从植物的生长发育来说，无非就是品种与环境，品种由基因决定，环境包括地上环境与地下环境，地上环境由气候影响较大，地下环境，传统农业受土质状况及肥水条件影响。地上环境的最优化通过设施条件得以改善，而地下环境只有通过栽培模式创新来实现。无土栽培就是通过地下环境的优化来提升作物产量与质量，通过根域环境人工控制达到相对理想状态。
根深叶茂描述的就是根系对于地上发育的影响，根深而广，需要良好的土壤条件，土壤是植物的培养床，它为植物带来了养料、水分及空气，同时土壤也会植物的附着固定保持生长形态提供了物理支撑。从传统观念认识土壤，都认为万物土中长，离开了土壤就不能存活，但有了无土栽壤技术的突破后，人们对土壤就有了更本质化的认知，土壤的功能也无非就是肥水气的供应及固定，土壤疏松代表空隙度大，可容更多的空气与氧气，也能为植物根系的深扎减少阻力。土壤墒性好，说明土壤吸水保湿性好，土壤肥沃，说明土壤能为植物提供充足的养分。所以日常农业生产大多数的劳作就是针对土壤环境创造而展开，如松土其实就是增氧的一种方式，施肥就是为根系提供丰富的矿物质元素，除草就是为了解决栽培植物与无用途草之间争肥夺水问题，灌溉就是让植物有充足水分，保持正常的水分代谢及肥料吸收。而这些劳作成为生产者主要投入与技术要求，成为农业生产与工业所特有的区别。一旦无土化耕作技术运用后，农业产业也从特质的区别中分化，变成类似工业化的生产，甚至发展为植物工厂的生产方式。
无土栽培是耕作技术的伟大创新，也是认知植物的一次跨越。无土栽培有基质培、水培、气雾培，我们称之为无土栽培三步曲。最早诞生以基质培中的沙培为主，后来发展为水中供氧通气的水培，再继尔演变成现在的气雾栽培，也叫空气栽培。每次的演变与创新都是针对肥水气三要素的科学有效解决而展开。不管哪种栽培模式，唯有气雾栽培，让三者之间实现最优化的调节，肥与水以营养液雾的方式直接喷洒至根系表面，让矿质元素及水以接触的方式供给，而基质培中，根系与肥水的接触没有雾培方式的直接，还需要有离子在基质间按浓度梯度的化学迁移和及根系的截获过程。水培虽然根系与肥水直接接触，但水中的溶氧是有限的，需不断的通气与曝氧或者流动与搅拌混入，如遇到营养液温室升高达至一定的上限，即使整天循环增氧也难以再溶入，水中溶氧已达饱和。所以常规水培最重要的就是解决供氧矛盾问题，供氧的丰缺成为根系环境优化的关键，也成为产量品质提升及发育是否加快的制限。以往对于水培的研究及技术体系模式的构建，大多数围绕溶氧寻找解决方案，也就为该因子而增加不少的设备投资。
基于肥水气三要素的科学调控，唯独只有气雾栽培技术才得以三者兼顾的有效解决，而且是低成本的实现。只需以弥雾的方式供液，把植物根系悬空或者半悬空，让根系生长于气雾环境中，充分获取充足的养分、水分及最充足的空气。
在悬空高湿的环境下，根系呼吸代谢加强，能量转换彻底，不会发生无氧呼吸的底物浪费以及产生有害的中间产物，为根系的吸收水分及矿质元素提供充足的能量，同时根系活力的增强又促进了各种生理合成，如激素、氨基酸、核酸、蛋白质等，许多次生代谢物都需要根系的合成调节，植物方可正常生长。根系在气雾环境下生长，因无穿行的阻力，可以无限延展，在基质或者土壤中生长，根系都需克服阻力，或者根系分泌大量润滑物质，来减少阻力，从而使基质根或土根形成大量骨架根，或者机械组织的木质化或木栓化的根，这些根从生理用途来说只起锚定及扩大根系范围和固定植株作用，没有扩大吸收肥水的表面积，从经济效率来说，是造成生物量的浪费。而气雾环境下生长的根系，不管是草本及木本植物，都有着大致共同的特征，不定根根系发达，数量多且表面积大，数量多的原因与无阻力有关，在物理障碍情况下，根原基可以最充分的表面，达，再加上根系活力足，合成激素多，不管是再生分裂还是伸长生长，都比基质培或土壤栽培旺盛，所以气雾培根系比任何一种栽培模式，根量都要大，甚至是土壤种植的几倍数十倍，再加上粗根少，细根多，又扩大的根系皮层及根毛的吸收表面积。吸收表面积越大，会带来三方面的生理作用：
- 一是单位时间吸收肥水就多；
- 二是耐肥性增强，不管是采用稀液或者浓液供雾，都不会对植物产生较大的生长影响。笔者曾用水培的废液进行蚕豆的雾培再利用种植，对蚕豆发育整体影响不大；
- 三是表面积大又促进的根呼吸提高能量代谢效率，形成一个正反馈的良性循规过程，所以雾培的生长，随着根系的发达，生长速度会呈线性增长。
气雾培植物根系
红甜菜于雾培环境下的根系发育
生菜的根系
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