2020-10-14 未来粮食怎么种植？- 气雾培养技术简介

众所周知，粮食问题一直是人类社会发展需要解决的关键问题，简单查询了一下，数字令我有点瞠目结舌:联合国发布《2019新冠病毒对粮食安全和营养造成的影响》政策简报，秘书长古特雷斯发出警告：全球正面临50年来最严峻的粮食危机！全球约20亿人处于“隐性饥饿”，8.2亿人吃不饱，未来，或将有4900万人陷入贫困和饥饿。

在未来可否能真正接近粮食危机的问题呢？从我乐观理性派的角度来理解，这个问题一定会解决。那么解决问题的办法来自于哪里呢？技术进步。

这一议题来着今天听到精英日课。对于我们普通人来说，粮食只能种在地里，还能种在哪呢？但其实，栽培技术已经早已不限于土壤培植和液体培植了，目前比较流行的种植方式竟然是“气雾培养”。该项技术如果能够发扬光大，长久以来困扰人类社会发展的粮食问题，在未来的某一天真的已经不再会成为一个问题了。

气雾培养技术是怎样的呢？气雾技术的优缺点是什么？未来气雾技术能够替代传统农业多少的比例呢？限制气雾技术发展的瓶颈是什么？

带着这些问题，开始进行资料搜集。时间有限，今日内容主要来自知乎。

从理论上讲，在植物的生长发育、生物量、产量和品质上，气雾栽培都比土壤栽培要优越。

植物生长靠根系吸收水和矿物质元素。气雾栽培并没有违背植物生长规律，而是给植物创造一个更有利于产量及品质表达的根域环境。

当然从现在重复化学耕作的土壤来说，气雾栽培普遍在营养价值上会高于常规栽培的。

（1）可实现工厂化清洁生产。首先生产环境实现工厂化清洁化，可望生产出免农药或者减农药的产品，而且完全脱离土壤的复杂环境后，与土壤栽培相比，生产出来的蔬菜至少大肠杆菌不会超标，可供直接食用。另外，气雾培蔬菜普遍外观漂亮、无病虫斑，组织器官巨大化趋势，而且口感好，营养价值高，作为清洁型安全高档蔬菜被市场认可。

（2）气雾栽培蔬菜营养价值高。作为蔬菜重要的营养价值作为蔬菜重要的营养价值指标就是维生素含量，曾有报道在植物工厂环境下，人工光的养液水培环境下，所产的叶菜不管是酸化型还是还原型VC含量都达普通土壤栽培的三倍。

另外，从上表可知，作为蔬菜的硝酸盐含量也是重要的品质指标，雾培环境下没有超标，而且雾培的优势，可以在叶菜采收前1-3天根雾喷清水，可以把硝酸盐降低最低水平，而土壤栽培无法控制。大多数叶菜都是喜硝作物，所以在叶菜气雾培时，得降低营养液总浓度，减少使用剂量。比如，生菜在N施用量控制在8mmol/L的浓度范围内，对生长、品质及营养积累没有影响，而硝酸盐可控制安全范围。总之气雾栽培在硝酸盐控制上还是可以做到相对的人为可控。

气雾培叶菜普遍表现生长速度加快、叶色浓绿、叶型硕大而幼嫩肥厚、水分充足，烹饪口感佳而且高温下不易泛黄。

（3）气雾栽培果菜类，则开花早，结果多。果型正，商品外观好。如气雾培的番茄可溶性固形物比土耕栽培多280％，维生素C含量则由18毫克／100克增加到35毫克／100克，总酸增加3倍．硬度达到6．4千克／厘米2，比土壤栽培提高1倍，维生素A的含量也稍有增加，干物质含量增加近1倍，加上味道纯正、口感好，深受消费者的欢迎。

但在种植中，也会出现低段果采收的番茄不如土壤种植，这与雾培番茄枝叶生长茂盛，低段果受光少有交，待长至高段时，果实VC随着受光量增加，VC含量急剧增高。所以在番茄栽培时，低段果附近适当摘叶有利于VC的合成，但无叶又会抑制VC形成，至少得保持二叶。另外，黄瓜雾培口感更为清脆，而且黄瓜香味更浓，这是雾培黄瓜的普遍认知。

（4）气雾栽培其他作物或果树均有较优秀的表现。由于根系环境优化，作物、果树光合作物、呼吸作用及各种次生代谢旺盛有关，让表达品质及产量的基因能更充分表达。如芳香类蔬菜，芹菜、香菜、紫苏等，用雾培后，比土壤栽培香味更浓，而芳香物质的挥发性更好，手碰触即留香。气雾栽培蔬菜瓜果甚至药用植物或者果树，其综合商品性普遍变好。

缺点

1、投资运行管理费用高。气雾栽培属于设施栽培，前期建造设施和采购设备需投入大量资金，后期运行费用也较高。气雾栽培生产中需要依据植物种类和生长阶段选用适宜的营养液配方，不同植物的营养液最适宜EC 值、pH 值不同，并且需要专业人员进行管理和调配，增加了气雾栽培技术的管理成本。在我国，普通农民无法承担如此高的费用，这也是目前气雾栽培技术在我国未普及的一个根本原因。

2、植物营养健全问题。大量试验证明气雾栽培蔬菜和水果等生长周期缩短，其品质指标不仅没有下降，相反矿质元素含量还有显著提高。但气雾栽培环境对药用植物的药用成分积累不利，可能是营养液配制问题，当前营养液配制思路仅仅解决了植物必需元素配方问题，对于植物营养健全问题并未真正了解，这是气雾栽培面临的主要技术问题，有必要对其进行深入研究。   

3、营养液循环流动可造成植物病菌传染。气雾栽培温室由于连作、重茬，导致室内残存许多病原菌，如果设备内遗留下的病原体发病，即随着营养液循环流动，病毒会快速传播，导致大棚内其他植物染病。长期使用矿质营养液会在栽培的植物中出现硝酸盐累积等问题，对植物生长不利，应该往有机营养液的方向发展。

4、需要可持续长期稳定电源。目前气雾栽培技术几乎都是电网依赖模式，在种植过程中一旦遇到任何电路故障问题，直接危害植物正常生长甚至导致植物死亡。在一些偏远地区，电力尚不通达，阻碍气雾栽培模式的发展。有必要突破对电网的依赖，用太阳能发电、风力发电、沼气发电等满足电力供应.

从目前气雾培养技术存在的问题来看，技术方面的问题都不是根本问题可以解决，而管理方面的问题随着应用范围扩大，产业的发展，因规模小导致的生产成本高这一问题必然会得到解决。而另一个问题，能源，必将随着人类能源问题的解决而解决，能源问题解决，粮食问题的解决就是指日可待的事情。

本人的研究工作也完全可以与此类其他学科的前沿工作进行结合，开发出能适用于气雾培养用的生物调理剂，能够更好的增强营养吸收效果，为未来农业发展做出贡献。