气雾培具有其他任何一种栽培模式所不能比拟的优势，雾化栽培中作物根系悬于空中，氧气得以最大化供给，水、肥通过雾化方式提供，矿质离子及水份的吸收得以充足的保证，根系处于最佳的水、气、肥环境，使作物发挥出最大的生长潜能。在雾培时，植物在幼苗阶段或者对须根较少的作物，雾滴在根系运动时受到的阻碍较小，雾滴可以很容易地均匀分布于整个根系;作物根系越茂盛，雾滴在根系的扩散运动受根系的阻碍就越大，因此在选择尽可能细的营养雾滴的同时，还必须考虑营养雾滴对根系的穿透性，即营养雾滴能否穿越外部根须，进而均匀充满整个根系。　　 雾滴在根系内的分布情况在很大程度上影响了雾培效果，甚至决定了雾培的成败。但是目前国内外几乎没有开展过相关研究。针对这种现状，本文设计了作物根系营养雾滴分布测试实验平台，并且在该实验平台上开展了不同粒径营养雾滴穿透作物根系的试验研究。　　 针对低频超声雾化喷头的功率以及工作电压等电学参数，确定了驱动电路主回路的拓扑结构，计算了主回路相关元器件参数值;选取了MOSFET开关管型号，并根据该开关管相关参数设计了单通道MOSFET驱动回路;利用阻抗分析仪PV70A测试得到喷头的阻抗参数，在其基础上，利用摊导公式计算了匹配电感的感值;同时，设计了驱动电路保护回路相关元件参数，确保电路的安全性。　　 为探究驱动电路中脉冲变压器、输出匹配电容等关键元件对驱动电路性能的影响，本文在理论计算其相关参数的基础之上利用电路仿真软件Multisim10.0搭建了驱动电路的仿真模型，同时分析了脉冲变压器分布参数对驱动电路性能的影响，对电路参数进行仿真分析和优化。根据电路仿真结果，设计制造了驱动电路PCB样品，通过实验验证仿真模型的正确性。　　 设计了基于ARM9的数字PWM信号发生器和湿度检测系统，通过软件编程实现PWM频率和占空比可方便调整以及根系湿度信号的实时采集和存储。　　 在驱动电源设计制造完成后，搭建了不同粒径营养雾滴对根系穿透性研究的检测台架，采用雾培的成熟期西红柿的根系作为检测对象，在根系不同密度处合理布置三组传感器，进行了40KHz和1.7MHz两种不同频率的超声雾化喷头在产生的营养雾滴在根系分布情况的实验。　　 在对实验原始数据进行筛选和处理后可知:由于40KHz低频超声雾化喷头产生的营养雾滴较大，在外界条件基本一致的情况下，试验开始的前180s内，穿透进根系内部的雾滴较少，传感器湿度值明显较小;随着喷雾时间的增加，根系周围营养液雾滴浓度上升，穿透进根系的营养液雾滴数量明显上升，传感器湿度值有较大的上升;通过对实验原始数据样本进行的方差分析和均值分析可以得出:营养雾滴粒径对其在根系的穿透性有较大影响，在雾滴浓度较小的情况下粒径较大的雾滴更难以穿透根系到达根系密度最大的根芯部位;当雾滴浓度较大时，较大的雾滴粒径造成的穿透性难的问题可得到较大改善。