農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耕作模式的革新直接關(guān)系到生產(chǎn)效率與效益,從傳統(tǒng)的土壤耕作到無(wú)土栽培,單一線性耕作到多元化三維耕作,從自然露天到設(shè)施園藝,從石油依賴型農(nóng)業(yè)到有機(jī)生態(tài)可持續(xù)農(nóng)業(yè)等等耕作模式的創(chuàng)新與發(fā)展都將推動(dòng)著生產(chǎn)力水平的不斷提高.另外,從耕作技術(shù)與育種技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展來(lái)說(shuō),也對(duì)作物單產(chǎn)的提高與品質(zhì)的改善作出了巨大的貢獻(xiàn),近代農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)率最大的就是水稻育種技術(shù)的發(fā)展,它使產(chǎn)量得以近2-3倍的提高,實(shí)現(xiàn)跨越性的發(fā)展.但是不管是哪種模式的創(chuàng)新與技術(shù)的發(fā)展,終究難以解決耕地有限性的局限,其提高的程度存在著一定的制限性,不可能無(wú)限度地延續(xù).而世界人口總量暴炸性提高,與農(nóng)作物產(chǎn)量的提高幅度相比,其間的矛盾日漸突出,也就是食物的供應(yīng)將會(huì)出現(xiàn)危機(jī),光憑耕地的拓展已難以徹底解決,比如,以現(xiàn)在的耕作水平,發(fā)展到2050年,世界人口將突破80-100億,這增加的幾十億人口,它的食物供應(yīng)問(wèn)題至少需要再開(kāi)發(fā)850萬(wàn)平方公里的耕地面積方可解決,而耕地的開(kāi)發(fā)又會(huì)導(dǎo)致生態(tài)破壞與荒漠化的侵襲,難以安全而生態(tài)地解決所增人口的食物供應(yīng)問(wèn)題.
   針對(duì)這些問(wèn)題,農(nóng)業(yè)科學(xué)家在新世紀(jì)初提出了一個(gè)嶄新的耕作概念,這就是垂直耕作也叫垂面耕作.泛稱垂直農(nóng)業(yè),不管是種植還是養(yǎng)殖必須向空間發(fā)展,向空中要土地,把平面耕作型的傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)型為立體垂直耕作模式,讓耕地的單位面積效率得以數(shù)倍數(shù)十倍甚至上百倍地得以提高,這種模式創(chuàng)新所潛在的潛力是無(wú)限的,可以因人口的增加無(wú)限地發(fā)展,是解決人口暴炸的終極方案.如美國(guó)紐約設(shè)計(jì)的耕作大樓,新加坡提出的天臺(tái)農(nóng)場(chǎng),日本設(shè)計(jì)的地下植物工廠,等都是向垂直要空間的模式.這些模式可以使單位面積的產(chǎn)業(yè)額得以數(shù)倍數(shù)十倍地提高,這是目前依賴任何育種技術(shù)或技術(shù)創(chuàng)新都難以達(dá)到的一種新設(shè)計(jì).也就是垂直空間的三維設(shè)計(jì).
   根據(jù)目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展水平來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)投入高的耕作大樓還存在著一定的問(wèn)題,那是工業(yè)高度發(fā)展的產(chǎn)物,對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō),發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)還需要一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)渡類型.從成本核算及可行性來(lái)說(shuō),霧化栽培是一種實(shí)現(xiàn)垂直耕作最為簡(jiǎn)易,而且投入成本最低的實(shí)用方法,可以在當(dāng)前生產(chǎn)力水平的情況下得以實(shí)施.如柱式氣霧培,可以使耕作面積提高3-5倍,塔型霧培設(shè)計(jì)可以提高2倍以上,也還設(shè)計(jì)新穎的懸吊式倒掛栽培.霧培的立體垂面設(shè)計(jì)之所以成本低易操作,關(guān)鍵在于摒棄了質(zhì)量較重的水或者固態(tài)基質(zhì),這樣就為輕便靈活的構(gòu)建創(chuàng)造了條件,不需龐大而甾重的分層框架之投入,同時(shí)也可以使光照得以最高效率的利用,經(jīng)由光的重復(fù)折射與反射,創(chuàng)造最佳的漫射光效果,對(duì)于不同光生態(tài)要求的植物進(jìn)行不同生態(tài)位的設(shè)計(jì),具有較高的實(shí)用價(jià)值.較易實(shí)現(xiàn)光生態(tài)的垂直科學(xué)布局.
    霧培技術(shù)結(jié)合的垂直農(nóng)業(yè)模式,不受外環(huán)境條件的局限,只需要有空間、有水,、有電的基本條件就行,，是當(dāng)前我國(guó)最為實(shí)用的垂直農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)模式。雖然沒(méi)有嚴(yán)格意義垂直農(nóng)業(yè)的設(shè)計(jì)效果,，但對(duì)于目前平面耕作模式的革新,，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)實(shí)用性，是目前我國(guó)發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)提高單位耕作效率的創(chuàng)新模式,。采用垂直霧培技術(shù)對(duì)于提高矮小植株的園藝蔬菜植物具有更大的發(fā)展?jié)摿εc空間,，可以數(shù)倍地提高耕作效率與單位面積的生物產(chǎn)出量，這是育種手段與栽培技術(shù)措施革新所難達(dá)到的增幅效果,，比如葉菜類的耕作采用塔型或柱式霧培,，可以輕松實(shí)現(xiàn)年單產(chǎn)20-40噸的產(chǎn)出額，而與平面耕作相比,，不管采用什么技術(shù)措施或品種改良,，在目前生產(chǎn)力與科技水平下是難以實(shí)現(xiàn)的，而霧培的垂直設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn),。所以說(shuō),，簡(jiǎn)易的金字塔型或氣霧柱式設(shè)計(jì)是我國(guó)當(dāng)前實(shí)現(xiàn)垂直耕作技術(shù)的一項(xiàng)重要過(guò)渡類型，具有廣闊的空間與市場(chǎng)前景,。