气雾栽培（雾培）是让植物的根系离开了基质与水，把植物根系完全放置于气雾环境下进行生长发育的一种新型无土栽培模式，通过雾化的水气满足植物根系对水肥的需求，并具有最充足的氧气与最自由伸展的空间，使根系在毫无阻力的环境下生长[1]。与传统的栽培方式相比，气雾栽培对植物生长潜能的发挥具有得天独厚的优势，具体表现在生长周期缩短、生物量与产量显著提高、次生代谢产物稳定性提高及产品安全无污染等方面。

试验选用的两种芳香植物排草香（Anisochilus carnosus）和碰碰香（Plectranthus hadiensis var.tomentosus）均为唇形科植物，植株的生物活性成分具有多种功能，可用于医药、保健、食品、化妆品等行业。本试验对雾培和土培条件下两种芳香药用植物的生长、营养以及药用成分进行了比较研究，旨在探寻气雾栽培技术是否适用于药用植物的栽培。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

排草香、碰碰香苗取自广东省林业科学研究院苗圃。

一个奶粉行业的“新兵”，却造出了获得全球食品安全标准认证的婴幼儿奶粉。站在重拾中国奶业信任度的风口浪尖，他一点一滴重来，面对技术壁垒，他一分一毫突破。他正用诚信，重铸中国乳业品质的丰碑。

园试营养液配方：KNO3 0.81 g/L、NH4H2PO4 0.155 g/L、Ca(NO3)2·4H2O 0.95 g/L、MgSO4·7H2O 0.5 g/L。pH值保持在5.8左右。

1.2.3 营养品质测定 Vc含量测定：比色法[2]；硝酸盐含量测定：水杨酸—硫酸法[2]；可溶性糖含量测定：蒽酮比色法[2]；游离氨基酸含量的测定：水合茚三酮法[3]；可溶性蛋白含量测定：考马斯亮蓝G-250染色法[4]。测得数据运用SPSS17.0进行分析。

1.2 试验方法

1.2.1 试验准备 分别取长势一致的排草香、碰碰香120株，土培组、雾培组各取60株，每组设置3个处理，每个处理20株。两个组的苗洗干净后测量株重、株高、茎粗。

土培组：将排草香、碰碰香按株行距50cm×50 cm进行定植。植株生长稳定后每周定时浇1 L的园试配方营养液。

雾培组：将排草香、碰碰香种植在雾培架上，采用定时器来控制，在排草香、碰碰香缓苗期，白天（8：00—18：00时）每隔5 min供营养液50 s，晚上（18：00—8：00时）每隔30 min供营养液60 s；待排草香、碰碰香生长稳定后，每隔20 min供营养液60 s。雾化喷头流量1 L/min，营养液管道压力约0.2 Pa，营养液一周更换一次，保持营养持续供应及雾化环境洁净。

试样两端用夹具夹紧于滑块上，将滑块放入导轨并固定其中一端，另一端连接到激振器的激振头上，连接信号发生器和激振器，在室温下以不同频率(1 ～ 10 kHz，以指数形式递增)对激振器进行信号输入。完成全部100组数据的采集后，更换试样上的另外一组通道，重复采集工作，共进行5次采集实验，选出其中最好的一组数据进行分析。经过老化前的数据采集后，将试样条放入真空干燥箱中，在200 °C下加热5 h进行老化处理，然后对老化后的试样条进行数据采集工作，以对比老化前后的性能差异。

株重方面，与土培组相比，雾培组碰碰香株重增长更快，生长15 d后两组株重差异即达到极显著水平。栽培60 d，雾培碰碰香株重增速为0.24 g/d，土培为0.10 g/d，雾培组是土培组的2.4倍。移栽时，雾培碰碰香平均株重为2.23 g，土培为2.15 g；移栽第15天测得雾培碰碰香的平均株重为4.49 g，土培的为3.24 g，雾培组为土培组的1.39倍，两组之间差异达到极显著水平；移栽后30 d、45 d测量结果分析均达极显著水平。栽培60 d，雾培组碰碰香株重为16.35 g，土培组为8.07 g，雾培组是土培组的2.03倍，两组之间差异极显著。

1.2.2 生长数据和供试材料采集 待土培及雾培排草香、碰碰香生长稳定之后，每隔15天分别从3个处理中随机取出2株，洗净后测定其株重、株高、根长，共测5次。2个月后，取15株用液氮磨碎后于-40 °C保存，供营养品质测定，剩下15株烘干后粉碎过60目筛，作为测量黄酮含量的材料。数据运用SPSS17.0进行统计分析。

微量元素配方：H3BO3 0.003 g/L、Na2Fe-EDTA 0.025 g/L、MnS04·4H2O 0.002 g/L、CuSO4·5H2O 0.000 05 g/L、ZnSO4·7H2O 0.000 22 g/L、(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.000 02 g/L。

1.2.4 药用品质测定 （1）排草香、碰碰香总黄酮的提取及含量测定：排草香、碰碰香总黄酮的提取：干燥粉碎的材料2.0 g，加入10 mL的80%甲醇超声提取1 h，提取2次，提取液离心，减压浓缩并用石油醚脱色，得到样品溶液。总黄酮含量的测定方法参照Xu等[5]的方法稍微调整，测得数据运用SPSS17.0进行分析。

（2）排草香、碰碰香抗氧化能力的测定：活性成分的提取：将排草香、碰碰香粉各称取5 g，用30 mL 75%乙醇在常温下超声提取30 min，在4 000 rpm离心20 min后过滤，滤渣再次提取，合并滤液，弃去滤渣。用旋转蒸发器浓缩所得滤液，加乙醇定容至10 mL备用。

由表4可以看出，生长2个月后雾培组与土培组碰碰香的Vc、硝酸盐、可溶性糖、游离氨基酸、可溶性蛋白含量均存在极显著差异。雾培组碰碰香的Vc、硝酸盐、可溶性糖、可溶性蛋白含量均极显著高于土培组，分别是1.29倍、3.58倍、1.43倍、1.20倍。而在游离氨基酸含量方面，土培组碰碰香是雾培组的1.45倍。

依照YS/T 485-2005[5,6]的剪切试验模型进行焊接强度测试，本标准规定了粉末冶金烧结双金属材料剪切强度的测定方法，本文在其基础上做了适当修改，模型如图1所示。

2 结果与分析

2.1 不同栽培方式对排草香、碰碰香生长的影响

2.1.1 不同栽培方式对排草香生长的影响 由表1可知雾培组排草香生长速度比土培组更快，栽培60 d，雾培组排草香株高增速为0.68 cm/d，土培组为0.48 cm/d，雾培组是土培组的1.42倍。移栽时，两组平均株高基本一致，雾培组为10.39 cm，土培组为10.56 cm。15 d以后两组平均株高差距逐渐加大；移栽30 d后，雾培组是土培组的1.06倍，差异显著；移栽45 d后，雾培组平均株高是土培组的1.21倍，两组差异达到极显著水平。生长60 d后，雾培组的平均株高为51 cm，土培组为39.60 cm，雾培组是土培组的1.29倍，两组之间差异极显著。

如果整个社会都能像北大那样鼓励人们深造，如果每个小环境都允许人们通过奋斗改变处境，如果不同群体之间的平等交流更为通畅，就能唤醒更多人的进取渴望，一种活跃的、充满希望的力量就会在时代回荡。这一点，应该是北大保安上大学带来的最大启示。

雾培组排草香的根长生长也比土培组迅速，栽培60 d，雾培组根长增速是土培组的1.8倍。刚移栽时，雾培组平均根长为5.82 cm，土培为5.78 cm。移栽15 d后两组差异极显著；60 d后雾培组根长为34.24 cm，土培组为21.55 cm，雾培组根长为土培组的1.66倍，两组之间差异极显著。

株重方面，雾培组排草香与土培组相比，株重急剧增长，生长60 d，雾培组增速为土培组的5.2倍。移栽时，雾培组排草香平均株重为12.18 g，土培为12.23 g。移栽15 d，雾培组排草香平均株重为土培组的1.25倍，两组之间存在极显著性差异；生长60 d后雾培组株重为284.79 g，土培组为115.42 g，雾培组株重为土培组的2.46倍，两组之间差异极显著。

由表3可以看出，排草香生长2个月后雾培组和土培组之间的营养品质含量Vc、硝酸盐、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸均存在极显著差异。雾培组Vc、硝酸盐、可溶性糖、可溶性蛋白含量分别是土培组的1.14倍、3.76倍、1.43倍、1.51倍；而游离氨基酸含量方面，土培组排草香极显著高于雾培组，土培组是雾培组的1.16倍。

2.1.2 不同栽培方式对碰碰香生长的影响 由表2可知雾培组碰碰香的生长速度比土培更快，生长60 d，雾培组碰碰香株高增速为0.10 cm/d，土培为0.07 cm/d，雾培组是土培组的1.43倍。移栽时，雾培碰碰香平均株高为5.48 cm，土培为5.80 cm。种植30 d，两组差异不显著；种植45 d，雾培组的株高是土培的1.09倍，两组之间存在显著性差异。生长60 d后，雾培碰碰香平均株高为11.74 cm，土培为9.26 cm，雾培株高是土培的1.27倍，两组之间差异极显著。

雾培碰碰香的根长也始终比土培的增长要快，生长60 d，雾培碰碰香根长增速为0.31 cm/d，土培组为0.18 cm/d，雾培组是土培组的1.72倍。移栽时，雾培组碰碰香平均根长为2.88 cm，土培组为2.76 cm；移栽15 d，雾培组为土培组的1.44倍，两组之间差异显著；移栽后30 d，雾培组为土培组的1.62倍，两组之间差异极显著。移栽后60 d，雾培组平均根长为21.96 cm，土培组为13.68 cm，雾培组为土培组的1.57倍，两组根长差异达到极显著水平。

 

表1 两种栽培方式下栽培60 d的排草香生长指标比较Table 1 Comparison of the growth indexes of Anisochilus carnosus under two kinds of cultivation methods after 60 days

  

注：与对照组相比，**表示P＜0.01。Note: Compared with the control group, ** represents P＜0.01.

 

栽培方式 株高Height/cm 根长Root length/cm 株重Weight/g 土培Soil cultivation 39.6±1.51 21.55±2.02 115.42±1.98雾培Aeroponics 51.0±3.12** 34.24±1.54** 284.79±34.49**F 32.38 74.9 5337.265 P 0.005 0.001 0

土培组与雾培组在同等环境条件下进行。

在道岔设备维修养护工作中，由于混凝土岔枕螺栓的失效，导致其固定和连接作用无法实现，将会导致一系列连接零件问题的产生。比如，滑床台开裂或是脱焊，导致道岔内部铁垫板开裂，并最终造成铁垫板、滑床台和钢轨的相关部分稳定性下降，导致铁路运行的安全性受到威胁[2]。连接零件问题的产生与道岔铺设及维修养护工作的质量具有直接关系，在道岔铺设阶段，岔枕铺设位置的准确性会对螺栓的位置产生影响，引发螺栓错位问题的产生。维修养护工作的效率与质量不到位，将会导致螺栓受到腐蚀，进而导致连接零件失去效用，影响列车运行的安全性。

综上可知，栽培60 d后，雾培组碰碰香各生长指标值均比土培组高（表2），雾培组的株高、根长、株重分别较土培组增长14.4%、58.6%、103.6%，两组差异达极显著水平。

2.2 不同栽培方式对排草香、碰碰香营养品质的影响

综上可知，栽培60 d后，雾培组排草香各生长指标值均比土培组高（表1），雾培组的株高、根长、株重分别较土培组增长28.8%、58.9%、146.7%，两组差异达到极显著水平。

DPPH自由基率测定参照Tadolino等[6]的方法。FRAP抗氧化能力测定参照Benzie等[7]的方法。

国家发展与改革委员会公布的数据显示，到2020年，我国铁路网规模将达到15万km。根据目前我国政府每年在铁路建设方面的总投资额约8 000亿元测算，从2016年到2020年，我国将投入超过4万亿元用于铁路建设。因此，要完成2020年内铁路建设的规划任务，融资缺口巨大。民间资本进入铁路虽然能在一定程度上缓解国家财政压力，但由于铁路行业政企分离时间较短，在行车调度、产权界定、运价管制等方面的政策法规尚不完善，给民间资本的进入制造了障碍。

2.3 不同栽培方式对排草香、碰碰香药用品质的影响

(2)为什么称f(x)为密度函数呢？物理中，一根不均匀的细棒已知线密度如何求其质量？单位长度的铁棒质量与密度有什么关系？学生对这一问题非常熟悉，当然是密度越大，质量越大。那么概率密度也具有这样的特点，密度越大，概率越大。因此区间长度一定，f(x)取值越大，则随机变量的取值落在该区间的概率值越大。通过引导学生将概率密度和物理中的密度相类比，来理解密度函数的意义。

由表5可知，生长2个月后土培组排草香总黄酮含量极显著高于雾培组，土培组是雾培组的2.86倍；抗氧化能力方面，总抗氧化活性和DPPH自由基清除率的差异均不显著。

带着这样的思考，我们进行了“智慧珠”实验，总时长1小时，在初步认识实验材料之后，学生可按研究兴趣分组实验。

 

表2 两种栽培方式下栽培60 d的碰碰香生长指标比较Table 2 Comparison of the growth indexes of Plectranthus hadiensis var. tomentosus under two kinds of cultivation methods after 60 days

  

注：与对照组相比，**表示P＜0.01。Note: Compared with the control group, ** represents P＜0.01.

 

土培Soil cultivation 9.26±0.12 13.68±0.76 8.07±0.36雾培Aeroponics 11.74±0.64** 21.96±1.09** 16.35±0.44**F 43.14 116.33 638.74 P 0.003 0.000 0.000

 

表3 两种栽培方式排草香营养品质含量的差异性分析Table 3 Differential analysis of nutritional components of Anisochilus carnosus under two kinds of cultivation methods

  

注：与对照组相比，**表示P＜0.01。Note: Compared with the control group, ** represents P＜0.01.

 

组别Vc/（mg/100g） 硝酸盐Nitrate/(μg ·g-1)可溶性糖Soluble sugar/ (mg·g-1)游离氨基酸Free amino acid/ (mg·g-1)可溶性蛋白Soluble protein/(μg ·g-1) 土培Soil cultivation 66.79±2.16 126.28±11.81 24.74±0.10 12.14±0.14 40.42±0.08雾培Aeroponics 76.77±1.12** 475.08±15.78** 35.33±0.11** 10.47±0.33** 61.15±0.70**F 50.52 939.82 15490.31 62.47 2606.06 P 0.002 0.000 0.000 0.001 0.000

 

表4 两种栽培方式下碰碰香营养品质的差异性分析Table 4 Differential analysis of the nutritional components of Plectranthus hadiensis var. tomentosus under two kinds of cultivation methods

  

注：与对照组相比，**表示P＜0.01。Note: Compared with the control group, ** represents P＜0.01.

 

组别Vc/（mg/100g） 硝酸盐Nitrate/(μg·g-1) 可溶性糖Soluble sugar/(mg·g-1)游离氨基酸Free amino acid/(mg·g-1)可溶性蛋白Soluble protein/(mg·g-1) 土培 Soil cultivation 51.68±2.75 131.76±1.33 22.58±0.04 15.46±0.26 50.38±0.66雾培Aeroponic 66.64±4.67** 470.74±27.17** 32.28±0.03** 10.67±0.29** 60.39±0.48**22.85 465.77 111269.26 463.62 453.54 P 0.009 0.000 0.000 0.000 0.000 F

 

表5 两种栽培方式排草香药用品质比较Table 5 Comparison of the medicinal quality of Anisochilus carnosus under two kinds of cultivation methods

  

注：与对照组相比，**表示P＜0.01。Note: Compared with the control group, ** represents P＜0.01.

 

土培Soil cultivation 83.98±0.81 1.52±0.05 88.69±1.69 88.77±1.16 0.005 0.949雾培Aeroponic F P 29.32±0.81**656.46 0.000 1.55±0.10 0.229 0.657

 

表6 两种栽培方式碰碰香药用品质比较Table 6 Comparison of the medicinal quality of Plectranthus hadiensis var. tomentosus under two kinds of cultivation methods

  

注：与对照组相比，**表示P＜0.01。Note: Compared with the control group, ** represents P＜0.01.

 

土培Soil cultivation 92.10±6.91 1.84±0.07 87.38±0.83 88.01±0.41 1.39 0.304雾培Aeroponic F P 24.41±3.64**225.38 0.000 2.02±0.22 1.94 0.236

从表6可知，生长2个月后土培组碰碰香总黄酮含量极显著高于雾培组，土培组是雾培组的3.77倍；总抗氧化活性和DPPH自由基清除率差异均不显著。

3 结论与讨论

3.1 与传统的土壤栽培相比，气雾栽培能给植物提供更为充足的氧气和使根系更自由伸展的空间，从而提高植物对营养物质的吸收。在雾培环境中，根的呼吸作用强，充分吸收了营养液中的水和养分，与土培相比，雾培系统中的植物根系具有更好的矿质营养基础[1]；雾培的有利因素为植物提供了较佳的根域环境，植物的生长代谢活力明显提高，生长加快，植物生物量和营养成分积累也得到了提高。

3.2 经过60 d的生长，雾培组排草香、碰碰香与土培组相比，生物量有了较大提高，雾培组排草香的株高、根长、株重分别较土培组增长28.8%、58.9%、146.7%， 碰 碰 香 增 长14.4%、58.6%、103.6%。其他学者的研究也证明雾培比土培能更快在短时间内提高植物生物量[8-13]。

独立医学影像诊断中心未来的发展方向，可以参考美国独立影像的“辐射式”分布模式。这类影像中心更多在人口密集的地区，其主要竞争力是低成本，可为患者提供舒适和便利的门诊影像服务。当然，被公认为全球医学影像界黄金标准的美国放射学院认证起到了中流砥柱的作用，该组织的核心宗旨是推动放射影像学医疗的临床实践、科学研究，协助政府对医疗政策进行修订，以便更好地为患者和社会服务[31]。

3.3 在营养品质方面，雾培组与土培组各有优势，雾培组的Vc、可溶性糖、可溶性蛋白含量均高于土培组，排草香分别增长13.6%、42.9%、51.3%，碰碰香分别增长28.9%、42.9%、20.4%；游离氨基酸则是土培组较高，土培组排草香、碰碰香的游离氨基酸含量分别比雾培组增加16.0%、44.9%。雾培组的硝酸盐含量比土培组要高，雾培组排草香、碰碰香分别是土培组的3.76倍、3.58倍。此结果也与丁一[14]、凌敏[15]等人得出的结论一致：生物量明显提高的同时营养品质也更高。

近年来，“生物圈中的绿色植物”（考查）考试的目标要求有两个层次，即了解和理解，其中了解的目标有5个，理解的目标有6个。

3.4 对于药用品质来说，土培组总黄酮含量极显著高于雾培组，排草香增加186.4%，碰碰香增加277.5%；雾培组与土培组抗氧化能力无明显差异。Hayden[16]对塔银莲（Anemopsis californica）进行对比种植发现，雾培塔银莲根中5种有效药用成分的含量均低于土培组，再次验证了气雾栽培在药用品质方面不具优势。笔者推测可能是因为充足的水分和营养并不利于有效活性成分的积累，而适当的干旱则有利于提高某些药用植物有效成分含量，如中度干旱处理有利于丹参根系中丹参素和丹参酮A的积累[17]。

3.5 药用植物的栽培与传统农作物栽培有所不同，其最适生长条件与其次生代谢产物的合成对生态环境要求在某些方面互相冲突，大部分研究认为不利于植物生长的胁迫环境却有利于药用植物次生代谢产物的积累，产量和质量无法在生产中得到统一保证[18-19]，因此，在接下来的研究中可依据药用植物的生长特点，提供具有环境胁迫的次适宜条件来兼顾生物量和次生代谢产物积累之间的平衡，不同种类的药用植物采用不同的雾培条件，如不同的营养液供给、水分供给、光照时间等，为中药材高效培育提供一条新的途径。

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