18新利最新登入气培是如何工作的

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Yuji酒井法子/盖蒂的编辑

大约7亿年前,植物开始在陆地上生长。在此之前,只有海洋中充满了生命,而地球上除了简单的真菌外,什么都没有。第一个从海洋到陆地的植物物种非常简单和精致,没有留下任何化石。事实上,它们只是在理论上通过对第一批植物的分子钟进行检查才被发现的——分子钟是在生物体的基因组成中发现的一系列突变。

地球的大气层是通过无数植物的生长、播种、进化和死亡而创造出来的。更简单地说,植物确实把大气塑造成适合它们生存的环境。对我们来说幸运的是,这也是一种人类和所有其他地球生物都能茁壮成长的大气层。

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以色列研究人员在20世纪80年代开发了一种新的(更好的)种植植物的方法。这种方法被称为气培法,在没有土壤和极少水分的情况下种植植物。迅速流行的气培技术象征着人类想要塑造地球以满足我们需要的愿望,就像7亿年前第一批植物所做的那样。时间会告诉我们,这种种植方法是否也会成为一种可取之处,消除我们因这种欲望而造成的所有破坏。我们将从下一页开始探索气培技术的历史和发展,以及它背后的技术。

气培学的历史

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在艾波卡特中心(Epcot Center)展示的气培技术(在左边和右边的圆柱体中)。
美国的愿景/乔·索姆/盖蒂图片社

简单地说,气培法是一种在无土的、水分很少的环境中种植植物的方法。基本上,它在没有土壤的情况下生长。尽管有了这样的飞跃,但气培技术实际上起步相当缓慢。无土种植植物的技术最早是在20世纪20年代由植物学家开发出来的,他们使用原始的气培法来研究植物的根结构[来源:Barak等人].没有土壤使研究变得容易得多:在气培法中,植物的根悬在半空中,只有茎被固定住。18新利最新登入然而,直到20世纪70年代,这种逻辑上的飞跃才导致人们以娱乐而不是学术的方式种植植物。水培法是一种类似的技术,植物的根系生长在营养丰富的水中而不是土壤中,这种技术的出现并取代了气培法。

水培法(在营养丰富的水基介质中而不是土壤中种植根)在20世纪70年代开始在西方广泛使用。然而,气培系统的研究和使用仍在幕后进行,该技术于1982年在迪士尼未来世界中心的“土地”馆开放时首次公开亮相。18新利最新登入

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美国国家航空航天局(NASA)有兴趣将气培技术进一步推向聚光灯下。在20世纪90年代,在美国宇航局资助了一个小型气培工程后,对这些技术的研究和改进开始了。美国国家航空航天局的参与将给日益增长的空气栽培运动带来一幅明确的未来图景。

除了这幅图,气培系统背后的概念实际上相当简单。看看下一页有多简单18新利最新登入。

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气雾栽培法系统

一个气培板的例子。植物的冠长在上面,而根垂在下面。"width=
一个气培板的例子。植物的冠长在上面,而根垂在下面。

想象一下,一块板上的孔相距相等,并用泡沫橡胶之类的稳定器堵住。植物在无土介质如岩棉(一种由熔岩编织而成的纤维材料)中从种子发芽后,就被移植到木板上。随着植物的生长,植物的上部(冠)长在板上,而根则垂在板下。

在木板下面是一个封闭的区域,称为根室。这个区域的作用是双重的:它保护根部不受光照,并保存滋养它们的养分/水溶液。污水泵将溶液推过管道,从一系列喷嘴中喷出,喷嘴将溶液雾化,并将细雾直接喷到根部。在一个封闭的系统中,任何没有被根吸收的物质都会掉回溶液腔中,并再次循环。泵设置为自动计时器,并定期输送这种高能营养液。

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a架气培系统也得到了广泛的应用。代替水平板,a型框架系统使用PVC框架制成的高锥,并用铁丝网和塑料包围。内部作为根室。植物的根在锥体内以向下的角度悬挂,而植物则通过锥体一侧的塑料向上生长。(想想贾宠物超视距雷达)。a -框架系统有一个明显的优势,在水平系统,他们需要更少的平方英尺为相同的植物密度,因为系统的安排向上而不是向外。

这种思维反映了气培背后的基本前提——用最少的投入获得最大的产出。它缺乏土壤的事实是另一个重要方面。土壤为植物提供稳定、温暖的环境,并为植物提供营养和水分。但土壤也很吝啬,尤其是在给植物提供氧气方面。

这似乎违反直觉,因为你所了解的植物的第一件事是它们消耗二氧化碳并释放氧气。诚然,植物需要二氧化碳通过光合作用将阳光转化为糖。但它们也利用氧气将这些糖分解成可用的能量形式。更多的氧气等于更多的植物生长,植物在气培条件下吸收更多的氧气,因为它们的根暴露在空气中,不受致密土壤的阻碍。

养分和水的输送方式也证明了气培的效率。用于植物的营养液只需要少量的水。在封闭系统中,用水量甚至进一步减少。雾化喷嘴确保最有效地输送营养物质,因为它们把水变成了细雾。植物通过根部渗透吸收养分,这是一种通过细胞壁选择性吸收化合物的方法。根可以更容易地吸收营养,因为它们是通过雾传递的。

现在你可能已经注意到,气培是植物在类固醇上生长。这就是为什么你不应该惊讶于空气栽培的植物往往会产生更大的水果作物和更大的根。令人惊讶的是一株植物能多出多少果实。18新利最新登入

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气雾栽培法收益率

和平号空间站,美国国家航空航天局在这里进行了第一次气培试验。"width=
和平号空间站,美国国家航空航天局在这里进行了第一次气培试验。
时代生命图片/NASA/时代生命图片/盖蒂图片社

有大量的轶事证据支持这一观点,即气培生长可能优于自然条件下的生长。空气栽培爱好者的在线留言板也会告诉你同样的情况。

学术研究也产生了大量的证据来支持这一说法。1991年至1992年在意大利撒丁岛进行的一项研究发现,某些杂交番茄品种在很短的时间内生产出大量“商业品质优良的果实”,足以使研究人员使用的工艺具有商业用途[来源:莱奥尼等人].他们做了什么?撒丁岛的研究人员使用高密度气培系统(HDAS),植物紧密生长。由于植物的根不会在同一土壤中争夺养分,它们可以通过气培法在密集的植物中生长。更棒的是,空气栽培的西红柿一年内可以结果四次,而不是在田间条件下观察到的一两次。

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2001年,亚利桑那大学(University of Arizona)的一项研究观察了气培对因根部药用价值而珍贵的植物的影响。研究人员研究了两种植物品种,紫锥菊和牛蒡,并发现了一些惊人的结果。虽然紫锥菊作物遭受了真菌和昆虫的爆发,但产量仍然与自然环境下的产量相当。牛蒡的表现大大超过了户外的同类:亚利桑那大学的研究测试了从牛蒡植物中收获的根,平均产量比田间种植的牛蒡作物高出近1000(是的,1000)个百分点。更妙的是,研究人员指出,没有土壤使得气培作物更容易收获。

美国国家航空航天局(NASA)也得出了类似的结果:1997年,该机构向和平号空间站(Mir)发射了多种空气栽培的亚洲大豆幼苗,同时观察了地球上一个使用相同生长系统的空气栽培对照组。区分和平号和地球作物的唯一变量是重力。太空中的豆子是在零重力下生长的,而地球上的豆子是在正常的大气条件下生长的。和平号上的作物实际上比地球上的咖啡豆长得更好。

这次试验的成功对美国宇航局来说意义重大。它证明了粮食作物不仅可以生长,而且可以在零重力条件下茁壮成长。它还表明,这种空气18新利最新登入栽培系统将在长途太空飞行和任务中派上用场。在可能殖民其他行星的过程中,它也可能被证明是有用的。

很好,人类得救了。我们有农业技术来维持我们的生活。18新利最新登入然而,现在很多人都在使用气培技术。使用这项技术的种植者不仅处于最前沿;他们的共同努力可能最终会拯救人类,使其不必收拾行李去寻找另一个家园。

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使用空气

气培正在成为室内盆栽种植者最喜欢的方法。"width=
气培正在成为室内盆栽种植者最喜欢的方法。
布莱恩Stablyk /盖蒂图片社

由于气培系统在建成后非常容易使用——设置生长灯和污水泵定时器可以相对免提生长——这项技术正在得到更广泛的应用。

小型商业机构发现这项技术在削减成本和提高利润方面很有用。科罗拉多州一名罗勒农民一边做验光师的日常工作,一边还为当地100多家餐馆提供罗勒[来源:韦弗].气培系统降低了水、肥料和土壤等成本:最终,你所需要的只是营养液和混合营养液所需的水。它还减少了空间需求。由于气培种植的所有这些特性,小公司可以更好地与大公司竞争。

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气培已经成为另一种植物——大麻——的严肃种植者最喜欢的工具。越来越多的种植者开始在室内种植大麻。许多人发现,这种技术可以在更少的空间要求下产生更高的产量[来源:埃斯孔迪多].空气种植所需的水分不足也使这种方法具有吸引力。一株成熟的大麻每天需要15加仑的水[来源:生态中心]。异常高昂的水费可能会引起执法部门的注意。把种植业务搬到城里的种植者,尤其是那些选择在城市种植的种植者,会发现他们有同伴。城市园丁发现气培法很适合他们的需要。在城市里,土壤通常是稀缺的,这使得使用气培成为一个很好的种植选择。

再举个例子,在屋顶和公寓里种植粮食作物,显示出一些明显的优势。随着食品价格的上涨,自己种植食物变得越来越有吸引力,但同样的食品价格是基于对环境的威胁。让我们来解释一下:每一种食物都有运输成本,也就是将食物从原产地运到你餐桌上所花费的金钱和资源。许多参与城市园艺运动的人认为,本地食品生产既降低了价格,也降低了对环境的影响。把一个葡萄柚从佛罗里达运到纽约需要排放大量的二氧化碳;在当地种植食物,尤其是在公寓楼的公共气培系统中,可以极大地减少这些影响。

在21世纪,水也成为人类争论的焦点。人类消耗的大约70%的水用于农业,其中大约45%的水由于劣质的灌溉技术而损失了[来源:联合国教科文组织WAPA].气培技术在一个封闭的循环系统中使用水,极大地减少了高达98%的用水量[来源:美国国家航空航天局].

随着越来越多的人出生,土地变得越来越稀缺。耕地通常是通过夷平森林和其他生态系统创造的。城市、郊区和远郊也是如此。通过将人类活动的增长与这些地区的粮食生产结合起来,而不是将农村地区保留起来用于粮食生产,人类可以大大减少对环境的影响,并使一些农田恢复自然状态。允许这些地区归化应该会让森林回归,可以说会导致更多的二氧化碳从空气中被清除,这是帮助人类发展和繁荣的首要因素。

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来源

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