三绿色工程”,即开辟绿色通道、培育绿色市场和提供绿色消费。“民以食为天”,天天要拎的一只菜篮子,牵动着的是千家万户。由于长三角地区蔬菜生产能力有限,蔬菜生产和上市量严重不足,其蔬菜需求总量的95%是从山东、河南、福建、海南等外埠来的,长三角地区纷纷打造新菜篮。(资料来68、源:新华网长三角频道)“菜篮子工程”的实施为蔬菜产业的发展提供了良好的发展机遇。近年,我国农副产品的价格呈快速上升之势,发展蔬菜产业,实施“菜篮子工程”对保障城乡蔬菜市场的供应、稳定物价、维护安定局面都有非常重要的意义。2.3技术背景依靠科技进步提升传统蔬菜产业已成当务之急目前我国蔬菜生产仍未摆脱传统的农业生产技术的束缚。这种传统的农业方式主要存在以下问题:1效率低下我国现有蔬菜生产仍以土壤栽培为主,农业机械化和现代化程度低。以土耕为主的种植方式,费时费力。并且以家庭经营为主的粗放型生产方式,劳动生产率低下,使得农业生产周而复始地在习惯的模式中低效率运行。加上化肥、农药等价格的上涨和通货膨胀等69、因素,农业生产收益更是雪上加霜,因此经常出现“增产不增收”的现象。由于耕作方式没有得到根本性的改变,农户耕地规模小、机械化程度低,很难适应社会化大生产的要求,加之分散的农业生产科技含量不高,农业科技没有得到很好的推广应用,劳动力、时间、资金等的投入与农业产出之比非常低。2抗灾害能力弱2008年的低温雨雪冰冻灾害给我国农业造成巨大损失,尤其是对大棚蔬菜的危害最大。大部分地区出现蔬菜大棚、食用菌棚倒塌等情况,农作物受灾面积达到1.78亿亩,因灾害导致的直接经济损失1516.5亿元。同时,由于普通温室大棚的保温性能差,加之降雪时间过长、积雪过厚,许多大棚蔬菜被冻死,损失惨重。3产品的质量不高随着农业70、生产结构的调整,我国蔬菜产业近几年得到了快速发展,但是由于栽培方式的落后和粗放,蔬菜的质量仍然存在一些问题,主要有:一是产品的商品外观质量不高,即产品色泽、大小、形状的整齐度不高;二是产品的营养和风味品质不高;三是产品的安全、卫生存有隐患;四是产品整理、包装等滞后,缺乏产地标识,保鲜运销措施不力,降低了在销区市场的商品质量。目前,我国蔬菜产业的增长方式正从数量型向质量型转变,产业化、设施化、集约化、绿色化成为发展趋势,一些先进的生产技术将逐渐在蔬菜生产中得到推广应用,如物理农业生产技术、快繁技术、水培技术、气雾栽培技术、循环生产技术等。面对严峻的现实问题,xx市xx农业科技发展有限公司提出了具71、有现实意义的解决方案。公司以连栋塑料球型温室为载体,综合利用立体农业、气雾栽培、快繁技术、物理农业等现代农业技术,在xx市xx乡建立连栋塑料温室进行农副产品的立体式气雾栽培,实现农副产品的可控、智能化、工厂化规模生产,为消费者提供安全、营养、洁净、优质平价的产品,在获得经济效益的同时,带来强大的社会意义。1节约土地、水等资源公司采用的连栋塑料温室实行的气雾式立体栽培,将作物种植在空间垂面上,可以让种植的株数增多,空间的布局合理化、集约化,从而向空间发展而大大增加耕地的数量与面积。连栋塑料温室实行的气雾式立体栽培,在任何的荒地、沙滩都可以实现种植,至少可以比平面种植提高6倍以上的土地利用率,也就72、是说种植一亩就相当于平面土耕的6-10亩。根据公司的发展,公司节约土地面积明显。此外,气雾栽培也是迄今为止最为节水的一种栽培模式,封闭循环式的供液系统使节水效率高达90%,也就是说只需土壤栽培的1/10的用水量就可完成相同生物量的增长。如温室土壤栽培番茄,每栽培一公斤番茄需要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,是现有农业生产方式中水资源利用率最高的生产方式。2提高农业生产的自然防御能力连栋塑料温室根据南方的气候条件,采用镀锌钢结构构建。可实现抗风荷载:大于0.5kn/m2(相当于10级风,台风除外);抗雪荷载:大于0.3kn/m2(相当于73、20cm积雪),温室主体结构适用寿命长达30年,大大的提高了自然防御能力。3提供安全、营养、洁净、优质平价蔬菜公司创新生产模式下生产的优质雾培蔬菜,在规模化生产的同时,实现数量与质量的双丰收。领先的气雾栽培方式,使蔬菜根系与空气中的氧充分接触,提高了产品活性酶的含量,营养价值高。此外近郊生产,及时供应,减少了蔬菜在运输中的营养损耗,保证了蔬菜的高新鲜度。因此,公司生产的优质蔬菜在营养价值、外观形态、保鲜期方面与现有的优质蔬菜相比,存在较大优势。公司打破以有机蔬菜为代表的优质蔬菜价格居高不下的局面,生产低成本带来低价格,满足消费者对优质蔬菜的需求,为消费者提供安全、洁净、新鲜、营养的优质平价蔬菜74、,使现代城市居民在每日餐桌上即可享受品质生活。三、开发目标和实施内容xx市xx农业科技发展有限公司将在二期把立柱式气雾栽培技术、植物生长计算机控制系统等现代农业先进技术综合运用于果蔬气雾栽培生产系统,将大大提高了空间利用率,实现了农副产品高效益、可持续、循环生产的可能,为现代城市居民提供安全、营养、洁净、优质平价雾培蔬菜。3.1项目实施后达到的目标(技术与产品)技术篇3.1.1 立柱式气雾栽培技术公司将国内现代农业技术中先进的气雾栽培技术和垂直农业技术相结合,构建出气雾栽培垂直立柱,不仅使生产效益得以数倍的提高,而且形成了农业生产从土壤环境变成空气气雾环境,从土肥到营养液,从平面到空间,从繁琐75、到简易,从开放到闭锁的一套完全不同于土壤耕作的农业生产新模式。在植物潜能最大化栽培中,立柱式气雾栽培模式是最佳模式。气雾栽培是把植株悬挂于雾化空间,让其根系获取水份氧气及营养方式发生变化,用加压雾化或超声波雾化的方法,为根域创造最佳的环境条件,包括根环境的温度、水份、空气及营养,这四大因素是影响植物根系吸收及生长的主要四大因子。气雾栽培让根环境处于最佳的水气肥环境,根系悬空于空中,氧气得以最大化供给,肥水通过雾化的方式提供,矿质离子及水份的吸收能得以充足的保证,根在富氧环境下能发挥出最大的能量转换率,离子交换吸收的速度快,使植物发挥出最大的生长潜能,实现作物快速生长。公司选用铁丝网和黑白膜做栽76、培柱,将蔬菜幼苗扦插于柱体上,构建垂直农场,柱体内部设置喷雾装置,作物根系裸露在栽培装置内部,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,以提供植物生长所需的水分和养分与传统的土壤栽培相比,立柱式气雾栽培拥有以下六大优势:1空间利用率高向空间发展而大大增加耕地的数量与面积,提高了栽培植物的覆盖面积,使温室利用率提高6倍以上。2节水率高气雾栽培只需土壤栽培的1/10用水量,就可完成相同生物量的增长,节水效率高达90%。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。3实现可持续发展气雾培的营养液在一个77、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。4无水土流失之忧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。5根系发达,营养含量高气雾培的气生根系在长度和表面积上都比普通土培陆生根要发达,具有很强的代谢活性,营养吸收效率高。6作物硝酸盐含量低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症多发的主要因素,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78、现的。植物生长计算机控制系统植物生长计算机控制系统通过由检测植物生长相关的气候因子(如温度、湿度、光照强度、CO2浓度、营养EC值等)的感应传感器组成的检测系统,操作水泵、电磁阀、喷雾装置、热风炉、加温线、补光灯、CO2发生器等装置组成执行部分,利用计算机管理控制,实现农副产品生产自动化的控制和调节。首先智能感测器会对环境因子数据进行采集与感受,把外界感应的温、光、气、热、营养等植物生长因子变化的量得以数字化,通过计算机系统针对采集的数据进行运算,再按预先输传感器及数模转换,变成数字信号,传输给执行操作系统(具体由弥雾加湿系统、人工补光系统、营养液补充系统、电场杀菌与光合促进系统、碳酸水生成系79、统、富氧水制备系统等组成)来完成各项作业及对温光气热等生长因子的精确回归调控。植物生长计算机控制系统主要原理运用:1微域环境控制理论微域环境控制理论要求检测环境因子传感器要做到能代表微环境空间,把检测各种环境参数的传感器进行集成,并把它摆放至距作物生长最接近的微环境空间里,这样才能检测到最接近作物生长所需的温光气热水等参数。2模糊区间控制理论植物生长对于温度和湿度的要求范围较宽。如温度只需控制在1533度间之间就可,空气湿度在60-80%之间,光照强度在5000LX80000LX之间。植物生长计算机控制系统关键技术包括:1温度与湿度、水份的变化是比较频繁和无规律的,智能化叶片感测器设置为如微小80、幼苗的带叶茎段,相对准确的检测到微环境参数,包括叶片表面水分蒸发系数、空气湿度系数、温度系数、EC值等,同时实际情况进行相应的升级以保证其检测的敏感度。2感测器感测的气候因子随时在变化、非线性的,所以在系统中采用延时执行的控制方法,而且不达上下限的阈值,不发指令,即使发出执行指令,也是采用间歇法,让传感器接受到真实信号后,再进行执行。物理农业技术同时,公司在生产过程中也会使用相应的物理农业技术,用来提高作物生长产量和速度。其中包括声波助长技术、空间电场防病促生技术、种子磁化技术、电子杀虫技术等。1声波助长技术公司对植物施加特定频率的谐振波,使植物产生生理共振,从而加快植物体活细胞内生物电流的运81、动速度,促进植物生长,提高作物产量。2空间电场防病促生技术公司在温室建立空间电场,以及电极线放放出高能带电粒子、臭氧和氮氧化物,使土壤与植株生活体系中形成微弱的直流电流,防治土传、气传病害,提高植物的光合作用强度。3等离子体种子处理技术公司在种子处理机安装等离子体发生装置,将种子接受光辐射、电磁辐射、电磁场的激励及带电粒子轰击,激活种子的生命力,增强种皮的通透性,提高离子交换能力,加快酶的转化,增加可溶性糖和可溶性蛋白。4植物声频促生技术公司将声波发生器装置于各个柱体之间,和作物发生谐振,被植物匹配吸收,促进植物健康生长发育,促进其光合吸收、运输和转化,起到生长刺激作用。同时,声波处理可以降低82、植物的阻抗,增强其生理活性。5种子磁化促生技术公司采用多级交变磁极处理结构进行落种处理,处理后的种子播种于土壤中与土壤形成生化、物理性质的互作,利用周围的微量元素环境构建丰产的物质基础。另一方面,微磁性种子还能够解析土壤吸附性磷元素,增加土壤有效磷的含量。产品篇3.1.4产品概述xx市xx农业科技发展有限公司以塑料连栋温室为载体,综合利用立体农业、气雾栽培、快繁技术、物理农业等现代农业技术,在xx市xx乡建塑料连栋型温室进行农副产品立体式气雾栽培。通过瓜果蔬菜、水产的生态循环机制,实现农副产品的可控化、智能化、工厂化规模生产,为消费者提供安全、营养、洁净、优质平价的产品。公司将在二期中实现农副83、产品:3.1.5优质蔬菜公司在xx市郊区实行就近生产,生产过程中不使用任何化学合成农药、化肥、除草剂等物质以及基因工程生物及其产物,遵循自然规律和生态学原理,所使用的有机营养液基本来自鱼菜共生系统中的鱼池肥水,生产的优质雾培蔬菜具有安全、洁净、营养等特点。公司二期的主要果蔬类品种包括叶菜类以及生长周期较短的果类蔬菜。1叶菜类公司采用立柱式气雾栽培,利用环控设备和植物生长计算机控制系统调控生长环境,产品生产严格按照企业标准化生产管理体系,生产的叶类蔬菜根系发达,对矿物质营养吸收快,活性酶含量高,维生素含量比普通蔬菜高出3-5倍,口感良好,色泽新鲜。同时,公司利用计算机控制系统,大大缩短了作物的生84、长周期,达到良好的生产效益。作为公司的主要生产品种,叶菜类蔬菜将以高质量,好口感,亮色泽成功进入优质蔬菜市场,同时也将以高产量,高效益为公司带来丰厚的利润。根据公司需要,将叶菜类分为常规叶用蔬菜类及叶用野菜类两类。(1)常规叶用蔬菜:白菜公司选择以具有抗病性强,耐温等特性的种子作为主要栽培品种,如公司现有生产基地主要以小白菜为主。整个生产过程环境全由计算机智能专家系统控制,生长速度快,周期短,一般在25天左右,产品整齐度好,色泽深,营养好。营养含量较于普通蔬菜比较如下(以100克蔬菜所含营养进行比较):蔬菜维生素C钙铁蛋白质硝酸盐雾培小白菜90毫克72毫克2.5毫克0.35毫克225毫克普通小85、白菜29毫克60毫克1.3毫克0.3毫克300毫克油麦菜油麦菜生长周期快,对肥水有很高的要求,公司生产使用鱼池的肥水,合理添加营养液,自动喷雾系统和营养液补充系统能及时供给油麦菜所需营养,所生产的油麦菜具有质地脆嫩,口感清香、风味独特等特点,维生素,钙、铁、蛋白质、脂肪,胡萝卜素等营养含量较高。同时,公司采用自动化、智能化、工厂化的生产方式,所生产的油麦菜生产周期短,产量高,能达到良好的规模效应,是公司主要的蔬菜品种。(2)叶用野菜类:野菜是当前的特种蔬菜,自然散生的产量低,难以达到规模效益,而且品质不一,难以有良好的商品外观,公司采用立柱式气雾栽培法,利用计算机智能专家系统,为野菜生长创造出86、最优的根域环境,使根系达到较高的肥水吸收率,实现野菜立体的产业化种植,从而达到良好的规模效益。同时,公司采用气雾法的洁净化种植模式,植株间通风良好而少挤压,防虫网隔绝技术和电功能水防治技术的双重保障,基本保证免农药生产,所生产的野菜类产品不仅拥有品质上乘,香味浓郁等优点,同时拥有与自然生长的野菜一样无农药,安全性强,口感良好等特性。公司选用居民较常食用的野菜种类为种植品种,如水芹菜、马齿苋、荠菜、苦叶菜、紫背等。荠菜荠菜属于耐寒性作物,要求阴冷和晴凉天气,生长发育适宜温为1220摄氏度,公司荠菜种植采用立柱式分层种植,将荠菜种植于栽培柱中下部,同时利用弥雾加湿系统和无动力通风系统,为荠菜生长创87、造最为适宜的环境,缩短了生长周期,胡萝卜素,维生素,矿物质含量丰富。苦叶菜大多野菜属于小叶型品种,没有青菜、白菜、生菜等常规叶用蔬菜的大叶特征。公司采用气雾栽培后,具有器官硕大化植株巨型化的趋势,对于提高叶用野菜的可食率与商品外观来说具有其它栽培模式难以比拟的优势。公司所生产的苦叶菜采用气雾法后,叶型明显增大如常规苋菜,而且茎叶特别的柔嫩,外观及商品性比纯野生有了很大的改善。2成长周期较短的果类产品草莓公司草莓生产在品种上选择休眠期短,从花蕾到开花的日效短,坐果率高,耐寒,耐阴,抗病性强的种子,如春香,丰香等,保证成品的口感和营养,在栽培过程中,利用计算机控制系统,及时补给产品的所需水分和养料88、。公司生产的草莓颜色鲜艳,果肉多汁,酸甜适口,芳香宜人,营养丰富。同时,草莓的果实不耐贮运,而公司生产基地设在大中城市近郊,可实现近郊及时化供应,运输中营养成分流失少,保证果实的新鲜和质量。番茄公司改变传统的土壤栽培番茄方式,采用悬挂式气雾栽培。栽培柱中央富氧的空气环境,促进了根系对营养及水份的吸收,加快了各种代谢,使番茄生育期缩短,成熟提早,大大提高了番茄的茬数与周转率。公司将生产的番茄糖分含量较高,香味愈浓,胡萝卜素、维生素C和B族维生素含量丰富。此外公司采用的气雾栽培方式,使得每亩种植株数由原来上千株减少到20-30株,单株占地面积增加到数20-40平方米,株产可达上百逾千斤,成熟时极为89、壮观,公司将利用此发展观光农业和生态旅游。3.2项目实施具体内容:3.2.1生产基地条件生产基地选择在xx市xx乡郊,离xx市区只有15公里,路程短,蔬菜营养损耗少。同时公司产品采用“绿色通道”运输,方便快捷,一次到位。公司根据发展战略,选择了适宜的生产基地。3.2.2基地的选择和租赁由于公司生产采用气雾栽培,因而所选基地对土地条件要求较低。在选址过程中,选择相对平坦的完整地块。对于土壤的营养元素含量等无特别要求,耕地、建设用地或者是未利用地均可用于生产。3.2.3连栋塑料温室建设温室钢结构材料选用国标Q215热轧钢板及热值直缝钢管。为合理利用钢结构材料的性能,温室整个钢架承重结构采用轻型钢结90、构,所有钢结构材料均采用热镀锌防锈处理,并经过钝化处理。温室带有自然通风系统:拱顶通风及侧通风。四周唯有2米高防虫网,以防害虫侵害。温室内部带有电动内遮阳保温系统,夏季可以遮阳降温,冬季可以保温,顶部装有干雾降温系统。3.2.4基地建设周期以30亩塑料连栋温室基地建设为例,包括选址、谈判、材料和设备购买、大棚搭建、设备安装、人员招聘与培训、建成后的试运行,共需80天。项目的系统建设及相关设施(1)苗床式:苗床式是用于农业生产中较为普及与最易建造与操作的一种,它就是在平地上建造宽1.2m,高20-25cm,长15-20m的砖彻水泥苗床,床底需铺建成稍带坡降且不渗漏的水泥底面,以利于营养液的回流与91、循环利用,在苗床稍低洼的一端留置养液回流孔以用于养液的回流与收集。再于床底铺设弥雾管道并按每50cm安装一个朝上喷射的雾化喷头,以确保栽培时能让苗床整个内空间均匀雾化,不能安装留有死角雾化不匀的折射式喷头,如果要用这号喷头也需调好喷头方向,以实现交叉无死角雾化。建好苗床与雾化供液管道后,就是扣置定植板,定植板是固定植株与封盖苗床创造封闭根域空间所用的栽培板,可因种植密度的不同在板上打孔或刻划条槽,通常选择强度较高的泡沫板作为定植用板,用海绵条作为包缚固定植株所用的填塞材料,种植时把植株用海绵包缚植入孔中即可,也可直接把植株卡植入有海绵条填充的条槽中。这种栽培系统大多用于叶菜类或植株较为矮小或者92、可以引缚固蔓的植株。(2)立桶式:立桶式是一种以简易围桶作为根域空间,以大空间雾化作为供液方式的栽培系统。这种栽培系统大多用于大植株的栽培,如番茄树、南瓜王、西瓜王、黄瓜树蔬菜树等,具有培育与创造最佳的根域空间发挥最大生长潜能的作用。在建造该栽培系统时,需按目标植株的大小来确定根域空间大小,再去选择设定围桶的大小尺寸,如以巨型的番茄树为例,它需设定一个至少1m3以上的根域空间才能培养出单株结千果或万果的巨型番茄树,因为根系的大小与植株的大小是成全息对应相关的。现就番茄树气雾栽培系培的建造进行说明,在生产与科研中为了从实用及简易低成本的角度出发,可以把传统的塑料桶栽培变为可随机编制大小的铁丝网围93、桶栽培,选择宽1.2m,长可任意剪制的铁丝网为材料,制作时先计算好一定大小直径围桶的周长,然后进行取材,如直径为1m的围桶就需截至长3.14m,宽1.2m的方格铁丝网一张,把网两端围接在一起,就成为高度1.2m,直径1m的围桶,再把围桶水平立放于已整好的水平地面上,以地面为桶底,于桶内壁铺衬不漏水的黑色薄膜一张,起到内衬与防漏作用,这样就制成了一个高1.2m,直径1m的立桶,就形成了一个用于番茄栽培的根域大空间,再于立桶的外壁围衬一层反光膜起到反光降温及减少强光透射的作用,为根域创造无光黑暗且相对温度较低的空间环境。立桶制作完毕,接下来的工作就是布设回流管与进液管,回流进液管全可埋设于地下,并94、把从桶底引出的回流支管联接至回流主管上,以实现雾化后养液的收集循环再利用,在桶底回流孔的开口处,需做好内衬薄膜与回流管间的扣接紧固与密封防漏,这样就可以毫无渗漏地把经弥雾的养液全部收集回流至贮液池进行重复利用。这些都按要求做好布设与制作后,就可加扣桶盖、开设定植孔与制作根系生长支承网架。一般桶盖可选择三合板制作的圆板,但内面要喷涂防水漆或衬膜,以防长期的湿气环境造成腐蚀,在圆板的中心部位打一定植孔。如果栽培根系较为庞大的巨型植物,最好定植孔要大,以商售的栅栏状圆桶塑料框作为定植篮,并最好要在篮底绑固上一张具有一定承载力的细筛网架,作为根系平面生长舒展的支承网,有了它作支承,可以防止因重力作用而95、使根系成束密集与成团,不利于营养液的均匀弥雾。这些工作完毕后再于立桶的四周均匀悬挂3-5个雾化性能较好的喷头,并且是可以自由升降调节的悬挂式安装,利于调整根域空间的雾化均匀度。这种方法种植时也是极为简单,只需把包缚有海绵条的植株定植于定植孔或定植篮内即可。这种方式植物生长特快,可以作为观光园区内各种瓜果蔬菜或木本植物栽培,把其栽培具有巨大树体的植物之王,是当前观光农业发展的一个好项目。(3)金字塔式当前农业的种植已渐渐从平面发展至空间,可以大大提高单位面积的使用效率,而利用泡沫扣板搭建而成的金字塔式的栽培系统,现已被科研及生产者所运用,在日本的气雾培植物工厂中,为了充分利用人工光照就是利用这种96、栽培系统,它具有建造方便,管理容易之特点。该栽培系统在叶菜类的栽培中应用较多,搭建栽培系统时,选择厚5cm,宽100cm,长200cm的泡沫板为材料,并在板上按种植的密度进行均匀地打孔,作为植苗的定植孔。把这些打孔的定植板倒V形的搭扣在预先建好的简易苗床上,这种简易苗床是用砖彻围床沿再于底面铺设薄膜而成,以收集回流营养液。泡沫板间的联接缝以泡沫胶粘固,如果为了牢固起见,可以先在苗床上方搭建一个金字塔形的木条框架,再把定植板扣贴在框架上。搭建好由泡沫板组成的塔式种植系统后,再于塔内的中心位置悬吊弥雾管道,可以是1-2道,做到雾化均匀不留死角即可,经这样的建造,一个密封隔热不透光的根域空间就被营造97、而成了,种植时只需用海绵固定,把植株包缚后植于孔内即行,该系统在生产上还常常与氧气或二氧化碳的供给技术相结合,可以使植物的生长速度及产量得以更大幅度的提高,也就是把二氧化碳气或氧气直接输入根域空间,使根系吸收固定更多的碳源,使根系的有氧呼吸更加旺盛,更利于植物的快速生长。(4)管道式:当前用于家庭或观光园区的营养液管道循环栽培系统也叫管道化栽培系统,大多是采用PVC塑料管作为创造根域空间的栽培系统,再把植株定植于打孔的管道上。然后结合营养液的间歇循环,以实现蔬菜花卉草莓等植物的管道式栽培。它具有造型多样化、外观美观与便于立体化建设的特点,但也存在高温季节管道内温度高与根域空间小所造成的缺氧现象98、,如果改成气雾系统就可轻松地得以解决。气雾式的管道栽培系统只需在栽培管道内安装微喷管道即可,也可用超声波雾化器把营养液雾化后用微型鼓风机吹送至栽培管道内以供根系对水份与营养的需要。用这种弥雾方式代替水循环后可有效地防止高温时缺氧,这样的改进使管道化栽培系统得以在阳台楼顶等高温环境下摆设栽培,使它的运用空间更大。(5)拱棚式:气雾培技术以其巨大的植物生长潜能而成为当今与未来栽培技术中最为先进的模式,它可以使农作物的产量与生长速度数倍地提高,是迄今为止任何一种栽培模式所不能比的。但是现有的气雾模式在设施的投入上较大,发达国家的模式更不能搬用,摆在我们面前的工作就是摸索出一种适合中国国情,具有投资省99、易操作能为广大农民朋友所接受的新方法新材料新构架,通过对气雾培原理及实践的不断研究,对各种模式进行大胆偿试与实践,终于找到了一种类似于美国太空飞船上运用的气囊式栽培方法,但是在农田实施,则改进为拱棚式气雾培,最早美国了为能在失重的太空站上实施栽培开发了一种设施要求最为简介的气囊模式,就是用骨架构成根怀空间用绷紧的逢布作为栽培支撑体,可以立体化栽培各种蔬菜与植物,而根据这种模式改进的拱棚方式就更为简单了,它是适合我国农村生产的最简易方法,普通农民就可投资生产。具体的建造如下:A、作床建拱:在田块平整交通方便水电具备的地方皆可建立气雾生产基地,如果是农田施工改造则更为简易,只需按行向挖好具有一定比100、降的两条排水沟,沟与沟的距离为1-1.2米,沟宽为30cm左右,深为15-20cm,然后在宽为1-1.2米的栽培床上铺地膜,以防漏水,这样就形成了W形的床底,两边的深沟作为气雾培营养液的回流沟,中间高的部份就形成了龟背状以防积水,这样沟间距的部份,就可作为铺设雾化喷带所用,再于床上搭扣高度为1-1.2米的高拱,就形成了拱型的骨架,这个拱架的材料在农村可以用毛竹片替代,在郊区施工,可以用电工塑料线管,具有标准整齐而方便的优点,拱杆间距一般以50cm为准,然后再于拱顶纵联一根使整个拱架形成整体,这样才更为牢固与撑载更高的产量。B、铺设喷带:采用进口的不变形皱折的软管正喷喷带,具有高效实用特点,原先101、采用喷头为拱内创造雾化环境,常因喷头的设计而存在死角区,导致植株死亡,有时也会因喷头堵塞而缺水影响生长,采用激光打孔的正喷喷带后这些问题可以有效解决,而且维护及安装也不需像喷头雾化系统那般繁琐,同时成本也可大大降低,只需喷头雾化系统的三分之一成本。把喷带笔直铺设于床中间,平放到龟背上,这样就可以减少平床回流水对喷带的漂浮移位偏移床中心,利于均匀雾化。雾化系统是气雾栽培的关键,为根怀空间创造最适最匀的营养液雾是实现气雾栽培的重要生产技术之一,引进先进的雾化喷带技术,可以简化气雾生产达到实用易普及的生产目的。C、扣栽培黑膜:根怀空间的创造需要实现遮光的黑箱效果,一般采用不透光的黑白膜或黑膜,也可用102、不透光的黑色土工布,按拱大小购置适合宽度的布或膜,覆盖到棚上,并用扣件把膜或布紧扣在拱杆上,就形成了类似于美国气囊模式的半圆形栽培空间,栽培的植物可以按株行距于绷紧的膜布上打孔定植,实现了气雾栽培的简易化操作。这种模式的设计,可以对根怀空间进行充分的设计与利用,可以对拱形的表面积实现比平面最大化的利用,根怀空间设计就是科学地安排地下茎类植物,与须根类植物间的搭配,让根系能在根怀空间内达到最合理的布局,与最大利用率的发挥,这是土壤栽培所不能实现与考虑的问题。地上植物的栽培设计可以实现生态与立体设计,高大的种于拱背,矮小的种于拱侧,地下茎类承重大的可以以拱形撑杆为支架进行固定,如姜的栽培可以直接把103、姜种用橡皮圈或扎带固定于拱杆上,再于膜或布上开孔让芽外长即可。营养液的供应与计算机控制系统营养液是植物生长发育的矿质营养基础与水份基础,它除了配方合理营养元素间的比例匀衡外,还需有适合的浓度与适宜的酸碱度,也就是电导率EC值与PH值要做到科学调配,如果是水培方式还需对营养液的溶氧及液温进行控制,但在雾培情况下,溶氧可以不必考虑,液温的要求也没有水培这么严格,这样可使营养液的调控实现简易化。在生产中只需对养液的浓度及PH值进行控制即可,这些调控都可集中在一个回流的营养液池中完成。把相关参数调控适宜后再经营养液供给管道以弥雾的方式供应到栽培系统的根域空间内,实现根系的气雾培养。营养供给系统由动力系104、统、管道、喷头组成,其中管道又分供液管与养液收集回流管组成,供液管又由主管及各级的支管或毛管联接而成,动力系统是实现营养液雾化的动力源,它可以是水泵也可以是压力罐,配置功率或压力的大小由面积及喷头所需的压力来决定,面积大动力功率与压力就要大,可通过计算后确定配置。在规模化生产或植物工厂中,营养液的调控、系统运行及各种执行动作都是通过计算机自动控制来实现,用于气雾栽培的计算机控制系统具有以下三方面功能,其一是对养液的科学调控,其二是对外环境的自动调控,其三是对根域环境的自动控制。这三者的控制构成了气雾培的自动控制系统。计算机控制系统由三大部份组成,传感器、运算中心、执行动作部件,三者之间的控制逻105、辑如下,传感器采集外环境、养液及根域环境的各种参数,比如营养液的EC值、PH值、液温、还有根域环境的温度与湿度,然后计算机按专家系统或植物生长模式进行运算判断发出执行指令,再自动开启相关的执行部件进行调控,如养液的EC值过低,就自动添加母液,过高就注入清水,通过开启相关电磁阀来实现启闭。用于雾培的计算机控制系统与水培及温室智能控制上有许多是类同的这里就不作介绍,本文就有异于其它栽培模式所不具有的控制部份进行说明。特别是养液的间歇弥雾控制与根域环境的二氧化碳与氧气供给控制,这两种控制是当前气雾培植物工厂有异于其它模式的关键所在,当然在常规气雾培中可以不需考虑二氧化碳气与氧气的根域控制,但这二种气106、体的科学供给能为植物的生长能发挥出更大的生产潜力,所以也被目前广大的气雾培生产科研单位所应用。(1)如何实现弥雾的间歇控制,间歇弥雾控制最简单的方法就是在计算机程序中设定与外界环境温度相关的时间模块控制技术,也就是当外界温度升高时,弥雾越频繁,温度降低时,间歇时间越长,并可因植物生长的不同阶段进行频率及间歇时间的人为调整,这种方法是以采集的环境参数为参照来确定弥雾方式与间歇时间,虽也较科学但不是最精确。(2)以茎胀速与昼夜变量为参数参照的精确控制方法。采用微米级的微位移传感器夹置于植株的茎干或叶片上,利用水份变化胀落对茎干直径产生影响的机理来运算确定弥雾方式与时间的控制方法。当植株失水时会使干107、茎甚至是叶片的厚薄发生微胀落,再按胀落的幅度参数为参照确定弥雾的强度与时间。达到精确控制科学供雾的目的,这种方式在日本的植物工厂中已被运用,它的技术关键在于不同植物生长模式或专家系统的科学建立,在于计算机的精确传感与控制。对于我国目前的生产力水平来说,大多是采用第一种控制方案较易被生产及科研所运用。但随着高新技术的不断发展一些以生理传感器采集数据,以精准生长模式为判断的更先进控制技术也将渐渐地被生产科研单位得以开发与运用。(3)根域环境的供气控制技术。叶片是吸收二氧化碳进行光合作用的重要器官,这已是众所周知的常识,但其实植物的根系也具有强大的吸收与固定转化二氧化碳的能力,这对于加快生长速度及产108、量来说也是一项较为重要的辅助技术,特别是在气雾培中具有比其它任何一种模式更易实施的优点,可以向根域环境内直接施放二氧化碳气与氧气,也可以把氧气及二氧化碳气采用气液混合技术溶入营养液中,通过弥雾一起供给。对于根域环境的二氧化碳浓度一般以1000-1500ppm为量佳浓度,可以采用二氧化碳传感器进行精确控制,也可用间歇供给方式进行模糊控制。据生产表明这种基于气雾培的二氧化碳及氧气供给技术的实施对于设施条件下气雾培的增产效应极为明显。气雾培是一种新型的栽培模式,它是基于工程技术、生物技术、计算机控制技术基础上的一种全新栽培模式,据专家分析预测,它将是未来高效农业模式中最为先进,对植物生长潜能开发最为109、有效的栽培模式,相信不久的将来也会在我国得以普及与运用。项目的示意图及应用效果1示意图2应用效果图气雾柱式栽培效果塔式栽培效果番茄单株结万果的气雾培效果3.2.7生产流程产品的生产过程包括从选种育苗到出厂销售的整个过程,公司针对整个过程在各关键控制点上进行严格的控制。雾培蔬菜生产流程简图1选种阶段公司将选取优质、无病虫害的种子,并通过空间电场防病促生、电功能水等技术对种子进行处理,使其具有更大的抗病虫害性。2育苗阶段以严格的标准选取浸泡液对种子进行浸泡脱脂,选择良好的基质进行育苗,并严格依照公司标准控制育苗时间。3栽培生长阶段选取较为良好的种苗,人工栽到圆柱型栽培柱上。作物生长以及系统运行过程110、,由植物生长计算机控制系统调节、控制,为作物创造出最为适宜的环境,促进作物快速生长。同时,采用鱼菜共生系统将鱼池肥水通过基质的物理过滤、植物吸收等方式,使水中的富营养化物质得以净化,使原本受污的排泄水变得清澈无害,从而利于蔬菜根系吸收,并通过循环系统再次流入鱼池供鱼类生长。在整个肥水净化成营养液后,采用植物计算机控制系统来感知植物生长所需适宜条件,及时、自动化地提供植物所需营养。4病虫害防治公司在生产过程中不使用任何化学合成农药,以及由基因工程技术生产的产品。气雾蔬菜病虫草害防治坚持“预防为主,防治结合”的原则。通过选用抗病品种、空间电场防病促生技术、多样化间作套种、电功能水、生物农药、保护天111、敌等农业措施和物理措施综合防治病虫草害。除此之外,公司制定了严格的标准化生产管理体系,产品生产过程严格按照生产标准操作。5采摘阶段当作物成熟时,公司初期将用滑轮悬挂装置将分层栽培柱放置地面进行人工采摘,同时,结合升降梯等装置解决高层植株的采摘问题。在发展后期,公司将考虑把现今正在研究开发的自动化采摘系统运用于公司的工厂化生产中。6产品检测作物生长过程基本由计算机控制完成,可以实现统一检测,统一喷雾,统一施肥,统一管理,更能保证产品的质量和安全。产品在上市前均配有一张“身份证”,上面记录有“基地名称”、“品名”、“批号”、“采收人”、“采收时间”等身份标记,实行“一个基地一个编码一套档案”的管理112、模式,在监管过程中,可以通过产品的生产批号找到相应的基地档案,核查出该批蔬菜的耕作记录、施肥记录、运输过程、原料验收记录等。产品采收前需进行安全和营养检测,未达标产品一律销毁。此外,公司对市场上销售的产品进行不定期的抽检,以确保全部产品达到优质蔬菜标准。产品检测包括以下几项:1.感官评定:包括雾培蔬菜的外形、色泽、气味、口感、质地等。2.理化检测:包括应有的成份指标。如蛋白质、脂肪、水分、灰分、糖类、维生素、硝酸盐等。这些指标都不得低于国际标准,农药残留和重金属含量等污染指标与国外先进指标或国际标准接轨。3.食品卫生检测:雾培蔬菜卫生标准通常高于或等同现行有关国家、部门、行业标准。卫生检测标准113、分三部分:农药残留、有害重金属和细菌等。3.2.8产品包装与运输1.包装公司所使用的包装材料必须具有安全性、可降解性和可重复利用性,如淀粉可食性包装膜。在产品包装过程中不对产品引入污染及对环境造成污染。对包装环境、包装设备、包装人员进行例行检测。优质雾培蔬菜包装,除符合食品包装的基本要求和国家标准GB77181994食品标签通用标准外,在包装装潢上应符合绿色食品标志设计标准手册的要求。蔬菜采摘后直接运送至包装车间,按照一整套严格的包装程序进行包装。首先进行必要的清洗和摘除,包括枯叶、黄叶、烂叶等。然后对产品进行严格的挑选、分级,确保公司产品商品性和优质性。最后,公司针对目标客户的不同采用分类包114、装。家庭消费采用一斤装,餐饮消费采用10斤装。这样的产品包装能延长蔬菜的保鲜期,减少运输所带来的营养元素损耗,保持蔬菜原有口味,增加产品美观度,保证优质雾培蔬菜的营养和安全。2运输公司产品运输使用蔬菜专用的“绿色通道”,实现及时化供应,保证产品新鲜度。运输注意事项:1.雾培蔬菜的运输(1)装运前必须进行食品质量检查。在食品、标签与账单三者之间相符的情况下才能装运。(2)不同种类的雾培蔬菜运输时必须严格分开,不允许性质相反和互相串味的产品混装在一个车厢内。(3)在运输和装卸过程中,混杂使用的运输工具在装载雾培蔬菜前应清洗干净。工具及容器上应设立专门的标志和标识,避免与常规产品混杂。外包装上应当贴115、有清晰的雾培蔬菜标志及有关说明。(4)填写雾培蔬菜运输单据时,要做到字迹清晰、内容准确、项目齐全。所有的单据必须保存,以备日后查证。2.有机水产品的运输运输用水的水质、温度和含氧量应适合运输公司生产的有机水产品,尽量减少运输的距离和频率。运输设备和材料必须对生物没有潜在的毒性影响。运输前或运输过程中,禁止任何添加剂和化学物质加入,避免或减少对鲜活水产品的机械损伤。四、项目的技术方案:主要技术方案简介1气雾栽培它是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以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。作物悬挂在一个密闭的栽培装置(槽、箱或床)中,而根系裸露在栽培装置内部,营养液通116、过喷雾装置雾化后喷射到根系表面。它是所有无土栽培技术中根系的水气矛盾解决得最好的一种形式,同时它也易于自动化控制和进行立体栽培,提高温室空间的利用率。空间是无限的,平面的平地是有限的,空气是无限的,土壤是有限的,只有向空中发展,只有用空气代替土壤,种植业的发展才可以说是一次革命性的跨越。石油是有限的,而太阳能及风能是无限的,只有建立以太阳能为生产生长主要能源的模式才是永续的模式。立柱式气雾培栽培蔬菜就是充分地利用空间的同时又能最大化地利用太阳能源,可能用于光合作用,也可以光伏发电以供动力。气雾培可以让根环境处于最佳的水气肥环境,这种模式根系悬空于空中,氧气得以最大化供给,肥水通过雾化的方式提供117、,矿质离子及水份的吸收能得以充足的保证,根在富氧环境下能发挥出最大的能量转换率,所以离子交换吸收的速度又比其它任何方式都要快,使植物能发挥出最大的生长潜能,它是气雾培模式快速生长的核心所在。土壤栽培与基质培,根系穿梭生长是固态环境中,总会或多或少地遇到土壤颗粒与人工基粒的生长阻力,植物为了克服阻力会以减缓根系生长或加厚根系表皮组织的方式来形成特有的陆生根,这种根的吸收效率与生长速度远不及水生根或气雾培的气生根来得快,所以气生根或水生根大多比陆生根要发达的多,而且根表皮或皮层也没有加厚现象,能保持长久的洁白与高强的代谢活性。这些都为气雾培模式创造了根系最佳的生理基础,也是它快速生长的原因之一。目118、前,气雾培在生长上运用也将越来越多,生产科研上都得以有效的证明,它是一种极具生长潜力的新型栽培模式,不管是木本、草本、藤本植物都能使它的生长发挥出最大的发育潜能,在不改变基因的情况下,实现作物栽培的速生优质与高产。大大提高了生产效益,减少了管理投放,是未来农业中最为先进的栽培模式。气雾培根系的特点气雾栽培是一种把根系的生长潜力发挥到最大化的新型栽培模式,是根深叶茂这句话的最经典印证,是最为直观的证明,气雾栽培植物的根系有着令人惊叹的发育程度,是不管哪种栽培都不能相比的,根系的总数量,总长度,总表面积都数倍甚至上百倍于土壤栽培,与其说是栽培技术上的革命,还不如说是地下根系的一次彻底革命。生物的环119、境生态适应性,在处处都得以体现,在植物的任何一个器官上都能体现,这也是生物进化的理由,物种分化的根源。根系的生态适应性,表现在根形态根生理根功能与根作用。2.物理农业自从李比希这位伟大的农业化学家提出了植物的矿质营养学说后,世界的农业就开始以传统的农业向化学农业迈进,化学肥料与农业给农业带来的增产与增收可以说是空前绝后的,是划时代的,但同时也为农业带来了各种污染与残留,又给化学农业打上了一个沉重的问号,它是可持续发展吗,是否来农业的必由之路吗?等问题.在化学农业发展到高峰之际,也是化学农业出现瓶颈之时,一种新型的农业应运而生,这就是科学发展的螺旋形规律,这就是与化学相向的物理农业,化学农业利用120、各种化学反应与化学物质为基础掀起了一场农业革命,而物理农业则以能量为基础孕育了另外一种模式的新型农业.何为能量何为物质,其实物质是能量的一种表现形态,从某种角度来说又是统一的,无非一种是直观可视的而另一种是无形不可视的.而可视可触可闻的化学农业发展到一定阶段后,一种无形的物理农业将以全新的姿态进入了农业科研与生产者的眼帘.物理农业是能量级的农业,是量子力学基础上的农业,是一种发展空间开发潜能更大的农业,它包含了声、波、电、磁、激光、射线、超声波、微波、场等物理因子作用于农业对象的一种模式。就说声学,通过给植物一定声频的刺激可促进植物的光合作用与各种新陈代谢,起到增产增收的效果,这就是现在所说的121、植物声肥。而磁肥,就更熟悉了,在我国70年代始,就有大量的科研者开始研究磁对植物生长的影响,现在已形成了成熟的或是规范化的磁处理技术,已在现代农业中发挥了巨大的作用,如磁促进生长,磁促进变异,磁促进植物对营养的吸收等,还有更为让人不可思议的植物微波场导技术,可以通过植物微波的发射接收及聚散,达到植物间传导生命信息的作用,如可以把一只鸭的生命信息导入一个正在孵化的鸡蛋,经这种场导系统处理后,孵出的小鸡就带有鸭子的性状。或者把黄瓜的微波导入甜瓜中,那么栽培出的甜瓜就有黄瓜味,而神奇的是这些试验的物种间并没有真正的接触。另外电场在植物或动物上的运用更是发展迅速,如通过电整流技术产生的高压直流或交流电122、场作用于植物后,能促进光合作用,促进对水分与营养的吸收,促进细胞的变异等,用于处理种子与促进植物生长或用于生产上的杀菌防病。更令人感到欣慰的是,一种水通过物理电极电解后,就可产生具有杀菌防病效果的水与促进植物生长的水,也叫电功能水,这种水用于农业生产可以说毫无残留与危害。物理技术在农业上的运用可以说是越来越广,越来越神奇,它以从未有过的速度发展着,延伸着,为新时期的农业带来了新的曙光,也对传统农业带来了全新的挑战。物理农业最大的特点就是以电为能量,以人们认知的物理现象为作用手段,而且对生物没有任何的副作用与任何的残留危害,不管是对人或对环境来说都是最为环保最为健康的一种方法与手段。用电来栽培植123、物的电气栽培,用太空射线来诱导变异的太空育种,利用电波或电流电压来破译植物生长发育的的植物语言,用二极管来补光的新型植物工厂。可谓最近十年物理农业的发展是支异军突起的新学科,也是物理与农业的交叉学科,不管是研究也好还是生产都有很大的空间等待着人们去挖掘去探索,就象一个无尽的宝藏,为新时期的农业带来了新的发展机遇,带来了一场空前绝后的农业革命。物理农业主要技术内容包括声波助长技术;空间电场防病促生技术;种子磁化技术;电子杀虫技术:(1)声波助长技术对植物施加特定频率的谐振波,使植物产生生理共振,从而加快植物体活细胞内生物电流的运动速度,促进植物生长,提高作物产量。瓜果蔬菜听了声波助长仪放出的特定124、频率的音乐后,生长周期缩短了,产量提高了,口感好了,连病虫害也少了许多。(2)空间电场防病促生技术空间电场防病促生技术:空间电场防病促生系统在温室建立空间电场,以及电极线放放出高能带电粒子、臭氧和氮氧化物,使土壤与植株生活体系中形成微弱的直流电流,防治土传、气传病害,同时可以持续提高植物的光合作用强度并获得显著的增产效果。同时对静化粉尘、空气微生物、有害气体,具有较好的作用。(3)等离子体种子处理技术仿照空间的部分等离子体环境,即在机器内部形成光、电、磁、活性粒子、臭氧及变速运动的空间,种子在自由落体处理过程中接受不同能量的光辐射、电磁辐射、电磁场的激励及带电粒子轰击,短时间、低强度、微剂量各125、种物理能量综合作用于种子,加速酶的转化,增加可溶性糖和可溶性蛋白,促进基因的表达,使其增产。该技术具有高种子活力、提高作物抗逆性并对种子消毒、促进作物生长、提高作物产量、改善品质等几个方面的显著作用。等离子体种子处理技术科技含量高、作用效果显著,(4)植物声频促生技术植物声频控制技术是建立在研究植物的声学特性与植物生长发育之间的关系以及外界因素对其影响的基础上,声波本身是一种能量,它可以被植物匹配吸收,发生谐振,使植物健康的生长发育,促进其光合吸收、运输和转化,起到生长刺激作用。同时,声波处理可以降低植物的阻抗,增强其生理活性,所以声波又是一种物理肥源。能有效促进各种营养元素的吸收、传输和转化126、,增强植物的光合作用和吸收能力,促进生长发育,达到增产、增收、优质、抗病的目的。(5)种子磁化促生技术本技术采用多级交变磁极处理结构进行落种处理,种子在磁场处理正向效应规定的磁场强度范围内受到微磁化和物质结构扭变处理,处理后的种子播种于土壤中会与土壤形成生化、物理性质的互作,带有微磁性的种子会将其周边的微量元素铁磁性物质、顺磁性物质吸引至种子表皮土壤固液混合相组成的活性界面中,扭变的膜结构会在土壤环境中慢慢得到修复,之后种子萌发并加以利用丰富的微量元素构建丰产的物质基础。另一方面,微磁性种子还能够解析土壤吸附性磷元素,增加土壤有效磷的含量。xx市xx农业科技发展有限公司派专人到xx农科院学习气127、雾栽培技术。并经xx主人授权,将气雾栽培项目在xx市xx乡建立栽培基地。技术证明: 技术授权书 兹有技术拥有人xx农业科学院xx,把起研究的科研成果植物非试管快繁技术研究与应用、工厂化设施农业智能控制系统研制与卡发授权予xx市xx农业科技发展有限公司进行成功转化。授权技术内容包括:植物非试管克隆技术、气雾栽培工厂化生产技术、水培花卉驯化技术、植物工厂技术等,准予在江西范围内独家适用并推广及产业化。特此授权授权人: 20xx年4月8日气雾栽培的先进性评价及发展优势气雾栽培以其独特的优势必将成为未来蔬菜发展的一种主要栽培技术,是科技进步与社会发展的必然,更是生态环保绿色可持续生产的一种趋势选择。它128、可以使当前仅有的土地发挥数倍的效益,而且可以让一些原本不可耕的区域变成可耕作的农园,只要有光照,不管是自然光还是人工光的情况下,都可以利用空间进行气雾生产,也可以这么说只要有空间就可以进行植物的栽培,是拓展性与适用性最强的技术。在遥想未来农业前景时,只有气雾培能给人最大的鼓舞与自信,因为它是目前为止,最为先进最为高效最为环保最为安全的生产技术,如果与植物工厂技术结合,蔬菜的生产模式将发生彻底性的改变与革命,在工厂化洁净化的环境中,进行立体式的生产,而且是流程式的管理,蔬菜可以厂房内完成周年不受限地生产,没有气候的限制,也没有病虫的危害,一株株整齐划一的蔬菜像被工业化加工似的从植物工厂中被输送出129、来,而且品质口感一流,外观翠绿诱人,没有任何病虫斑,没有任何粉尘及泥土的污染,更无农药等化学的残留,是一种真正的安全型食品。而且这种模式可以在地球的任何角落生产,在极地、在孤岛、在沙漠、在海上、在地下、在太空、甚至是月球与火星,都可以进行无受限地生产,所以说,气雾栽培的美好前景与优势,必将成为人类发展史上的一次伟大里程碑与技术革新。五、项目实施地点和基础条件1. 项目实施的具体地点:江西省xx市xx乡xx村xx小组。xx市xx农业科技发展有限公司,坐落在xx乡,地处交通要道,离xx市区只有15公里,临近玉山、横峰、上饶、婺源。便利的交通,为该项目的发展提供了有利的地理条件。项目带动区域:项目实130、施于xx乡千亩无公害蔬菜基地,可带动周边4个乡镇蔬菜种植面积4000余亩,技术培训菜农预计达到1000余人。2xx市xx农业科技发展有限公司,拥有精干的技术队伍和专业的技术后台。公司坐落在xx乡,交通便利。公司与安徽农科院、xx农科院合作,在2009年底一期建成投资300万元人名币的30亩水生气雾栽培基地。本园区地理优越,环境优美,农业园采用的计算机智能化管理技术、有机生态无土栽培技术、汽雾栽培技术和植物王栽培技术堪称现代农业高新技术典范。xx市xx农业气雾栽培基地秉承高效、创新、务实、创业”的发展理念,以生产规模化、产品绿色化、经营集约化、服务社会化”为发展导向,对本园特色农产品实行绿色、无131、公害的标准化、规模化生产和产业化开发。六、项目实施组织和进度安排蔬菜气雾栽培项目是组织实施单位:xx市xx科技开发有限公司。技术联盟协作单位:xx农科院农业智能化快繁中心。实施进度计划:以30亩塑料连栋温室基地建设为例,包括选址、谈判、材料和设备购买、大棚搭建、设备安装、人员招聘与培训、建成后的试运行,共需80天。项目实施具体步骤:A、作床建拱:在田块平整交通方便水电具备的地方皆可建立气雾生产基地,如果是农田施工改造则更为简易,只需按行向挖好具有一定比降的两条排水沟,沟与沟的距离为1-1.2米,沟宽为30cm左右,深为15-20cm,然后在宽为1-1.2米的栽培床上铺地膜,以防漏水,这样就形成132、了W形的床底,两边的深沟作为气雾培营养液的回流沟,中间高的部份就形成了龟背状以防积水,这样沟间距的部份,就可作为铺设雾化喷带所用,再于床上搭扣高度为1-1.2米的高拱,就形成了拱型的骨架,这个拱架的材料在农村可以用毛竹片替代,在郊区施工,可以用电工塑料线管,具有标准整齐而方便的优点,拱杆间距一般以50cm为准,然后再于拱顶纵联一根使整个拱架形成整体,这样才更为牢固与撑载更高的产量。B、铺设喷带:采用进口的不变形皱折的软管正喷喷带,具有高效实用特点,原先采用喷头为拱内创造雾化环境,常因喷头的设计而存在死角区,导致植株死亡,有时也会因喷头堵塞而缺水影响生长,采用激光打孔的正喷喷带后这些问题可以有效133、解决,而且维护及安装也不需像喷头雾化系统那般繁琐,同时成本也可大大降低,只需喷头雾化系统的三分之一成本。把喷带笔直铺设于床中间,平放到龟背上,这样就可以减少平床回流水对喷带的漂浮移位偏移床中心,利于均匀雾化。雾化系统是气雾栽培的关键,为根怀空间创造最适最匀的营养液雾是实现气雾栽培的重要生产技术之一,引进先进的雾化喷带技术,可以简化气雾生产达到实用易普及的生产目的。C、扣栽培黑膜:根怀空间的创造需要实现遮光的黑箱效果,一般采用不透光的黑白膜或黑膜,也可用不透光的黑色土工布,按拱大小购置适合宽度的布或膜,覆盖到棚上,并用扣件把膜或布紧扣在拱杆上,就形成了类似于美国气囊模式的半圆形栽培空间,栽培的植134、物可以按株行距于绷紧的膜布上打孔定植,实现了气雾栽培的简易化操作。这种模式的设计,可以对根怀空间进行充分的设计与利用,可以对拱形的表面积实现比平面最大化的利用,根怀空间设计就是科学地安排地下茎类植物,与须根类植物间的搭配,让根系能在根怀空间内达到最合理的布局,与最大利用率的发挥,这是土壤栽培所不能实现与考虑的问题。地上植物的栽培设计可以实现生态与立体设计,高大的种于拱背,矮小的种于拱侧,地下茎类承重大的可以以拱形撑杆为支架进行固定,如姜的栽培可以直接把姜种用橡皮圈或扎带固定于拱杆上,再于膜或布上开孔让芽外长即可。营养液的供应与计算机控制系统营养液是植物生长发育的矿质营养基础与水份基础,它除了配135、方合理营养元素间的比例匀衡外,还需有适合的浓度与适宜的酸碱度,也就是电导率EC值与PH值要做到科学调配,如果是水培方式还需对营养液的溶氧及液温进行控制,但在雾培情况下,溶氧可以不必考虑,液温的要求也没有水培这么严格,这样可使营养液的调控实现简易化。在生产中只需对养液的浓度及PH值进行控制即可,这些调控都可集中在一个回流的营养液池中完成。把相关参数调控适宜后再经营养液供给管道以弥雾的方式供应到栽培系统的根域空间内,实现根系的气雾培养。营养供给系统由动力系统、管道、喷头组成,其中管道又分供液管与养液收集回流管组成,供液管又由主管及各级的支管或毛管联接而成,动力系统是实现营养液雾化的动力源,它可以是136、水泵也可以是压力罐,配置功率或压力的大小由面积及喷头所需的压力来决定,面积大动力功率与压力就要大,可通过计算后确定配置。七、项目考核指标气雾栽培平均每亩需10万元,但采用这种模式栽培,空间利用率及复种指数的提高,使单位面积产量实现几何级的倍增,如667平方米(1亩)的蔬菜工厂,相当于常规栽培至少5-6亩面积的产量,也就是说大棚的投入上只需常规建造5-6亩蔬菜大棚的1/5成本,可以说投入一亩的气雾栽培与土壤栽培5亩的基础设施投入相当。另外,工厂化集约化的管理模式,劳动力的投入成本只需原来的1/5-1/10,常规栽培种植50-60亩蔬菜至少需要25-30人,而采用工厂化模式只需长期工5-10人,再137、加上运行成本的降低,工厂化栽培的水与肥实现循环运用零排放管理,只需原来相同产量用水的1/20,用肥量的1/3。产量却几何级倍增,经营10亩气雾蔬菜,至少相当传统种植50亩普通蔬菜的产量,而且蔬菜品质是普通蔬菜所不能比的,自然其价格也是普通蔬菜价格的数倍,按照当前国内与国际市场情况,气雾蔬菜是普通蔬菜平均价格的3倍,以普通城市平均价计,至少可达每公斤10元以上,以亩产蔬菜最低产量计算,气雾蔬菜通常可达20吨/亩,折合产值每亩为,20万元,10亩产值为200万元,而生产管理成本只需传统1/10,每亩年管理运行成本约2万元,30亩则为60万元,10亩项目基地运作半年就可收回成本,其效益与效率是目前蔬138、菜栽培领域回报最快效益最高的模式。另外,更为重要的是,目前蔬菜工厂以全新的概念展现出独特的农业风格,会吸引更多的观光旅游休闲消费者,产生的其它效应与效益是无可估计的,不管是经济效益或社会效益都能达到比传统农业有更高的回报率。而且栽培的蔬菜皆属无公害高档优质蔬菜,售价自然不菲,产品价格可以几倍地提高,对于投资者来说还是一个回收较高的项目,对于一些有实力的企业,还是可以率先发展与示范,为我国蔬菜工厂的建造与发展作出应有的贡献。技术应用示范新品种(个)5开发新工艺(条)5开发新产品/设备(个)建立生产线(条)基地建设建立示范基地(个)1示范基地面积(亩)10推广技术数量(个)4覆盖乡镇数量(个)1经139、济效益销售收入(万元)200净利润(万元)170缴税总额(万元)创汇(万美元)社会效益新增就业(人)15带动农民增收(万元)0.26农户培训(人次)130就业培训(人次)60八、项目经费预算蔬菜气雾培工厂化生产是种高投入高产出栽培方式,农业发展至最高境界的一种生产模式,它能比常栽培有更好的上市稳定性,有更大的单位产出量,有更好品质保证,有更广泛的栽培适应性,而且有更多的观光休闲旅游科普功能,是当前农业发展史上,最具先进性与代表性的技术,具有里程碑的作用,这也决定了它具有高投入高成本高起点的建造成本与风格,现就10亩面积工厂化基地的投入为计算单元进行成本与效益核算,罗列以下所需的材料与投入清单:140、1、 设施大棚每亩30000元计算,10亩面积需投入:30万元2、 栽培板及灌溉雾化系统投入以每亩地15000元计,10亩面积需投入:15万元3、 计算机控制系统:包括各种传感器,自动控制及远程软件,大约15万元。4、 杀菌、补光、加温、致冷、通风、供气、营养调控等控制设备与设施,大约投入20万元左右。5、 其它相关的设备设施与工具,如播种机,收获包装机、贮藏保鲜库等15万元。6、 不可估算的投入大致以10万元计。总投入约:105万元投入虽大,平均每亩需10万元,但采用这种模式栽培,空间利用率及复种指数的提高,使单位面积产量实现几何级的倍增,如667平方米(1亩)的蔬菜工厂,相当于常规栽培至少141、5-6亩面积的产量,也就是说大棚的投入上只需常规建造5-6亩蔬菜大棚的1/5成本,可以说投入一亩的气雾栽培与土壤栽培5亩的基础设施投入相当。单位:万元经费来源预算经费支出预算科 目预算数科 目预算数来源预算合计支出预算合计一、省级科技拨款60万一、设备费60万二、部门拨款20万 1、购置设备费40万三、地方拨款5万 2、试制设备费20万四、银行贷款 3、设备改造与租赁费五、单位自筹15万二、材料费六、其它来源三、测试化验加工费5万四、燃料动力费5万五、差旅费六、会议费七、国际合作与交流费5万八、出版/文献/信息传播/知识产权事务费九、劳务费15万十、专家咨询费十一、管理费5万十二、其他5万九、142、经济、社会、生态评价蔬菜气雾栽培生产项目采用了工厂化集约化的管理模式,劳动力的投入成本只需原来的1/5-1/10,常规栽培种植50-60亩蔬菜至少需要25-30人,而采用工厂化模式只需长期工5-10人,再加上运行成本的降低,工厂化栽培的水与肥实现循环运用零排放管理,只需原来相同产量用水的1/20,用肥量的1/3。产量却几何级倍增,经营10亩气雾蔬菜,至少相当传统种植50亩普通蔬菜的产量,而且蔬菜品质是普通蔬菜所不能比的,自然其价格也是普通蔬菜价格的数倍,按照当前国内与国际市场情况,气雾蔬菜是普通蔬菜平均价格的3倍,以普通城市平均价计,至少可达每公斤10元以上,以亩产蔬菜最低产量计算,气雾蔬菜通143、常可达20吨/亩,折合产值每亩为,20万元,10亩产值为200万元,而生产管理成本只需传统1/10,每亩年管理运行成本约2万元,10亩则为20万元,10亩项目基地运作半年就可收回成本,其效益与效率是目前蔬菜栽培领域回报最快效益最高的模式。另外,更为重要的是,目前蔬菜工厂以全新的概念展现出独特的农业风格,会吸引更多的观光旅游休闲消费者,产生的其它效应与效益是无可估计的,不管是经济效益或社会效益都能达到比传统农业有更高的回报率。而且栽培的蔬菜皆属无公害高档优质蔬菜,售价自然不菲,产品价格可以几倍地提高,对于投资者来说还是一个回收较高的项目,对于一些有实力的企业,还是可以率先发展与示范,为我国蔬菜工厂的建造与发展作出应有的贡献。气雾栽培以其独特的优势必将成为未来蔬菜发展的一种主要栽培技术,是科技进步与社会发展的必然,更是生态环保绿色可持续生产的一种趋势选择。它可以使当前仅有的土地发挥数倍的效益,而且可以让一些原本不可耕的区域变成可耕作的农园,只要有光照,不管是自然光还是人工光的情况下,都可以利用空间进行气雾生产,也可以这么说只要有空间就可以进行植物的栽培,是拓展性与适用性最强的技术。