**利用氣霧栽培法植物非試管克隆快繁技術培育枸杞苗的可行性報告

註:本文是應廈門潤德元投資有限公司朋友的邀請草擬的一份可行性研究分析

第一部分項目概況

一、項目名稱

二、項目提出的理由

三、項目前景

四、項目效益情況

五、項目實用價值

六、本項目與其它育苗技術的區別

第二部分項目場址概況

一、項目地點選擇

二、地形、地貌、氣候情況

第三部分項目技術方案、設備方案和工程方案

一、項目技術方案介紹

二、項目技術工藝流程

三、項目採用氣霧栽培法的理由

四、項目建設規模與目的

五、項目主要建築物、構築物的特徵、結構及用途

六、項目主要設備及器材

第四部分項目節能、節水、環保措施

一、項目節能措施與能耗指標分析

二、項目節水措施與水耗指標分析

三、項目的生態環保優勢及意義

第五部分項目相關圖片

第一部分項目概況

一、項目名稱

利用氣霧栽培法植物非試管克隆快繁技術培育枸杞苗項目,以下簡稱「項目」。

二、項目提出的理由

我國是一個農業大國,農業是國民經濟的基礎,農業發展了,整個國民經濟才能健康穩定地發展。要發展農業,就必須對當前農村的各種產業結構進行適當調整,以便更好更充分合理地利用當地自然資源與社會,緊跟市場需求變化,因地制宜地逐步提高產業化水平,提高經濟效益、社會效益與生態效益。還要實行農業產業化經營,也就是以市場為導向,以效益為核心,以科技為手段,以農戶家庭經營為基礎,以「龍頭」企業為紐帶,通過社會化服務,專業化生產,集約化經營,將農業的產前、產中、產後等諸環節聯為一體;實行種養加,產供銷,貿工農一體化經營,形成相互促進和利益互補機制,實現資源最優化配置的現代農業經營模式。

進入新世紀,以林業為主體的生態建設受到黨和國家前所未有的高度重視,林業成為國民經濟和社會可持續發展的基礎,現代化建設的重要組成部分。近年來,隨著市場經濟的發展、社會的進步和需求的增加,我國經濟林產業發展迅猛,經濟林產業在林業產業體系中起到了越來越重要的作用,在地區經濟、尤其是山區經濟中佔據了主導地位。建設特色經濟林基地,發展經濟林產業既是調整農村產業結構,有效增加農民收入的重要途徑,也是建設林業產業體系的重要內容。我國目前已建成300多個「中國名特優經濟林之鄉」、100個「全國經濟林建設示範基地」。 經濟林種植面積近3000萬hm,主要經濟林產品總產量達1.11億噸。經濟林產業已經成為促進區域經濟發展的重要支柱產業和農民增加收入的主要途徑,在促進我國社會主義新農村建設中發揮著越來越重要的作用。

要發展經濟林產業,就必須要有經濟林苗木,植物繁殖是農業生產中最為重要的環節,不管是瓜果、蔬菜、林業、綠化、中藥材等產業的發展都離不開種苗,然而,目前國內經濟林苗木市場魚龍混雜,以劣苗次苗充好苗者屢見不鮮。目前用於種苗生產的方法有種子育苗繁殖、扦插育苗繁殖、嫁接育苗繁殖、分根育苗繁殖、分櫱育苗繁殖、壓條育苗繁殖、組織培養育苗繁殖與植物非試管克隆快繁育苗繁殖等技術,但不管是哪種育苗繁殖技術都是為了能為生產提供健壯而根系發達並且遺傳性狀穩定一致的商品苗。但是傳統繁育技術苗木繁殖周期一般較長,苗木成活率較低,遠遠滿足不了林業產業發展的需要。組培繁殖雖然縮短了苗木繁殖周期,能夠在短時間內提供大量的優質苗木,但是它的最大缺點就是一次性投入太高,技術性要求太苛刻,這就決定了它無法普及,無法投入大批量的苗木生產。而植物非試管克隆育苗繁殖技術是基於傳統技術,綜合現代各種育苗技術之精華而成的一項新技術,它克服了傳統育苗技術的缺點,集成了現代工廠化育苗、無土育苗、營養液育苗、計算機自動控制等國內國際先進的育苗技術,而形成的一種易操作,效率高,速度快,適應性強,運行成本低的現代化育苗新技術。

所謂植物非試管克隆快繁技術就是運用智能控制技術與生物技術有機結合的一種全新的育苗技術,通過計算機對環境的精確模擬,為植物離體材料的發育創造最佳的水分、溫度、光照、空氣、熱量、營養與激素環境,從而使植物的全息性得到儘快地表達,以實現離體材料快速成苗與幾何倍增,這就是植物非試管克隆新技術的技術核心,它有別於傳統的扦插嫁接,又有別於現代的組織培養技術,但同時又是對傳統與現代各種育苗技術的繼承與發展,它既有傳統育苗的易操作性,又有現代育苗的高效性,也就是說它克服了傳統育苗的季節限制與現代育苗的操作繁瑣及成本較高等弊端,而開發成功的一項全新育苗技術

三、項目前景

㈠、枸杞的生態適應性

枸杞是茄科枸杞屬的多分枝灌木植物,株高0.5~1m,栽培時可達 2m多。枸杞喜光照,對土壤要求不嚴,耐鹽鹼、耐肥、耐旱、怕水漬。以肥沃、排水良好的中性或微酸性輕壤土栽培為宜,鹽鹼土的含鹽量不能超過0.2%,在強鹼性、粘壤土、水稻田、沼澤地區不宜栽培。

國內外均有枸杞分布,枸杞的產區主要集中在中國西北地區,寧夏的枸杞最為著名,另外甘肅、青海等地的枸杞品質也很高。枸杞是寧夏五寶之一,寧夏中寧縣更是中國著名的枸杞之鄉,已經有600多年的種植歷史。中寧地區土壤鹼性重,晝夜溫差大,這樣的自然條件適合枸杞的生長,早在明朝,這裡的枸杞就被列為貢品。甘肅靖遠縣地處甘、寧兩省交界處,地理區位與自然條件和寧夏中寧相近,也能生長出優質枸杞。青海枸杞也以其天然的品質被人們青睞,青海枸杞又被稱作柴杞,主要出產於柴達木盆地。柴達木盆地屬於高原大陸性氣候,平均光照時間長達10小時,晝夜溫差大。同時,這裡海拔較高,空氣濕度低,所產的枸杞天然無污染,而且黃酮含量比其它地區要高,很適合做成乾果或者加工成濃縮汁。

㈡、枸杞的應用價值

1、枸杞全身是寶,是名貴的藥材和滋補品,中醫很早就有「枸杞養生」的說法。明李時珍《本草綱目》記載:「春采枸杞葉,名天精草;夏採花,名長生草;秋采子,名枸杞子;冬采根,名地骨皮」。《本草綱目》還記載:「枸杞,補腎生精,養肝……明目安神,令人長壽。」枸杞嫩葉亦稱枸杞頭,可食用或作枸杞茶。現代研究,枸杞子有降低血糖、抗脂肪肝作用,並能抗動脈粥樣硬化。此外,枸杞還可用作園林綠籬栽植、樹樁盆栽以及用作水土保持的灌木等。

2、枸杞的功效。枸杞全身都是寶,枸杞子富含枸杞蛋白多糖、維生素C、磷、鐵等多種營養成分,能補虛生精,可用來入葯或泡茶、泡酒、燉湯,如經常飲用,便可強身健體。枸杞的葉、花、根也是上等的美食補品。枸杞果皮中富含的有效成分之一——枸杞多糖(LBP)對骨髓造血功能和各項細胞免疫指標有明顯的增強作用,能明顯提高機體血液、肝和肌組織的超氧化歧化酶(SOD)的活性含量,從而有利於活性氧的清除,延緩衰老和抗疲勞;增加抗體形成細胞的數量,提高抗體效果。

3、枸杞的藥用價值。枸杞子味甘、性平,具有滋陰補血,益精明目等作用。中醫常用於治療因肝腎陰虛或精血不足而引起的頭昏、目眩腰膝酸軟、陽痿早泄、遺精、白帶過多及糖尿病等症。枸杞多糖能提高人體免疫力,並能抑制腫瘤細胞生長;枸杞子還有降低血糖血壓抗脂肪肝作用。

㈢、枸杞產地對枸杞產業的重視

為貫徹落實省委十一屆六次全體會議精神,加快青海省生態農牧業發展進程,促進枸杞加工產業持續、快速發展,青海省提出《關於促進枸杞加工產業發展的意見》(以下簡稱《意見》),通過規劃安排一批重點項目和科技開發項目,到2015年,枸杞產業實現年銷售收入15億元,讓枸杞產業成為青海省農畜產品加工的優勢產業之一。

根據《意見》,青海省海西蒙古族藏族自治州將重點發展枸杞種植業,依託現有枸杞種植基地,以格爾木、德令哈、都蘭、烏蘭四個區域為中心,向四周輻射。省內其他地區,根據實際情況適度發展。柴達木將建設枸杞規模化種植基地,柴達木、海東地區建設枸杞優良品種選育與繁殖基地和無果枸杞芽種植項目。到2015年,枸杞種植面積達到30萬畝,建立5000畝種苗繁育基地;完成15萬畝枸杞有機食品基地認證工作。

據了解,今後海西州將從調整農牧業產業結構、生態治理、柴達木循環經濟試驗區產業發展、統籌城鄉一體化建設的戰略高度布局枸杞產業發展。在適度規模的基礎上,將枸杞產品的品質作為產業發展的生命線,按照產業發展規劃,充分發揮資源、地域優勢,立足國際國內高端市場,生產定位標準化、產品定位精細化、質量定位有機化、市場定位高端化,實施精品戰略,建設中國最大的有機枸杞生產基地,打造百億元產業。

四、項目效益情況

1、投資省。採用氣霧栽培法的植物非試管克隆快繁育苗完全脫離了常規基質,打破了傳統生產過程的所有局限,基地建設沒有特殊要求,無論荒灘戈壁,只要是有電有水有光照的地方就可建立快繁基地,對土壤及氣候條件也沒有特定要求。這樣就可以節省大量征地資金。並且基地建設投資也比較省,只需投入幾萬元,就可以建立一個年產幾十萬至上百萬株苗的生產基地,而且運作成本極低,一般品種的培育成本不會超過1分錢,是傳統扦插育苗的1/10~1/20,是組培育苗的1/30~1/50,是生產低成本種苗獲取市場競爭力最為有效的育苗方法。

2、效率高。植物非試管克隆快繁育苗是一項實用新技術,其技術簡單易操作易掌握,即使沒有專業素質的生產者也可以運用它進行種苗的工廠化生產,非常有利於在農村普及推廣,是農民用得起的高新農業技術。對離體材料要求不嚴格,小至一葉一芽大至一個樹榦的切段都可進行快繁,不象組培與扦插那樣有特殊的要求,並且在隔離快繁情況下可以利用脫毒苗為母本,進行多代循環,大量生產低成本的脫毒種苗。採用塔形架結構氣霧栽培法的植物非試管克隆快繁育苗技術使空間利用率數倍提高,也就是說,原本平面培育用的苗床,現在改用塔形架結構,實際面積擴大了3~4倍,由於塔形架結構有良好的通風透光效果,所以種植密度可以提高4~6倍。這樣,就可以使1㎡的土地面積發揮出4~6㎡的效益。

3、勞動成本低。採用氣霧栽培法的植物非試管克隆快繁育苗省去了土壤栽培的整地、中耕、除草、施肥、灌溉等繁瑣的耕作流程,是一種典型的省力化農業,在勞動力緊缺的今天無疑是一項革命性的栽培技術,可以讓農業勞動力得以大大解放,把農業生產變得更為高效更為省力,最終實現生產過程的高效化自動化車間化,讓所有的人都可以學會都可以掌握,像種花種草般休閑娛樂式生產。並且,採用了計算機控制與育苗專家系統,可以實現種苗生產過程的自動化智能化,是勞動力成本投入最低的一項育苗技術,也是擺脫傳統憑經驗育苗走向工廠化科學育苗的一種新技術,生產的種苗整齊度好商品率高。

4、靈活性大適用範圍廣。離開土壤進入空氣中,是根系生長環境的一次全新變革,這樣就可以在沒有任何土壤及水流的環境下生長,大大拓展了農業生產的耕作空間與運用場所,這為沙漠、孤島、城市社會的非農耕區的農業生產體系建立奠定了技術支撐與發展基礎。植物非試管克隆快繁育苗適用於絕大多數植物的快繁,包括用於農林業生產及綠化工程的各種經濟植物種苗,如農作物、蔬菜、瓜果、林木、綠化、藥材等,是目前適普性最強的育苗技術。

五、項目實用價值

植物激素的影響是離體材料生根發育的內在因素,而提供給適宜的外部溫光氣熱養分等環境因素是植物離體材料生根發育的外在因素。植物非試管克隆快繁技術運用智能控制技術為植物創造最為適宜的溫、光、氣、熱、營養、激素環境,使植物的生理潛能得到最大的發揮,植物的生根基因儘快表達,從而實現植物的快速生根。另外植物非試管克隆快繁技術是一項實用技術,它的運用將使中國的快繁產業從實驗室開始走向田間,從科研院所及企業的專利走向農家,走向苗圃,是普通大眾用得起、會使用的高新農業技術。它的推廣應用將會帶來一次全新的育苗革命。

應用植物非試管克隆快繁新技術,無論是瓜果蔬菜還是綠化苗,都可以實現快速生根、快速成苗和快速增殖,這個技術又被稱為一葉成林技術。所謂非試管,說明它是在離開試管以外的環境下繁殖。所謂克隆,說明它是一種無性繁殖方法。所謂一葉成林,說明它是一種幾何倍增的擴繁法。也就是只要有一段枝,一片葉,一條根就能培養成一株或數株幼苗,甚至一葉一芽就能在短期內發育成一株完整的克隆苗。西瓜及番茄,取它的一個帶葉莖節,一般3~4天即生根,7~10天就可移栽,而木本的如桃樹,也只需要15~20天就能生根,還有一些藥材及珍稀樹種如紅豆杉,40天左右也可生根移栽。也就是說,大多數的植物在快繁基地里一般短的7~10天生根移栽,長的30~45天即可生根移栽,再經過約45天的栽培,每株苗可長出15~20個新葉,這些新葉就是繁殖下一代的最好材料,也叫離體材料。從一葉一芽到倍增10~20倍只需兩個月,如此循環,年可循環4~6代,這樣就可達到100~300多萬株的種苗量,而且可實現周年育苗周年移栽,效率之高,速度之快是其它任何一種育苗方法所無法比擬的。這就是多代循環幾何倍增的魅力所在,也是快繁技術的神奇所在,也是它在生產上應用的意義所在。有了它,種苗的擴繁不再難;有了它,種苗的集約化工廠化生產成為可能;有了它,珍稀植物的拯救有了希望;有了它,難繁殖的品種不再難,周期長的品種不再長。

六、本項目與其它育苗技術的區別

㈠、與種子育苗的區別

種子育苗是農業生產上最常見的育苗技術,特別是在農作物及蔬菜上,它是一種最主要的育苗方式,這種育苗方式具有操作簡單,而且種子來源廣,成本又低的特點,所以它已是農業生產上最主要的一種育苗方式。但是對於那些種子價格較高或種子數量有限以及變異係數較大的情況,種子育苗很難達到良好而快速的效果。除了F1代的雜交人工制種外,大多數種子留種培育的種苗,都存在後代性狀分離,導致農藝性狀及產量質量的參差不齊,影響了商品性和產量。

另外,在種子數量極為有限或價格極高的情況下,種子育苗難以在短期內擴繁出大量性狀一致的商品苗,而採用非試管克隆技術後就能輕鬆實現。既使在有足夠種子數量的保障下,利用快繁也能改進種苗的綜合性狀與商品率,如大多種子苗表現為根系不整齊而且數量少,移栽後的生長及發育都沒有快繁苗表現得好,所以在發達國家,許多原本用種子育苗的品種如西瓜、黃瓜、豇豆等,都開始採用先播種出苗,再切莖斷根育苗,待重新長出快繁的無性系根系後,再移植大田,這樣除了能產量提高外,對提高抗逆性及縮短髮育期都有明顯的效果。對於有些轉基因的或者不能形成種子的品種,採用種子育苗就無法滿足生產需要時,非試管克隆技術可以有效解決。如最近流行的轉基因植物驅蚊草與熒光花卉,它不能形成種子,既使有少量種子成苗率也不高,而且後代分離與變異大,針對這些品種運用非試管克隆技術就可體現出極大的優勢。還有一些品種,如西瓜在苗期極易患猝倒病,而用非試管克隆後可以有效解決。

所以說,對於一些成本低,變異小的農作物或蔬菜瓜果是可以採用種子育苗的,但在成本高、種源少的情況下,採用種子育苗就難以實現,只有非試管克隆技術才能實現優良品種在短時間內的擴繁。因為種子需要經過開花授粉及成熟等漫長的制種階段,而非試管克隆技術可隨時取材於母本植株上的營養器官,如枝、葉、芽或根進行擴繁,以解決種子周期長、速度慢的問題。

㈡、與嫁接育苗的區別

嫁接育苗是傳統育苗中實現無性系保留運用得最早最為常見的技術,在花卉、果樹及瓜類植物上運用極為廣泛。這種方法除了能保持品種的優良特性外,許多植物還能通過嫁接來提高抗逆性或改善某些農藝性狀,但同時也存在著技術繁瑣,時間周期過長,遇到不利的氣候環境,還會導致成活率低或苗勢差的缺點,而且許多品種對嫁接砧木的選擇存在專一性,如果兩者沒有親和力,還會影響成活率與品質。所以在進行嫁接育苗前一定要選擇適合的砧木品種進行砧木苗的培育,果樹一般需要1~2年時間,生長快的品種也需要半年左右,如棗苗、板栗苗、楊梅苗、枇杷苗等,都需較長時間的培育期,才能成為一株生長可用的商品苗。這樣無疑就延長了優良品種的繁苗周期。而採用非試管克隆新技術後,上述這些品種只需截取它的一葉一芽或一枝段或根段就可培育成一個完整的個體,如棗,最快只需15天即可生根,25天就可移栽大田,而嫁接苗需要2~3年。

更為繁瑣的是嫁接育苗工藝流程多,成活後還需解膜與除萌,管理繁雜,而且成活率受天氣與季節的影響較大,如桃苗,一遇雨天成活率就極低或者即使成活也會導致嚴重流膠。而非試管克隆新技術,只要生根成苗後即可移栽,根系發達而成活率高,一年四季皆可移栽定植,用該方法培育的苗木,根系呈爆炸式,並且根冠比極大,適於遠距離或反季節移栽,成活率高,緩苗期短,這是目前任何一種育苗技術所無法比擬的。

另外,嫁接存在的不親性和現象或後期不親和性現象,運用快繁技術後可以有效解決。如金銀花王苗木的培育大多採用嫁接技術,但它會出現後期不親和,會於嫁介面處出現掐脖子現象,三年後遇大風一吹就斷,給種植者帶來嚴重經濟損失,而採用快繁技術可以有效地解決,因為它屬於自根苗,不存在親和性問題。

㈢、與扦插育苗的區別

現代的扦插育苗技術已對植物於不同的季節,不同的基質,不同的環境,不同的藥劑等進行了科學而系統的研究,而且開發了各種各樣的生根粉。這些技術及促進生根藥劑的研究為扦插育苗技術的發展提供了強勁的技術支撐,但美中不足的是,並不是所有植物都能進行扦插,也不是在任何季節都能進行扦插繁殖,更為不足的是成活率影響的因素多,不穩定,難以在生產上實施大規模的工廠化育苗。而非試管克隆技術能克服上述的各種缺點,又能延續傳統育苗操作上的簡易性,易掌握性,實現種苗的工廠化生產。如扦插育苗大多只有在氣候適宜的春季或秋季進行,而採用非試管克隆技術後,一年四季都可進行快繁,實現周年生產。這是因為在計算機控制的精確模擬環境下,能為生根成苗創造最佳的環境條件,使離體材料的生根過程穩定而高效率,生根時間大大縮短,就是同樣的生根成活率,非試管克隆苗它具有比扦插苗更為發達而整齊的根系,這點是任何育苗技術所無法比擬的。

1、從耗材上看。傳統扦插在育苗時所取的材料一般要10~20cm長度的具有貯藏較多養份的大枝段或大枝條作為材料,要大量繁苗需要較多的優質母本。而非試管克隆技術可以使用比扦插材料更小的微型材料快速生根與成苗,如一葉一芽,或一葉半芽,或一小枝段,或一芽,或一小根段等,有些物種甚至只需取一片葉子,只要是全息性較強的植物離體器官都可以當作快繁時的離體材料,繁育成一株優質的小苗。從而大大地節省繁殖材料,減少因母本數量的限制。

2、從繁苗的密度上看。非試管克隆技術育苗更稠密些,每平方米可達400~1000株,如結合立體多層次的架式育苗模式,效率還能提高得更多。一個240㎡的標準快繁大棚,每年至少可以生產50~100萬株苗,是大田扦插育苗的幾倍甚至幾十倍。

3、從管理用工來看。傳統扦插育苗除了扣膜保濕遮蔭外,平時還需進行定時的澆水與病蟲害防治,用工量大、成本高,而非試管克隆技術的投入,特別是勞動力投入可以大大地降低,這樣就能減少種苗的成本,大多數品種從開始繁殖至生根移栽,成本不會超過1分錢,是扦插育苗的1/10~1/20。

4、從適宜的品種上看。傳統扦插經常會遇到不能生根的物種,在很多物種上不能應用。而非試管克隆新技術幾乎適用於所有的綠色植物,而且在一些傳統繁育方法都未能成功的物種上都有較為理想的結果,例如,傳統方法或組織培養最難繁殖的雲南的思茅松、瀕危植物百山祖冷杉以及有「植物界熊貓」之稱的金花茶等也已經快繁成功,都有較高的生根率。其它的如瓜果蔬菜、藥材經濟作物與綠化苗木等就更不要說了,在適宜品種範圍上有了質的提升,而扦插育苗只適於一些特定的品種與季節。

5、從適應性上看。傳統扦插由於其生產所需條件簡單,不能對環境做較大的改變,受環境條件限制性大,具有明顯的季節性,不能進行周年繁苗。而非試管克隆新技術的環境是由計算機自動控制的,比如光照不足,有專門的補光系統;溫度過高、濕度過低,有彌霧系統;二氧化碳不足,有專門的二氧化碳發生器給與補充等。這樣就很容易為繁殖材料創造一個最適的環境,促使繁殖材料生根,提高生根率,並且不受季節性限制,周年均可繁苗。而且運用新技術培育的苗木根冠比大,適合周年移栽全年定植,大大加快了優良品種的產業化進程。如果結合穴盤育苗,更能使苗木的培育,移栽與定植一體化,使種植時引起的生長不良、緩苗期過長的現象得以克服。採用新技術培育的苗木就是在盛夏也可移栽,這是其他任何一種育苗方法做不到的。

6、從育苗效率上看。傳統扦插枝條生根所需時間較長,一根枝條經扦插後一年只能成為一株苗,每年最多也只能繁苗1~2批,在單位土地面積上的繁苗量較少。而非試管克隆新技術結合與採納了傳統育苗易操作性的優點,摒棄環境多變性的缺點,可以大大地縮短繁殖材料的生根時間,一般為15~45天繁殖一批,即一年可以繁育5~20批。實現了種苗的周年快速培育與多代循環的幾何倍增,可以實現幾百倍、幾萬倍甚至上百萬倍的幾何級擴增,這是扦插以及其它育苗技術無可比擬的。

7、從成活率上看。傳統扦插所繁育的幼苗在移栽時,很容易對根系造成破壞,影響移苗成活率。而非試管克隆新技術育苗是在疏鬆的無土基質中進行的,而且可以在苗床上直接煉苗,移栽時不會對根系產生影響,所以移苗成活率高。

㈣、與組培技術的區別

組培技術全稱為組織培養技術,就是運用植物的組織或器官甚至細胞,在密封的裝有調配好營養基質的試管瓶中,完成它的分化增殖及生根過程,使接種後的植物組織經一段時間的培育後發育成為一個或數個完整的植株。它是目前科研院校科教與試驗的一項重要生物技術範疇,但是因為在生產上一直存在的某些瓶頸而未被大面積的推廣應用。除了組織培養技術投入及運行的成本較高外,更重要的一點是它適宜的品種不廣,可操作性不強,特別是基層的生產者很難掌握與操作。所以,組織培養技術在我國發展的幾十年中基本上還是處於研究階段,如作為育種及基因工程技術的輔助工具在運用,在生產上除了一些技術簡單的香蕉、甘蔗、草莓商品苗及馬鈴薯脫毒外,在木本植物及瓜果蔬菜的運用上極少,除了成本因素外,技術也還是一個瓶頸。特別是在木本植物的誘導生根技術上,存在的問題還很多,目前還難以在生產上推廣運用。既使許多品種在試管內能良好發育,但也同樣存在移栽後成活率低、緩苗難、生長勢差等生理障礙現象。

其實植物非試管克隆新技術從廣義的角度來說也是組織培養技術,但不同的是一個是在試管里,一個是在快繁苗床的大田基地里,培育環境有著天壤之別。一個需要無菌的密閉環境,一個是在開放的環境;一個是在完全人工補光環境下,一個是在全天候的自然光環境下;一個是利用加糖的人工培養基為育苗基質,而一個是在沒有任何有機質及糖的無機珍珠岩基質;一個是利用幼嫩的剛分化或無分化的組織或莖尖,一個是利用已完成形態分化的組織或器官;一個是通過分化不定芽以實現幾何倍增,一個是利用芽莖的營養生長來實現離體材料的增殖,也有部分可以運用增生的不定芽來完成增殖,但大多數品種是利用莖的生長來擴大繁殖材料;一個需經過嚴格煉苗才能適應大田環境,一個只需簡單煉苗就能培育成對環境有很強適應性的快繁苗。除了這些區別外,在生理上它們也存在實質性的區別,正因為這些區別,而使傳統的組培苗成活率低、適應性差而難以在生產上推廣運用。

組織培養過程是一個以異養為主,自養為輔的寄生型育苗過程,試管內組織發育所需的營養與能量,都是依靠培養基中的糖與礦質營養來提供的,屬於異養型代謝。而非試管克隆技術的離體材料是在沒有任何糖的無機基質環境中進行的,它的能量代謝完全依賴於組織本身的光合作用能力與貯藏的營養物質,其整個代謝過程是自力更生的自養型代謝。兩種不同代謝類型所培育的小苗對環境就存在完全不同的適應性,自養型代謝具有很強的適應性,稍作煉苗就可移栽至自然環境,而試管內培育的小苗,長在瓶內時看起來苗勢還不錯,一旦移致大田,就會出現死苗萎蔫。究其生理原因,發現在密閉瓶內生長的小苗,由於長期長在高度缺乏氧氣與二氧化碳的環境下,它的呼吸作用模式與光合作用模式沒有完全建立,常出現氣孔缺失現象或者所謂的玻璃苗現象。另外,在瓶內生長的小苗,其營養器官的形成與生長所需的能量和營養大多是由基質直接供應與滿足,而非試管克隆苗主要依靠自已自身葉片的光合作用以及從環境吸收,它在培育過程中已經形成了完整而發達的維管束,有利於移栽後的營養吸收與代謝,而瓶內組織苗常有維管束髮育不良或不連通不發育等問題,所以當它移至大田後還會出現水分及營養吸收、光合作用、呼吸作用等生理障礙問題,這是導致組培成活率低的最關鍵因子。而非試管克隆苗,是依賴於組織或葉片自身的光合代謝能力來完成整個植株發育所需的營養與能量,再加上切口環境透氣保濕良好,不像組培基質里的瓊脂缺乏透氣性,所以它的根系特別發達,是任何一種育苗技術無法比較的。

非試管克隆苗移栽後,在全價營養液及適宜環境條件下比在瓶內試管苗有更快的生長量與生物量積累,所以非試管克隆技術比組織培養技術具有更高的增殖率。例如驅蚊草小苗移至大田後,在1~2個月內至少可以增殖15~20個葉片與芽,為下代的繼代循環提供了幾何級增長的離體材料,這樣一個葉芽在一年內至少可以培育幾十萬甚至上百萬株種苗,而且成本極低,只需一個塑料大棚與數個增殖培育大棚就可完成了,而如果採用組織培養技術,光組培相關設施、設備與器具,就需要投入幾十萬甚至幾百萬元,而且時間又長又繁瑣,一般人也難以掌握。

第二部分項目場址概況

一、項目地點選擇

我公司在福建龍岩武平縣有5000畝山場,以繁育綠化、彩化苗木為重點。在青海諾木洪有500畝枸杞種植基地,需要快繁枸杞苗。根據枸杞的生物學特性,枸杞的最適宜栽培區域是寧夏、甘肅與青海等地,所以枸杞苗的快繁基地應當在青海諾木洪建設。但是植物非試管克隆快繁育苗是在智能控制技術條件下實現的,所以對基地建設地點沒有特殊要求。在諾木洪與武平縣都可以建設。如果基地建設在諾木洪地區,就可以就近定植,減少運費開支,保證苗木成活率。但是,為了應對惡劣的氣候條件,就必須建設高標準的溫室。如果建設在武平地區,只需要建設簡單的防護措施就可以了,並且不僅可以同時繁育綠化彩化苗木,還可以開發生態觀光公園,節省育苗成本。

二、地形、地貌、氣候情況

1、武平概況。武平位於閩粵贛三省交界處,面向廣東及福建沿海,背靠江西內陸腹地,地理區位獨特,交通便捷,境內6條出省通道貫穿東西南北,連接珠三角的永武高速已全線竣工通車,連接閩南沿海港口的古武高速(武平段)已於2010年7月底開工建設,浦建龍梅鐵路前期工作有序推進,是可以在四小時內到達四個經濟特區、四大特區港口的縣份之一,是閩西、粵東、贛南的重要交通樞紐和物資集散地。武平資源豐富,環境優美,全縣有耕地32.14萬畝,山地328.6萬畝,森林覆蓋率達79.7%,林木蓄積量1253萬立方米。煤炭、石灰石、白雲石、膨潤土、銀多金屬等礦產資源較為豐富,還富含鉬、鉛、鐵、鎢、鋅等金屬礦資源。「八山一水一分田」,境內山清水秀,是全國66個「中國生態旅遊大縣」之一。梁野山國家級自然保護區環繞縣城,初步建成了山水園林式風景城市,先後被評為「全國環境綜合整治先進城市」,「全省環境優美縣城」、「福建省第二屆文明縣城」、「全國第三批文明縣城」、「省綠化模範縣」、首批省「平安先行縣」。

2、諾木洪概況。諾木洪地區處於柴達木盆地東沿都蘭縣境內,海拔2780m。這個地區和整個柴達木一樣,氣候特殊,年降雨量僅有40mm,而蒸發量卻為2800mm,日照年均長達3250小時,晝夜溫差大,氣溫平均4.3℃,無霜期90~120天,一年八級以上風約48日次,中午至下午5時溫度有時在32℃左右,素有「早穿棉衣午穿紗,圍著火爐吃西瓜」之說。諾木洪位於世界「四大超凈區」之一的青藏高原腹地,遠離大城市和工業區,方圓300km範圍內沒有污染源;該地區乾旱少雨,日照豐富,晝夜溫差大,;冬季嚴寒、夏季乾燥,農林病蟲害少;地表水、地下水資源較為豐富。自然生態條件非常有利於果品生產及其營養成分、有效成分的形成和積累,是青海省枸杞生產的最佳生態區。

第三部分項目技術方案、設備方案和工程方案

一、項目技術方案介紹

項目的核心技術部分是水分管理,水分管理是否科學是快繁技術成敗的關鍵。因為氣霧栽培技術當前世界上所有栽培模式中最為先進的栽培技術,它的根系懸吊生長於高濕度的營養霧環境中,能從環境中獲取最充足的氧氣,同時,通過彌霧技術又可以以最直接的方式獲取水分及營養,是一種水肥氣三因子最適宜、最充足與最直接供應的方法,所以它表現出任何一種栽培模式都所不具備的生長速度與發育進度,在農業生產上表現出神奇的生長效果與超常規的產量表達。所以,我們這裡採用氣霧栽培法進行水分管理。

二、項目技術工藝流程

氣霧栽培法植物非試管克隆快繁技術的工藝流程包括:材料準備→材料處理→快速生根→快速生長→快速增殖→繼代培育→材料準備,這樣一個周而復始的過程。它能使絕大多數的植物在短時間內達到數量上的幾何級培增。該技術特別適用於種子價格高的瓜果蔬菜經濟林木品種,適用於原先需嫁接的品種,也適用於母本材料少,而又急需大量商品苗的生產實踐。而且在研究中發現,通過多代循環技術後,還能使生根時間大大縮短,這與植物的童性或幼性得到激發有直接的關係。

1、離體材料的準備。非試管克隆一般取1~4cm長的植物莖段,其上帶有一個腋芽和一個葉片,取材原則是:對大多數植物,要盡量選擇1~2年生的幼樹做取材母本,幼齡母樹上的幼嫩枝條皮層分生組織的生命活力很強,容易被誘導出根系。無法找到幼樹的情況下要對老樹進行幼化處理。對於某些難以生根的植物,需要提前對母株進行幼化處理。取材後要儘快進行離體材料的處理。

2、離體材料的處理。對離體材料進行殺菌消毒處理與促生根處理。對於一般容易生根的樹種或材料能簡化的盡量簡化操作,只要能達到生根的目的,越簡單越好,不要自行複雜化,以免影響工效。

3、離體材料的培育管理。離體材料假植只是起到固定作用,不必插入基質太深,許多植物即使不插入也能生根。水分管理是快繁技術的核心,成敗往往就在於水分的管理。噴霧的最終目的並不是提高苗床基質的濕度,而是提高葉面的濕度,必須使材料的葉片保持水分平衡,既不萎蔫,又不因長期水分過量而腐爛。育苗時可以適當遮蔭,也可以不遮蔭。棚內育苗在夏季要注意通風降溫,冬季要採取加溫措施。

三、項目採用氣霧栽培法的理由

氣霧栽培是在園藝生產上最具開發潛力與前景的技術,是目前任何一種栽培模式所不能比擬的,可以大幅度提高生產的質量與數量,大大減少人力、肥料、水及農藥的投入,特別是溫室氣霧栽培具有更低的電能消耗量,是未來溫室栽培的一個主要發展項目與高效農業技術。

1、氣霧快繁是最為先進的快繁技術。氣霧快繁是基於基質快繁技術基礎上的一種發展與提高,是讓離體材料在一個優化的氣霧環境中直接生根,霧化空間的創造分為下切口的內霧化,與枝葉空間的外霧化。內霧化為切口部位提供適宜的濕度環境及溫度環境,外霧化環境的創造實現枝葉水分蒸騰的平衡及高溫極限的調節。外霧化可以採用與基質快繁相同的空中彌霧技術,一般採用細霧噴淋。在為切口提供創造濕潤霧環境的同時,還可以結合生根激素、營養液、活性物質的科學混配技術,為切口細胞活化及根源基的發育創造最適合的生理分化環境,對於生根發育有積極的調控及促進作用,可以階段性地為切口提供最適合的營養激素環境,可以非常方便地進行切口部位的消毒與殺菌,這是基質快繁所不可比擬的。另外,氣霧快繁為切口環境創造了最為富氧的氣體環境,對於促進切口癒合與根原基發育及防止切口腐爛來說,是最為有效的方法與措施,所以氣霧快繁在生根速度及成活率上都比基質快繁有很大的提高,是未來快繁技術發展的一個方向與主流,是快繁技術創新的一項主體技術。採用氣霧快繁培育的苗木不僅根系更為發達,成活率更高,而且移栽更為方便,可以實現裸根全苗無損傷移栽,這種苗可以作為土培、水培及氣霧栽培種苗使用,適用範圍廣,種苗移栽成活率高,是培育優質裸根苗最為先進的技術,是工廠化與立體式育苗的一項偉大創新,大大提高了育苗空間的利用率,是基質平面快繁效率的幾倍,甚至十幾倍。

2、氣霧快繁法具有更快的生根速度。氣霧快繁法是當前最先進的一種育苗方法,它與基質快繁相比,生根速度更快,成活率更高。首先離體材料的切口是暴露於充足的通氣供氧環境,不會因缺氧而腐根,有了充足的氧氣環境,使有氧呼吸成為能量轉換代謝的主要方式,使切口部位細胞分裂及根原基的發育獲取充足的能量與營養物質。這是生根快的主導因素。另外,以空氣為介質後,病菌滋生的場所比基質受到最大的限制,即使有病菌入侵也不會造成整個苗床的大危害。在常規快繁中常出現高溫季節苗床細菌真菌的滋生,從而使切口導管堵塞而出現雖環境水量充足,離體材料還是枯萎,主要是水分的正常運輸受到了影響。另外,在固態基質中,如珍珠岩或蛭石等,雖有好的物理性狀,但總會對根系的伸長生長及壯根生長帶來或多或少的機械阻力。而氣霧快繁能為根系的生長創造最小的機械阻力,能促進根系的發育,根系可以完全自由地舒展。所以採用氣霧快繁法後,大多數的品種生根時間比原來基質法要縮短1/2~1/4,成活率提高20%~30%,或更高,移栽成活的生根苗,操作更方便,根系更完整,是其他任何一種方法所不能比擬的。但氣霧法唯一缺點,就是一旦停電,對外界氣候波動的適應性極差,如處理不慎就會造成大的損失,如發生失水旱害而死苗。

3、氣霧快繁可大大縮短快繁周期。植物快繁技術體系的建立與實施,是實現種苗幾何級增殖,達到生產用苗短時內成千上萬倍擴繁的新技術,一個離體材料少則年增殖上百倍,多則成千上萬倍,一些生長速度快,生根時間短的草本植物,甚至可以得以幾十萬倍與上百萬倍的增殖。這就是快繁技術廣受生產者歡迎的實質所在,它與傳統無性繁殖最大的區別就是幾何級倍增的理論基礎與實踐體系。一株生根的快繁苗,要讓它在短時內發育抽發更多的枝葉,為下代繁殖提供倍增的離體材料,是幾何級增殖的基礎。比如玫瑰,一般25~40天生根,但它只是小苗,下代的繼代還得讓這株小苗快速生長抽發新枝,方可進行下代離體材料的截取與繁殖,從而實現一生十,十生百,百生千的幾何效應,採用這種循環快繁體系可以讓一個離體材料的玫瑰在二個月內增殖5倍,按年培代數至少4代計算,就是5的4次方,這樣一個離體材料至少每年可培育625株,如果溫室的冬季保溫加溫性能好,可以實現年育5代的生產指標,這樣就可達到3000多株。所以,在生產上,氣霧栽培環境培育,是縮短育苗周期,提高循環繁殖代數的關鍵。根據試驗表明,以氣霧栽培的玫瑰為例,它完全可以達到大約二個月循環繁殖一代的技術指標。氣霧栽培作為增殖技術與快繁技術結合,是當前國內國際上效率最高的快繁技術,它大大超過了當前公認的組培增殖術技與傳統扦插技術,而且操作簡單,生根及移栽成活率皆有保障,是效率最高的擴繁技術,同樣可以用於其它所有的綠色植物。

4、氣霧栽培模式能為植物生長創造最佳的根域環境。植物能否正常或快速的生長,主要由兩大代謝所決定,一個是以枝葉為中心的光合代謝,另一個是以根係為中心的吸收代謝,這兩大代謝的正常與否或能否超常規的優化創造,都可以改變植物的生長速度,並改變品質。構成植物的生物量主要由光合作用合成的碳水化合物與水份組成,其餘少量的是被稱為灰分的礦質元素。這些總生物量的構成中水占居了絕大部份,這除了它是一切代謝的載體外,還是根域環境調控中最重要的參數,合適的水份條件是一切有生命植物生存生長的基礎,而碳水化合物雖是光合形成組成干物質的主要部份,但這個過程需在水分與礦質營養充分保障的情況下才能進行,因為植物的光合代謝是個極複雜的過程,許多礦質元素都是光合相關酶的重要組成部份或者金屬離子的活性中心,沒有水份與礦質元素的保障,再好的光合條件也不能進行光合作用。同時碳水化合物又是能量代謝的底物,植物的各種生理活動過程都需在有能量動力的基礎上進行,而為其提供動力與能量的就是呼吸作用,也就是說呼吸作用越旺盛,能量代謝效率越高,各種植物生理活動就越旺盛,根系吸收水份與營養的速度也就更快。而礦質營養的供給是一切代謝與活動的基礎,只有在適合而全價的營養液供給下,才能為植株快速生長提供更多的營養物質,才能激活各種代謝活動。在植物所需的各種元素中缺乏任何一種都會影響代謝與生長,而土壤栽培常會因缺乏某種元素或者不充足而造成生長發育上的不良表現,這些都說明了,礦質營養充分而直接的供給也是根域環境創造中極為重要的因子。而根系的呼吸代謝除了地上部份供給充足的呼吸底物外,最重要是要有富足的氧氣參與,只有充足的氧氣才可以促進加速有氧呼吸過程,才可使呼吸代謝過程的能量轉換率最大化,才能為根系吸收水分及礦質營養提供更大更多的能量,只有吸收加快,才能使地上部份光合作用與生長發育加快。

5、氣霧栽培能滿足植物對水、肥、氣、溫、光的最全面最充分的要求。水是所有植物賴以生存最起碼、最基本的條件。氣霧栽培是根據各種植物對水適應特性需要,以及在不同生長階段對水的需要量給予不同的氣霧量,完全可以人為控制和自動調節,因此可以滿足各種不同特性植物的需要,因此氣霧栽培可以適宜幾乎所有的植物栽培。肥料是植物長勢如何,成熟期長短,果實大小,產量高低,品質優劣的重要條件,不同植物對肥料有不同的要求,氣霧栽培基本上都是用無機肥配製營養液,除了主要元素氮、磷、鉀外,各種微量元素可以充分滿足不同植物的要求。任何植物生長發育的重要條件之一就是「氣」,植物需要呼吸,根系需要充足的氧氣,莖,葉在光合作用條件下需要二氧化碳氣,吐出氧氣,而夜間莖、葉則吸入氧氣,放出二氧化碳。氣霧栽培能夠實現氧氣和二氧化碳氣的充足供給,是其它任何栽培方法所不具備的。溫度是植物生長和發育的重要條件之一,植物的莖、葉和根系對溫度的要求即有一致性也有差異性,氣霧栽培生產模式很巧妙的解決了氣溫對作物的困擾。在高溫季節大棚內溫度達到50~60℃時,噴向莖、葉上面的氣霧起到了使莖、葉降溫的作用;而冬季大棚內溫度如降到12℃以下時,噴射在莖、葉上氣霧起到了增溫作用。因此在一年四季中大棚作物的外部環境溫度與內部環境溫度基本恆定,高溫季節不休棚,這一大特點是任何栽培方式所不能實現的。光是所有植物生長的必要條件之一,但不同植物對光的要求又有很大差異,氣霧栽培由於是立體多層的,不但可以利用補光燈滿足底層光線不足,同時還可以根據植物對光的要求特性,在不同的層面上種植喜強光、中光、弱光、陰光作物,各取所需,科學利用。

6、氣霧栽培植物能神速生長。氣霧栽培能實現植物短期內的快速生長與發育,通常植物氣霧栽培比基質培快3~5倍,比水培快1.5~3倍,有些植物甚至可提高十幾甚至幾十倍,其生長速度是任何一種栽培方法都不可相比的,這對於農業生產上縮短生長發育期進行多茬栽培或者進行植物巨大化栽培意義非同小可。氣霧栽培之所以具有如此大的生長潛能發揮優勢,關鍵在於根域環境氧氣供給的最優化與機械阻力的最小化,處於氣霧環境中的根系具有最強的根氧化力,吸收各種礦質離子神速而高效,根本不會出現基質培或水培中因缺氧而造成的肥水吸收障礙。同時根系處於空氣中,發育不受任何物理阻力,在形態構建與伸長生長上都比其它栽培模式要快速,為植物株快速生長提供了形態與生理基礎。生長加快後,還可以使生育期縮短,使農作物栽培生產的茬數增加,再加上立體塔型種植,綜合產量提高率可達5~10倍,也就是一畝氣霧栽培蔬菜,其年產量就相當於土壤栽培的5~10畝。這樣既節省了土地,又達到了集約高效管理的目的,是當前高產栽培技術中最先進的模式。

7、氣霧栽培植物環境應答速度加快。氣霧栽培植物是在沒有任何基質緩衝的空氣中生長,再加上它高效快速的吸收功能,使植株對環境的應答反應變得非常靈敏,氣霧栽培的根構型為不定根系,不會像土壤栽培陸生根那樣遠距離逐級輸送吸收,它對肥水的吸收就如高速公路般的直接快速,快速的吸收與代謝同時也導致它快速應答環境因子變化生理機制的形成。外界溫光熱水肥氣等因子的刺激都會產生信號激素,這種信號激素的傳遞也同樣比土壤栽培快速,所以它具有快速應答環境變化而做出自我生理調節的能力。這種快速傳送網路的形成,是它潛能發揮最大化的關鍵所在,同時也是它具有快速反應生理的原因所在。

8、氣霧栽培便於立體化垂直化三維耕作,例如,金字塔形的氣霧栽培,植物栽培的空間得到拓展,栽培的株數增加,實現立體化的科學布局,使相同平面面積的土地,利用率提高了1~3倍,再加上氣霧栽培的生長速度加快3~5倍,就使平面生產效率提高了5~10倍。這樣可以讓單位面積的種植效率得到數倍提高,可以在最小的土地上生產出最大化的農產品,達到數倍於常規的耕作效果,在城市化推進,土地日漸減少的今天,具有普遍的實用意義。

四、項目建設規模與目的

如果單獨作為培育幼苗使用,建設8m×100m的標準溫室就可以了,等到幼苗生長到一定規格時再移栽到大田裡進行進一步培育,這樣可以節約育苗成本,但育苗周期相對較長。如果作為培育苗木全程使用,就需要建設面積足夠大的溫室了,這樣,雖然育苗成本增加了,但是育苗周期可以大大縮短,也就抵消了所增加的成本投入。可以根據用途靈活選擇。

五、項目主要建築物、構築物的特徵、結構及用途(以800㎡的標準溫室為例)

建築物或構築物

特徵

結構

用途

溫室大棚

單棟或聯棟

鍍鋅不鏽鋼管結構

實現育苗環境人工可控化操作

遮陽網

透光率40%左右

用於遮陰

營養液蓄水池

方形或圓形

磚混結構

貯存營養液

苗床

長方形

防水布或磚混結構

收集營養液,支撐塔形架

給排水管道

網狀發布

不鏽鋼管或PVC管

營養液供給與迴流通道

塔形架

三角椎體形狀

由多個三角架組裝而成

用於定植幼苗

沼氣池

混凝土

用於處理日常廢料

附屬設施

通風,排濕,調節溫度

六、項目主要設備及器材

用量以8m×100m的標準溫室為例,具體價格各地不同,這裡不作列舉。其中大棚可以全部用陽光板建造,也可以全部用大棚膜建造,也可以兩者配合使用。溫室專用全自動溫控儀也可以用時控開關代替,進行半自動化控制,不過要設置一定數量的靈敏溫度計,並按時查看。

序號

設備器材

單位

數量

序號

設備器材

單位

數量

1

大棚骨架鋼管

101

24

彎管20mm

20

2

骨架連接桿6m

17

25

12檔時控開關

6

3

無滴陽光板

1000

26

電磁閥

10

4

無滴專用大棚膜

500

27

溫室專用全自動溫控儀

台套

1

5

遮陽網

800

28

遮陽網自動捲簾電機

1

6

遮陽網支架鋼管6m

若干

29

建築防水塗料

若干

7

深色塑料編織袋1×1.5m

1000

30

建築防水卷材

若干

8

黑色聚乙烯薄膜

1500

31

電線、

m

若干

9

鍍鋅鋼絲網

1500

32

插頭、插座、照明設備

若干

10

海綿2cm

500

33

通風降溫排濕加熱設備

台套

若干

11

栽培用三角架焊材角鐵

m

2020

34

通風窗

若干

12

磚頭5×12×24cm

若干

35

固定螺釘

若干

13

園林綠化磚

若干

36

手電筒鑽

1

14

普通水泥

若干

37

電烙鐵

1

15

沙子

m3

若干

38

電焊機

1

16

潛水泵3kW,Ф70mm

1

39

切割機

1

17

主供水管道Ф70mm

m

8

40

鋼捲尺

1

18

次級供水管道Ф50mm

m

20

41

量角器

1

19

支線供水管道Ф20mm

m

1700

42

防鏽油漆

若干

20

高壓霧化噴頭

2600

43

園林修剪專用剪刀

1

21

三通70×50mm

5

44

生料帶

若干

22

三通50×20mm

16

45

鐵絲14#

m

若干

23

三通20mm

2580

46

日常操作工具

若干

第四部分項目節能、節水、環保措施

一、項目節能措施與能耗指標分析

氣霧栽培法具有更高的調溫效率。反季育苗是育苗生產的重要技術,也是實現栽培者高效創收的關鍵技術。那麼在實現反季栽培過程中,環境因素中的溫度調控是最為重要的因子,降溫或加溫成為環境控制中最重要的部份。但是不管是降溫還是加溫,都存在著能耗問題,在傳統的土耕反季栽培中,也常採用火炕加溫、熱風爐加溫、地熱線加溫等方法來提高溫室的空氣溫度、土壤溫度。但以空氣或土壤為介質來說,空氣加溫容易實現,土壤加溫耗能大,熱傳導交換逸失的熱量也多,同樣在水培技術中的水加溫也一樣,因為水的比熱大,溫度要提高一度所耗的熱量比空氣要多得多,所以在水培技術中營養液的加溫也成為一項高能耗成本的技術。

反季生產的溫度調控成本構成了生產成本的主要內容,如何有效地,以最小的熱交換損耗取得最大的加溫效果,必須得到解決,才能真正有效降低生產成本。其實從物質的比熱角度來說,空氣是最易實現的,所以,在傳統的土耕栽培中,常出現加溫措施實施後,空氣溫度已達生長所需的指標,而土壤或營養液一直處於低溫狀態,形成了根域溫度過低而枝葉環境溫度過高的現象,從而導致生理障礙發生。而基於空氣為介質的氣霧栽培,根系處於空氣中,實施加溫措施就很容易達到植物生長所需的適宜溫度,而且加溫相同體積的土壤、營養液及空氣相比,空氣加溫至相同溫度,其耗能是最小的,所以在反季溫室栽培採用氣霧法可以解決傳統技術條件下,根域溫度難以解決的技術問題。另外,金字塔形的氣霧栽培,植物栽培的空間得以拓展,栽培的株數增加,實現立體化的科學布局,使相同平面面積的土地,利用率提高了1~3倍,再加上空氣栽培的生長速度加快3~5倍,就使平面生產效率提高了5~10倍。綜合加溫成本只需土壤栽培或水培的1/5~1/10,而且不會出現因根域溫度過低造成的生長不協調的生理障礙發生。同樣在一些蔬菜的越夏栽培中,土壤栽培或水培常會因溫度過高而影響根系發育及生長,使高溫天氣下,難以實現許多時令性蔬菜的生產,而採用氣霧栽培後,根系的抗高溫能力大大提高,再加上設施內的微噴降溫及排風扇通風降溫結合,就可以實現一些在高溫季節難以栽培的反季蔬菜,如果能對地下深水進行充分的循環或微噴利用,可以達到最節能的降溫效果。

二、項目節水措施與水耗指標分析

水是所有植物賴以生存最起碼、最基本的條件。以土壤栽培為例,在每次澆水過程中,植物的根系都經歷了大水、中水、小水、微水、乾枯的不同過程,水對根系的滿足是不恆定的、是變化的。而且不同季節的水溫也是變化的。水培的營養液可使植物的根系永遠處於大水狀態,因此只適宜於喜大水的植物,而且營養液的溫度在不同季節溫差很大,更不適宜喜干植物的栽培。而許多珍稀植物卻好多是「喜水又怕水」,或是「喜干」的,如人蔘、西洋參、田三七、蘆薈和一些名貴花卉,水培根本無法栽培。而氣霧栽培是根據各種植物對水適應特性需要以及在不同生長階段對水的需要量給予不同的氣霧量,完全可以人為控制和自動調節,因此可以滿足各種不同特性植物的需要,因此氣霧栽培可以適宜幾乎所有的植物栽培。

氣霧栽培法也是一種最為節水的栽培模式,用水量極少,特別適合在水資源缺乏的環境下發展氣霧栽培生產,如在沙漠,孤島等淡水資源匱乏的地區發展農業。它的節水效率可達90%,也就是說只需土壤栽培的1/10用水量,就可完成相同生物量的增長。如溫室土壤栽培番茄,每形成1kg番茄需要200kg水,就是採用水培也需消耗170kg左右的水,而採用氣霧栽培則只需6~10kg的水,所以它是節水農業水資源利用率最高的生產技術。這是因為氣霧栽培法的營養液是在一個嚴密的閉鎖型往複循環的系統中完成養分與水分供給的,可以實現零外排,做到可持續不污染環境的效果。

三、項目的生態環保優勢及意義

生態環保與綠色,可循環持續與永久耕作是當今世界發展之主流,一項好的農業技術除了能帶來產量與質量的飛躍外,更重要還要體現它的可持續性。

氣霧栽培法使植物的栽培離開土壤或傳統基質,並從平面拓展中解放出來,向空間空中發展,實現可持續耕作,讓更多的耕地恢復自然生態或者進行人工林的營造,是拯救地球的一種生態解決方法。農業生產的污染與對環境的掠奪已成為現代農業耕作中較為突出的問題,大量農耕機械的應用,耗費了大量石油,造成了空氣污染;大量化肥的使用,使土壤日漸貧瘠;農藥的泛濫使用,使農產品的健康性沒有保障等。氣霧栽培法可以在沒有任何可耕土地的地方,不需要依賴土壤的情況下,進行多層次立體化的耕作。

根部完全懸掛於空中栽培,是不需傳統土壤為媒介的耕作,另外,它與土壤隔絕,不會對環境造成徑流與滲漏污染,再加上它的低流量與循環流動的營養液供給模式,可以做到對環境的零排放,所以沒有任何水土流失之擔憂。解決了當前農耕土壤流失影響生態的嚴重問題。而且不需要大型的農業機械,也無需繁雜的管理操作,更不需施用化肥與除草劑,最大限度地控制農藥的使用或者進行免農藥栽培,是一種對環境污染最小化甚至做到零污染與排放的技術。在地球生態壓力越來越重的今天,氣霧栽培提供了實現環保生態耕作的技術支撐。

而且在隔離土壤的情況下,無需對土壤消毒,擺脫了土傳病蟲害與連作障礙的困擾,切斷了病蟲害的傳播路徑,減少了病蟲害的危害,如果進行空間嚴密的防蟲網隔絕,可以做到無蟲化的免農藥生產,可以少用農藥或根本不需農藥,對環境的污染可以有效控制,生產的產品是一種安全係數極高的綠色安全型放心食品,是一種最為安全型的農業模式。

在空氣當中生長,脫離了易污染的土壤環境,可以實現生產場所與過程的潔凈化,利於組織工業化工廠化栽培,所以它是一種最適合於農業工業化的生產模式,人們栽培瓜果蔬菜花卉等植物可以在類似於車間及工廠的潔凈化環境中生產,讓人們告別了面朝黃土背朝天的傳統農耕環境,讓農民成為藍領或白領,在綠色清新清潔的環境中完成農業生產的整個過程,讓農業成為人們的一種生活方式變為可能,可以在休閑娛樂的過程中完成生產。

第五部分項目相關圖片


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