，也稱氣霧培、霧培，是人類受到大自然的啟發(fā)而發(fā)明的，它是自然給人類的啟示和饋贈。大自然中，不是所有的植物都需要土壤和基質(zhì)，有很多植物的根系就是直接懸浮在空氣中形成氣生根、以假根附生在巖石上等，從而形成獨特的景觀，如熱帶雨林中的榕樹、松葉蕨、蝴蝶蘭、石斛蘭、紅柳和仙人掌等植物。由此可見，氣霧條件下生長是植物與自然發(fā)生相互作用形成的一種生態(tài)適應(yīng)性表現(xiàn)，氣霧栽培就是人類根據(jù)植物的這種生長方式而人工創(chuàng)造的生產(chǎn)環(huán)境，從而形成一種適合植物生長的栽培技術(shù)，是一種高效的無土栽培模式。

　　氣霧栽培的首次構(gòu)思及運用是在20世紀40年代美國航天局為了在和平號空間站上建立生命支撐系統(tǒng)——栽培蔬菜，這次栽培不僅僅是簡單嘗試新的技術(shù)，還要解決在失重的空間中水肥資源的浪費和回收利用難的問題。美國的科學(xué)家率先提出氣霧栽培的概念并將其運用，用超聲波技術(shù)為植物提供肥水，解決水肥供給問題，利用植物的生物代謝轉(zhuǎn)換氧氣與廢氣。

　　目前，氣霧栽培作為新型科技的產(chǎn)物，是在工程技術(shù)、生物技術(shù)、計算機控制技術(shù)基礎(chǔ)上集成的一種全新栽培模式。目前，國內(nèi)氣霧栽培主要運用在蔬菜、觀光類植物上，在藥用植物、花卉、木本類植物上的研究比較少。我國氣霧栽培技術(shù)雖然發(fā)展比較晚，但發(fā)展迅速，有很大的前景和潛力，可以作為根系形態(tài)學(xué)和生理學(xué)研究的工具；是實現(xiàn)蔬菜工廠化的有效途徑；適用范圍廣泛，可用于城市居住、庭院農(nóng)業(yè)和辦公樓的陽臺，對地域環(huán)境沒有較多要求；提高了土地利用率和被污染、退化的礦區(qū)使用率；也可為航天生命保障系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。

　　氣霧栽培的栽培系統(tǒng)主要分為四大類，即霧培床式、立桶式、金字塔式和管道式。

　　霧培床式：是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上較普及和最容易建造與操作的，可選用工程塑料板或者鋁箔擠塑板，按照自我需求進行設(shè)計尺寸和切割組裝。在床底鋪設(shè)彌霧管道及對霧培床一端開設(shè)回流口，使營養(yǎng)液循環(huán)使用，在與管道和連接縫之間采用焊接、泡沫膠或者玻璃膠進行處理，以防床體滲漏。此類模式適合葉菜類、植株較矮小和需要引縛固蔓的植物。

　　立桶式：是4種模式中唯一一個擁有最大的根域空間，可用來栽培木本科或體積較大的植株，如茶樹、桑樹、蘋果樹、樹狀月季等。立桶式主要運用塑料和鐵絲組裝而成，噴霧系統(tǒng)和營養(yǎng)液系統(tǒng)的管道及營養(yǎng)液儲藏池可設(shè)計在桶內(nèi)，也可埋在地下運用支管進行引流到桶內(nèi)。南宮28此模式因靈活性、簡潔性被當前觀光農(nóng)業(yè)及家庭種植采用較多。

　　金字塔式：是立體種植模式，大大提高了單位面積的管理和使用效率，備受人們歡迎，多用于溫室中。金字塔式的栽培系統(tǒng)主要是利用泡沫扣板搭建而成，以泡沫板為種植承載板，呈倒“V”形，固定放置在搭建金字塔形木條框架上的苗床上，在塔內(nèi)的中心位置安裝噴霧管道。常用作現(xiàn)代農(nóng)業(yè)景觀和葉類植株的生產(chǎn)，南宮28在日本常常與人工日光燈搭配使用，從而構(gòu)造一個完整的人工栽培環(huán)境。

　　管道式：是一種受地點限制小的模式，可用于溫室、陽臺、樓頂、墻面等地。多采用PVC塑料管為根系提供生長空間，體積大的植株多采用大口徑的PVC供排水管道，將植株定植在打孔的管道上，此模式不是采用管內(nèi)水循環(huán)方式，而是采用噴霧管道創(chuàng)造彌霧的環(huán)境為植株提供營養(yǎng)。該模式對植株沒有要求，幾乎適用于所有植株。

　　噴霧系統(tǒng)，包括霧化裝置、噴霧管道、噴霧頭、開關(guān)閥門、過濾器。噴霧頭的數(shù)量及噴灑量可根據(jù)培育植株的需求來自行設(shè)置，過濾器主要用來過濾營養(yǎng)液防止管道堵塞。霧化裝置是整個噴霧系統(tǒng)的核心，1986年張靜嫻研制了一套壓縮機產(chǎn)生的壓縮氣體凈化，凈化的氣體通過噴霧管道進入氣體引射器，氣液混合后呈霧狀噴入培養(yǎng)器內(nèi)。1988年侯斌等設(shè)計并采用自動定時器控制自吸泵，以自吸泵來控制營養(yǎng)液的循環(huán)達到自循環(huán)利用模式。2005年徐偉忠等將植物氣霧栽培系統(tǒng)與計算機控制技術(shù)結(jié)合起來，為以后實現(xiàn)現(xiàn)代化提供了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。2013年高建民等使用PIC16F877A芯片為核心構(gòu)建了噴霧控制系統(tǒng)，使其更智能化，數(shù)據(jù)更精確。2015年張浙烽利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法處理現(xiàn)場控制系統(tǒng)采集實時信息，智能化調(diào)控，基本上實現(xiàn)蔬菜氣霧栽培管理的高效智能化。2017年劉彬設(shè)計了基于STC15系列單片機氣霧栽培實驗臺智能控制系統(tǒng)，是目前數(shù)據(jù)采集、傳輸和控制等功能較完善的智能控制系統(tǒng)。

　　營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)由營養(yǎng)液和循環(huán)系統(tǒng)組成，循環(huán)系統(tǒng)主要包含噴霧管道和一個集回流和儲存于一體的營養(yǎng)液池2個部分，營養(yǎng)液的品種和配方需要根據(jù)栽培植物的需求來選擇，蔬菜、花卉、藥用植物、喬木類對營養(yǎng)元素的需求不同，最適營養(yǎng)液可根據(jù)查閱大量資料以及小批量試驗得出，生產(chǎn)者只需對濃度和pH值進行調(diào)節(jié)。

　　自動控制系統(tǒng)可根據(jù)栽培規(guī)模的大小選擇，小型的家庭、試驗可選擇定時控制器等，大規(guī)模生產(chǎn)條件需要嚴格選擇計算機自動監(jiān)控和控制系統(tǒng)。2013年Liu等研制出一種采用超聲霧化器作為系統(tǒng)關(guān)鍵步驟，利用數(shù)字溫濕度傳感器檢測植物根系的環(huán)境信號，計算機自動顯示并監(jiān)控和控制，為氣霧栽培提供了一個便于植物根系生長和動態(tài)觀察的實驗平臺。

　　地下莖類植物中以馬鈴薯氣霧栽培的應(yīng)用最為廣泛，并取得很大的成就。王淑菊試驗表明，馬鈴薯在氣霧栽培中花粉生活力、萌發(fā)率都較光照條件下強。賀曉霞等試驗表明，氣霧栽培的馬鈴薯生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低。Buckseth等試驗發(fā)現(xiàn)，氣霧栽培不僅可以縮短馬鈴薯的生長發(fā)育周期還可以獲得質(zhì)量好的種子。周全盧等試驗得出，氣霧栽培條件下可以加快打開植物的氣孔，增加蒸騰速率、水分運輸，從而增加光合產(chǎn)物的合成，馬鈴薯的產(chǎn)量和質(zhì)量都優(yōu)于基質(zhì)培。王迪軒等試驗表明，采用氣霧栽培方式種植的馬鈴薯可以人為地控制大小隨時采摘。孫慧生等試驗表明，氣霧栽培在單位面積內(nèi)1 g以上微型薯數(shù)量較雙層基質(zhì)無土栽培高出76.1%～125.0%。

　　Yosuke等研究表明，在氣霧栽培條件下生菜的根系生長明顯優(yōu)于NFT和FL技術(shù)，葉片中的硝態(tài)氮、磷、鉀離子都顯著高于對照組，得出氣霧栽培可以影響葉片和根系的生長和生理活性。Leibar Porcel等研究表明，在氣霧栽培條件下，有氧系統(tǒng)中添加二氧化碳、營養(yǎng)液系統(tǒng)中添加碳酸氫鹽可以增加辣椒和生菜的根系氮濃度。Li等研究得出，在氣霧栽培條件下，生菜的根生物量、根冠比、根系總長度、根面積和根體積顯著增加。Andrzej Komosa研究表明，番茄在氣霧栽培的條件下產(chǎn)量較新巖棉板高29.8%～30.8%。魯雪利研究比較了黃瓜嫁接苗氣霧栽培和土培生根時間、生根率、根系活力，結(jié)果表明，氣霧栽培顯著高于土培。

　　氣霧栽培不僅可以進行生產(chǎn)和觀光，還可防治病蟲害。Burgess等利用控制氧氣的含量探索氣霧栽培條件對肉桂根系病蟲害的影響。凌敏等、高健敏研究表明，在氣霧栽培條件下，車前的生長周期縮短了82 d，株高、葉面積、根系體積、干重都顯著增加，植株可溶性蛋白質(zhì)、VC、可溶性糖的含量都極顯著高于土培。Hayden研究表明，在氣霧栽培條件下，牛募和紫錐菊的生長周期都大大縮短。成永三等研究得出，在氣霧栽培條件下改變短光暗周期對鐵皮石斛的生物量積累和可溶性多糖含量和產(chǎn)量的關(guān)系。

　　連青龍等運用氣霧栽培解決了水培模式中菊花根系容易“病變”的問題，為其根系提供了充足的空間和氧氣，增加了補光系統(tǒng)，可根據(jù)市場的需求來控制菊花的花期，以提高經(jīng)濟效益，為菊花氣霧栽培的栽培、研究、管理、開發(fā)和推廣奠定了基礎(chǔ)和經(jīng)驗，為花卉產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)工廠化、自動化和現(xiàn)代化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　王謝等研究表明，桑樹在氣霧栽培條件下可以避免水培中淹水脅迫和養(yǎng)分不均對試驗結(jié)果的影響。Rietveld認為，氣霧栽培條件下的加拿大短葉松根系生長速度比土培快。曾凡清試驗得出，氣霧栽培的桃樹產(chǎn)量明顯增加，果實品質(zhì)明顯提高。安榮研究發(fā)現(xiàn)，氣霧栽培的棗樹樹體蒸騰速率較穩(wěn)定，雨天尤其突出，無劇烈變化，氣霧栽培的棗樹裂果率低。

　　水培、基質(zhì)培和氣霧栽培都屬于無土栽培。水培又稱營養(yǎng)液培，將植物根部置入營養(yǎng)液中，讓營養(yǎng)液代替土壤，從而為植物生長提供所需的水分和營養(yǎng)物質(zhì)。基質(zhì)培又稱固體基質(zhì)栽培，用固體基質(zhì)來固定植物的根系，通過澆灌營養(yǎng)液或施固態(tài)肥，讓植物通過基質(zhì)去吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)。氣霧栽培與傳統(tǒng)的基質(zhì)栽培模式相比，植物的生長速度更快，與水培模式相比不易出現(xiàn)缺氧、生長不良或者爛根等現(xiàn)象。Prince等試驗結(jié)果表明，通過氣霧栽培可以提高植物根部溶解無機碳的水平，從而增加生物量的積累。

　　四是可避免土壤連作障礙以及采取消毒等措施所產(chǎn)生的重金屬離子對土壤、大氣等污染；

　　六是氣霧栽培將營養(yǎng)液置于密閉空間進行循環(huán)系統(tǒng)為植物提供水分和營養(yǎng)物質(zhì)，可實現(xiàn)零排放，從而遵循可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；

　　七是省力化栽培，人們通過計算機操作控制，不需要高強的體力勞動，各個年齡段的人都可以參與；

　　八是對環(huán)境、地域、植物種類沒有任何要求，不用考慮植物是否存在不適應(yīng)的問題，在沙漠、荒島、鹽堿地、山地、湖泊、湖面、平原、都市的陽臺、庭院、廣場、建筑物的表面、室內(nèi)的墻面等場所及空間都可以構(gòu)建氣霧栽培系統(tǒng)；

　　九是氣霧栽培的植物生長快、產(chǎn)量高、周期短，可減少植物及葉菜類硝酸鹽的含量，從而提高栽培作物的質(zhì)量；

　　十是實現(xiàn)植物的自動化、工廠化管理，使植物向自動化、現(xiàn)代化、智能化方向轉(zhuǎn)變。

　　氣霧栽培對溫室、設(shè)備、營養(yǎng)液、管道、污染、供電方面有嚴格的要求和嚴重的依賴性。目前，氣霧栽培設(shè)施設(shè)備研發(fā)不足，針對不同植物沒有專用配套的設(shè)施設(shè)備。目前氣霧栽培的溫室要選擇有保濕保溫措施的，若沒有可采取加蓋保濕被、覆蓋雙層充氣薄膜等措施，冬天生產(chǎn)則會受影響。氣霧栽培主要依賴于設(shè)備。因此，設(shè)備要由專業(yè)技術(shù)人員安裝，并定期進行檢查和維修，從而保證植物的正常生產(chǎn)以及數(shù)據(jù)準確性。氣霧栽培最怕管道堵塞，所以在噴霧系統(tǒng)中一定要添加過濾器，對噴頭和管道進行定期檢查和更換。電力則是氣霧栽培的心臟，為保證正常的運行，需配置適宜的發(fā)電機，從而保證該設(shè)備的正常運行。

　　目前，適用于不同植物培養(yǎng)的氣霧栽培營養(yǎng)液研發(fā)不足，缺少花卉和禾本科植物專用的營養(yǎng)液配方和產(chǎn)品。氣霧栽培的營養(yǎng)液選擇對于植物生長很重要，因而選擇營養(yǎng)液時需查詢大量資料并進行大量試驗，從而確定所選植物最適營養(yǎng)液的配方。

　　氣霧栽培環(huán)境控制參數(shù)還需進一步優(yōu)化，氣霧栽培中溫度、濕度、光照、氧氣、二氧化碳等的控制相對嚴格，不同植物要求不一樣。植物各發(fā)育時期對環(huán)境的要求也不一樣，這些參數(shù)都需要通過大量試驗獲取。氣霧栽培由于根部處于密閉環(huán)境，要定期對根部固定器進行檢查消毒，因為此部位多為海綿，適合真菌、細菌和病蟲害生長與繁育，這些因素都需要進行優(yōu)化。

　　氣霧栽培技術(shù)是人類對植物的自然生長環(huán)境進行的模擬和改善，智能科學(xué)地控制植物的生長環(huán)境以及營養(yǎng)需求，最大缺點是價格昂貴。但隨著科學(xué)信息的發(fā)展，氣霧栽培一定會成為未來植物栽培技術(shù)的發(fā)展方向。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的占比越來越大，設(shè)施果樹、木本花卉占比也在逐步增加，而氣霧栽培在木本類植物中僅對桑樹、加拿大短葉松、桃樹、棗樹等植物有研究。因此，將氣霧栽培大范圍應(yīng)用于木本植物中，未來也將成為研究熱點。隨著氣霧栽培技術(shù)的進一步完善，農(nóng)業(yè)、園藝、林業(yè)、花卉、苗木生產(chǎn)及開發(fā)等將進入一個嶄新的發(fā)展階段，可望成為在地球，甚至宇宙的任何地方都可進行作物生產(chǎn)的方式。