連棟溫室果蔬菜氣霧栽培的可行性分析報(bào)告(可編輯).doc

連棟溫室果蔬菜氣霧栽培的可行性分析報(bào)告 連棟溫室果蔬菜氣霧栽培 的可行性分析報(bào)告 主持與實(shí)施單位： 技術(shù)協(xié)作單位： 2011-12-5 項(xiàng)目目錄書(shū) 項(xiàng)目概況.1 項(xiàng)目背景.15 開(kāi)發(fā)目標(biāo)和實(shí)施內(nèi)容 .19 項(xiàng)目的技術(shù)方案.34 項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)和基礎(chǔ)條件.41 項(xiàng)目適時(shí)組織和進(jìn)度安排.41 項(xiàng)目考核指標(biāo).42 項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算.43 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)評(píng)價(jià).44 一、項(xiàng)目概況 蔬菜工業(yè)化生產(chǎn)的探索已有半個(gè)多世紀(jì)的歷史，嘗試的模式與方法也較多，但總體來(lái)說(shuō)是沿襲了以下的發(fā)展過(guò)程，從露天到保護(hù)地，從保護(hù)地到人工環(huán)境，從土壤到無(wú)土基質(zhì)栽培，從無(wú)土基質(zhì)栽培再發(fā)展到水培，其間包括管道化的蔬菜工業(yè)，再就是到這里提出的氣霧工業(yè)。所謂氣霧工業(yè)它是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與栽培模式轉(zhuǎn)型發(fā)展過(guò)程中，迄今為止最為先進(jìn)與實(shí)用的技術(shù)，也是能使蔬菜工廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)與生產(chǎn)最大化的新方法。氣霧技術(shù)不僅僅是使蔬菜植物的生長(zhǎng)環(huán)境從水與土壤中解放出來(lái)，更重要的是它可以讓平面耕作輕松地發(fā)展成為空間立體耕作的模式，是對(duì)溫光水氣營(yíng)養(yǎng)設(shè)施等資源的最大化的運(yùn)用，更是工廠(chǎng)化集約化生產(chǎn)環(huán)境創(chuàng)造的最佳模式。所以氣霧蔬菜工業(yè)是最為先進(jìn)的蔬菜工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，以下將系統(tǒng)化地進(jìn)行介紹與闡述，讓大家對(duì)氣霧蔬菜工業(yè)有更為詳盡的了解，讓大家能迅速掌握并用于生產(chǎn)。 （一）氣霧栽培的發(fā)展歷史及國(guó)內(nèi)外概況 植物長(zhǎng)在氣霧當(dāng)中，并不是人類(lèi)的發(fā)明，其實(shí)是自然造化給人類(lèi)的啟示，在大自然中，有許許多多的植物就不需基質(zhì)與土壤而直接生長(zhǎng)附生于巖石及樹(shù)皮上，其至根系直接懸長(zhǎng)于空中而形成壯觀(guān)的氣根世界，這些根最后成熟膨大與盤(pán)根錯(cuò)節(jié)，成為現(xiàn)代雨林氣候原始森林的生態(tài)景觀(guān)，特別是生長(zhǎng)于高濕雨林條件下的榕樹(shù)，氣根是它抗拒自然與適應(yīng)自然所形成的生態(tài)適應(yīng)性特征與形態(tài)的演變。從植物的起源來(lái)說(shuō)，最早的植物是由原生態(tài)植物藻登陸后成為蕨類(lèi)植物，許多蕨類(lèi)植物就是以假根的方式附生于巖石上，從某種角度來(lái)說(shuō)，它也是一種特異的氣生根。還有現(xiàn)在還大量存在的攀崖類(lèi)植的，它也常常具備遇高濕環(huán)境易于節(jié)部長(zhǎng)出氣生根的特性，還有從多的蘭科植物，是一種附生于巖石或樹(shù)皮上的氣生蘭，根系在空中起到吸收水份與營(yíng)養(yǎng)元素的作用。其實(shí)生長(zhǎng)于土壤中或沙漠中的植物它都有較大的空氣間隙以滿(mǎn)足根系對(duì)空氣的需求，土壤顆粒也只是起到保持濕度與營(yíng)養(yǎng)的作用，如果土壤間隙被水完全浸漬，根系會(huì)因缺乏空氣而窒息而死，說(shuō)明根系對(duì)空氣的依賴(lài)性是進(jìn)化過(guò)程中自然形成的，而且對(duì)空氣中氧氣的需求是不可或缺的，否則會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)不良而死亡，就如恐龍的滅絕曾經(jīng)有種猜想，因?yàn)榭铸垥r(shí)期地球空氣層中氧氣的含量原來(lái)是30%以上，后來(lái)由于氣候地質(zhì)及環(huán)境的變化使氧氣含量成為21%左右時(shí)，它因窒息而死的滅絕過(guò)程是一樣的道理。所以植物生長(zhǎng)的根域環(huán)境中，空氣中氧的需求還是關(guān)鍵，從進(jìn)化角度來(lái)說(shuō)，植物登陸進(jìn)化到現(xiàn)在千萬(wàn)種植物的分化，都是在空氣含量充足的過(guò)程中完成的。所以當(dāng)空氣中濕度適合于根系或根原基發(fā)育時(shí)，這些氣生根就會(huì)本能性地自然形成，這現(xiàn)象在熱帶雨林氣候中就特別的多見(jiàn)。由此可見(jiàn)，空氣栽培是植物進(jìn)化過(guò)程中以及現(xiàn)存的特殊生境下，都會(huì)自然發(fā)生與形成的一種生態(tài)適應(yīng)性表現(xiàn)。而它在生產(chǎn)上的運(yùn)用也就是人工生境的創(chuàng)造，為根系形成發(fā)育創(chuàng)造最適的氧氣水份營(yíng)養(yǎng)環(huán)境的一種技術(shù)。 在人工氣生生境的創(chuàng)造利用進(jìn)行氣霧栽培源于上個(gè)世紀(jì)四十年代，美國(guó)為了在和平號(hào)空間站上建立生命支撐系統(tǒng)，而首次構(gòu)思運(yùn)用的氣霧技術(shù)進(jìn)行蔬菜植物的種植，是空間技術(shù)研究的一個(gè)重要課題。在失重的空間用常規(guī)種植方式進(jìn)行植物的栽培，不僅僅是操作不便利用率低，而且水肥的資源浪費(fèi)及回收循環(huán)利用也較難，為了在窄小的空間內(nèi)建立生命支撐系統(tǒng)以完成空間站內(nèi)生態(tài)的平衡及人類(lèi)新鮮蔬菜植物的需求，必須構(gòu)建以植物代謝生產(chǎn)為中心的生命與食物支撐系統(tǒng)，利用植物的生物代謝轉(zhuǎn)換氧氣與吸收廢氣，保持良好的空氣質(zhì)量，人體活動(dòng)放出的二氧化碳成為植物光合轉(zhuǎn)化與釋放氧氣的主要原料，也成為微環(huán)境氣候創(chuàng)造的生命支撐體。美國(guó)科學(xué)家率先大膽地設(shè)計(jì)了氣霧種植系統(tǒng)，解決了植物在失重情況下對(duì)肥及水的獲取問(wèn)題與人們的管理栽培問(wèn)題，同時(shí)也使運(yùn)載的材料空間大大縮小，人可采用輕巧的氣囊設(shè)計(jì)構(gòu)建種植模型，可以折疊式的輕巧化的載入空間站，再行充氣種植。目前，這種氣霧栽培已成為空間站研究植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要模式，而且在霧化技術(shù)上也有了很大的發(fā)展與改進(jìn)，氣動(dòng)霧化或超聲霧化得以了有機(jī)結(jié)合，使霧栽培在空間站的發(fā)揮達(dá)到了盡致。從上世紀(jì)的八十年代啟，一些商業(yè)運(yùn)作者開(kāi)始思考與運(yùn)用霧化技術(shù)構(gòu)思生產(chǎn)性的發(fā)展計(jì)劃，在植物的克隆上開(kāi)始償試與運(yùn)用，特別是對(duì)于一些較難生根的植物，產(chǎn)生了極好的生根效果，于是一種所謂“克隆機(jī)”的產(chǎn)品開(kāi)始在生產(chǎn)上運(yùn)用，為種苗的培育開(kāi)發(fā)了一條新的路徑，那就是氣霧無(wú)性繁殖法。在生產(chǎn)蔬菜與藥草上的運(yùn)用，最早是以家庭生產(chǎn)的迷你型系統(tǒng)為主，到現(xiàn)在以設(shè)施大棚為基礎(chǔ)的大型氣霧生產(chǎn)基地漸漸形成，而且產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。美國(guó)利用氣霧技術(shù)建立的番茄工廠(chǎng)，就是氣霧栽培的一種產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用，以色列近年開(kāi)發(fā)與運(yùn)用的商業(yè)化基地也越來(lái)越多，這種方式更適合少水干旱地區(qū)的生產(chǎn)，它的節(jié)水性更強(qiáng)，而且可以做到正常的零排放，日本叫噴霧耕技術(shù)，也正在快速地發(fā)展著，特別是利用它進(jìn)行番茄的高糖度栽培，已在生產(chǎn)上得到普遍的認(rèn)可與形成規(guī)范化的生產(chǎn)規(guī)程。新加坡則是以立足城市市區(qū)農(nóng)業(yè)為主，發(fā)展家庭或庭院型的小型氣霧培生產(chǎn)綠化裝置為主，為城市綠化美化及市區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了最為高效與便捷的技術(shù)支撐，可以在樓頂陽(yáng)臺(tái)公共場(chǎng)所任何地方建立霧培系統(tǒng)，進(jìn)行立體化的高效生產(chǎn)，為減緩新加坡農(nóng)產(chǎn)品的供給作出極大的貢獻(xiàn)。 氣霧栽培從束之高閣到普及運(yùn)用，到少有人知而成為農(nóng)村農(nóng)民的一種實(shí)用型新技術(shù)，其間的發(fā)展也經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段，從利用它作為研究植物根系分泌物及根構(gòu)形態(tài)到成為教育及實(shí)驗(yàn)室科研工具，到用于商業(yè)化的植物克隆，再到大面積地運(yùn)用于種苗工程與生產(chǎn)性產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，前后經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展歷史。我國(guó)最早把氣霧栽培主要用于馬鈴薯脫毒種薯培育，而且是簡(jiǎn)易的設(shè)施與簡(jiǎn)單的定時(shí)控制條件下進(jìn)行，但也沒(méi)有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的程度，只限于少部份科研院校的研究所需，根本沒(méi)有商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化的配套設(shè)施與設(shè)備。隨著根系科學(xué)這門(mén)學(xué)科的興起，利用它便于觀(guān)察根系生長(zhǎng)與提取根系分泌物的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)型設(shè)計(jì)的霧培研究，也沒(méi)有讓其成為一項(xiàng)重要的生產(chǎn)性的技術(shù)。一直到種苗工程上取得很好的無(wú)性生根效果后，才開(kāi)始商業(yè)化霧培殖種苗技術(shù)的研究，在美國(guó)開(kāi)發(fā)了各種各樣稱(chēng)之為克隆機(jī)的種苗生產(chǎn)系統(tǒng)，但也沒(méi)有進(jìn)行大型基地或設(shè)施設(shè)備的專(zhuān)業(yè)化開(kāi)發(fā)，只作為生產(chǎn)的一項(xiàng)輔助技術(shù)在運(yùn)用，其間大家利用該系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)百種植物無(wú)性快繁的應(yīng)用研究，取得了極好的效果，對(duì)于它的產(chǎn)業(yè)化推動(dòng)起到了較大的促進(jìn)作用。各種各樣商業(yè)化克隆機(jī)可以在市場(chǎng)上見(jiàn)到，或者利用小型的克隆機(jī)進(jìn)行家庭式蔬菜的生產(chǎn)，這方面在美國(guó)較為普及而且運(yùn)用走在了前列。以色列對(duì)于氣霧培的研究運(yùn)用也是從克隆植物，特別是在研究桃的無(wú)性生根過(guò)程中，獲得了極好的效果，才引起了眾多研究及生產(chǎn)者的重視，現(xiàn)在以色列開(kāi)發(fā)的一種集裝箱式的高度集約化的移動(dòng)式植物工廠(chǎng)，其實(shí)也是利用了氣霧培技術(shù)，在一個(gè)不大的集裝箱內(nèi)，可以生產(chǎn)出令人驚嘆的產(chǎn)量，這就是立體化多層次的閉鎖型氣霧生產(chǎn)系統(tǒng)，也可以叫做未來(lái)城市生活機(jī)，能利用不大的空間生產(chǎn)出數(shù)十上百倍的平面面積產(chǎn)量。新加坡是從天臺(tái)農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，需要充分利用空間而開(kāi)始重視氣霧培的研究運(yùn)用，但它在新加坡的發(fā)展較快，已成為城市農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種重要模式。在非洲一些少雨且高溫的地區(qū)，也開(kāi)始利用避雨棚或防蟲(chóng)網(wǎng)保護(hù)設(shè)施進(jìn)行蔬菜的氣霧栽培，這也是基于氣霧培省水且耐高溫的特性而引起人們研究與生產(chǎn)的興趣。在日本發(fā)達(dá)的水耕業(yè)基礎(chǔ)上，最近掀起了噴霧耕栽培，許多原本水耕的農(nóng)場(chǎng)也開(kāi)始改造成氣霧耕農(nóng)場(chǎng)，它可以比水耕投入更少的能源，產(chǎn)出更高的效益，所以也漸漸成為該國(guó)無(wú)土栽培發(fā)展的一個(gè)方向。在我國(guó)，這領(lǐng)域的起步較晚，這與農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)薄弱工業(yè)落后有關(guān)，因?yàn)闅忪F栽培是一種新型的無(wú)土栽培技術(shù)，它所涉的設(shè)施與技術(shù)都得依托于高科技的工業(yè)支撐。但氣霧的高效性與便捷性也成為許多行業(yè)老板的關(guān)注，所以它在我國(guó)的發(fā)展速度將會(huì)更快，而且將為成為世界上氣霧培面積最大的國(guó)家。氣霧培在生產(chǎn)上具有廣闊的運(yùn)用，據(jù)近年的生產(chǎn)研究表明，氣霧培技術(shù)幾乎適合于所有的植物生長(zhǎng)，甚至是水生植物，它的廣譜性是其它任何一種先進(jìn)技術(shù)所不能相比的。所以氣霧技術(shù)將成為農(nóng)業(yè)革命史上的又一次偉大跨越，把它定名為第四代農(nóng)業(yè)一點(diǎn)也不過(guò)份，它的的確確能使以往的技術(shù)發(fā)生一次質(zhì)的跨越與改變，是革命性與普遍性的技術(shù)創(chuàng)新。 （二）氣霧栽培項(xiàng)目的理論基礎(chǔ)（植物的氣霧生理學(xué)） 氣霧栽培技術(shù)以及利用它所構(gòu)建的蔬菜工業(yè)，為什么如此的誘人與令生產(chǎn)科研者為之興奮，為之投入，關(guān)鍵在于它具有能使植物生長(zhǎng)潛能最大化發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)，能使單位面積產(chǎn)量數(shù)倍提高的發(fā)展空間。以下就其為什么生長(zhǎng)快速的角度進(jìn)行綜合的剖析，將從生理、原理上得以證明。 環(huán)境是基因表達(dá)的先決條件，是農(nóng)業(yè)技術(shù)的關(guān)鍵 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)從某種角度來(lái)說(shuō)就是環(huán)境技術(shù)，包括氣候環(huán)境及水份營(yíng)養(yǎng)氧氣環(huán)境，其中氣候環(huán)境的不同，形成了適于各種氣候生境的植物，它們?cè)谛螒B(tài)特征，生理生化上也表現(xiàn)出相適于這種氣候與環(huán)境的生態(tài)表現(xiàn)型，所以地球上形成了千千萬(wàn)萬(wàn)種不同種類(lèi)與類(lèi)型的植物，其中環(huán)境是影響進(jìn)化與物種形成的決定性因素。那么同一物種在不同的環(huán)境下是不是也會(huì)有不同的表現(xiàn)與特征，甚至是生理之變化呢？這方面在研究植物的生態(tài)適應(yīng)性上已得到了充分的證明。植物器官的形成以及某些代謝的進(jìn)行都會(huì)因環(huán)境而變化，這也是植物具有高度自協(xié)調(diào)自適應(yīng)自組織行為的表現(xiàn)。人們遵循著它的適應(yīng)性變化，以及環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，創(chuàng)造出各種各樣的農(nóng)耕方法與技術(shù)，讓植物生長(zhǎng)往最有利于人類(lèi)需求或生產(chǎn)要求的方向發(fā)展，這就是農(nóng)業(yè)技術(shù)的作用。如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最簡(jiǎn)單的中耕與除草，就是為了給作物創(chuàng)造疏松的土壤環(huán)境，讓根系處于氧氣充分的土壤中生長(zhǎng)，同時(shí)除去雜草可以減少草對(duì)作物的水肥的競(jìng)爭(zhēng)，讓植物獲到更多的水份與營(yíng)養(yǎng)。增施有機(jī)肥的作用除了給植物提供生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)外，還可以培殖土壤微生物生態(tài)群落，讓土壤在微生物及有機(jī)腐殖質(zhì)的作用下形成良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化了根系的生物環(huán)境、化學(xué)環(huán)境、物理環(huán)境，讓根系處于肥水氣都較為充足的環(huán)境下，從而促進(jìn)了作物的生長(zhǎng)。適時(shí)的施肥灌水制度是為了及時(shí)為栽培作物提供階段發(fā)育所需的各種營(yíng)養(yǎng)與水份。設(shè)施大棚等保護(hù)地模式種植，主要是為了給作物創(chuàng)造最適合的溫光氣熱環(huán)境，也是一種人工環(huán)境技術(shù)。所以從某種角度來(lái)說(shuō)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)就是通過(guò)綜合環(huán)境因子的改良，達(dá)到促進(jìn)作物生長(zhǎng)與發(fā)育的目的，為人類(lèi)提供更多更優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。不管是哪種技術(shù)的革新，它都是圍繞環(huán)境優(yōu)化而展開(kāi)，如無(wú)土的營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù)，主要是優(yōu)化植物根域的肥水氣環(huán)境，讓蔬菜植物生長(zhǎng)于透氣性更好的基質(zhì)中或者水份及肥的獲到更直接的營(yíng)養(yǎng)液中，通過(guò)這些改進(jìn)而使其有更高于土壤栽培的生長(zhǎng)速度與生物量。那么氣霧栽培也是一樣，它也是通過(guò)對(duì)根域環(huán)境因子的綜合控制而達(dá)到促進(jìn)生長(zhǎng)提高產(chǎn)量的目持。所以說(shuō)環(huán)境是基因型表現(xiàn)與表達(dá)的前提，只有優(yōu)化環(huán)境方可以讓優(yōu)良品種的種性得以充分表現(xiàn)，而且一些在平常土壤環(huán)境未能表現(xiàn)的基因，在人工優(yōu)化的環(huán)境下也可以得以體現(xiàn)。環(huán)境是基因表達(dá)的動(dòng)力，不管是外環(huán)境的溫光氣熱，還是根域環(huán)境的氧氣水份與營(yíng)養(yǎng)都成為影響植物生長(zhǎng)的主要因子，而且