无土栽培-固体基质.ppt

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1、无土栽培无土栽培固体基质固体基质基质substrate、matrix 无土栽培基无土栽培基质质是能是能为为植物提供植物提供稳稳定定协调协调的水、气、的水、气、肥肥结结构的生构的生长长介介质质。它除了支持、固定植株外。它除了支持、固定植株外,更更重要的是充当重要的是充当“中中转转站站”的作用的作用,使来自使来自营营养液的养养液的养分、水分得以中分、水分得以中转转,植物根系从中按需植物根系从中按需选择选择吸收。吸收。随着世界园随着世界园艺业艺业与植物容器栽培的与植物容器栽培的发发展展,天然土壤天然土壤的物理、化学性的物理、化学性质质已不能已不能满满足蔬菜、花卉、种苗及足蔬菜、花卉、种苗及其他植物容

2、器生其他植物容器生产产的需求的需求,因此世界各国的研究机因此世界各国的研究机构构,早已致力于栽培基早已致力于栽培基质质的研究开的研究开发发。自自上世上世纪纪七七十年代十年代以来以来,基基质质的研究逐步成的研究逐步成为为一个重要的一个重要的课题课题。无土栽培基质物料资源的选择1 常常见见基基质质物料及理化性物料及理化性质质 无机基质无机基质：常用的有岩棉、砂、石砾、蛭石常用的有岩棉、砂、石砾、蛭石 岩岩 棉棉岩棉岩棉（rock wool）岩棉岩棉是以天然岩石如玄武岩、是以天然岩石如玄武岩、辉长辉长岩、白云石、岩、白云石、铁矿铁矿石、石、铝矾铝矾土等土等为为主要原料，主要原料，经经高温熔化高温熔化

3、(温度温度2000以下以下)、纤纤维维化而制成的无机化而制成的无机质纤维质纤维。矿矿渣棉是渣棉是以工以工业矿业矿渣如高渣如高炉炉矿矿渣、磷渣、磷矿矿渣、粉煤灰等渣、粉煤灰等为为主要原料，主要原料，经过经过重熔、重熔、纤维纤维化化而制成的无机而制成的无机质纤维质纤维。这这两种两种纤维经纤维经加工，可制成板、管、加工，可制成板、管、毡毡、带带、纸纸等各种制品，等各种制品，应应可用于建筑和工可用于建筑和工业业装装备备、管道、管道、窑炉的窑炉的绝热绝热、防火、吸声、抗震等。、防火、吸声、抗震等。岩棉是一种性能很好的无土栽培基岩棉是一种性能很好的无土栽培基质质。所以当它所以当它产产生后不久生后不久（19

4、68年发明于丹麦。它由年发明于丹麦。它由60%辉绿岩、辉绿岩、20%石炭土、石炭土、20%焦碳混合在一起，加热到焦碳混合在一起，加热到1600熔化，喷成直径熔化，喷成直径0.005毫米的纤维，再加粘合剂压成人们所需要的各种形状。毫米的纤维，再加粘合剂压成人们所需要的各种形状。）就被西欧各国用作基质种植蔬菜、花卉，到目前已得到广）就被西欧各国用作基质种植蔬菜、花卉，到目前已得到广泛使用。在荷兰全国蔬菜无土栽培泛使用。在荷兰全国蔬菜无土栽培3500公顷当中用岩棉作公顷当中用岩棉作基质的面积就占了基质的面积就占了80%。岩棉的物、化性状 外外观观是白色或浅是白色或浅绿绿色的色的丝丝状体状体,总总孔隙

5、度大孔隙度大,吸水力很吸水力很强强，碳、碳、氮比和氮比和盐盐基交基交换换量低量低。岩棉吸水后。岩棉吸水后,会依其厚度的不同会依其厚度的不同,含水量含水量从下至上而从下至上而递递减减；相反相反,空气含量空气含量则则自下而上自下而上递递增。栽培中施用增。栽培中施用营营养液后养液后,新岩棉新岩棉pH 较较高高,在栽培初期使在栽培初期使营营养液的养液的pH 有所升高有所升高,但但经过经过一段一段时间时间岩棉的高岩棉的高pH 会被会被营营养液的低养液的低pH所中和。所中和。岩棉作岩棉作为为基基质质具有化学性具有化学性质稳质稳定、物理性状定、物理性状优优良、良、pH 稳稳定以及定以及经经高温高温消毒后不携

6、消毒后不携带带任何病原菌等特点。任何病原菌等特点。岩棉岩棉质轻质轻,不会腐不会腐烂烂,透气性透气性好好,被被认为认为是当今无土栽培最好的基是当今无土栽培最好的基质质之一之一,世界上已普遍采用。世界上已普遍采用。但但块块板状的岩棉板状的岩棉,废废弃后由于在土壤中极弃后由于在土壤中极难难分解分解,并并损损害土壤的害土壤的耕作性状耕作性状,故被故被视视作作污污染物。染物。容重容重0.11g/cm3，总孔隙度，总孔隙度100.0%，大孔隙（空气容积），大孔隙（空气容积）64.3%，小孔隙（毛管容积），小孔隙（毛管容积）35.7%，水气比（以大孔隙值为，水气比（以大孔隙值为1）1 0.55。刚刚刚刚使用

7、的岩棉使用的岩棉pH值较值较高，一般高，一般为为78。这这主要是含有少量主要是含有少量氧化氧化钙钙的的缘缘故。当使用一段故。当使用一段时间时间后，后，pH值值就会下降。就会下降。砂（sand）是岩石是岩石风风化后化后经经雨水冲刷或由岩石雨水冲刷或由岩石轧轧制而成的粒制而成的粒径径为为.0742mm的粒料。的粒料。砂的来源广泛、价格低廉砂的来源广泛、价格低廉，碳、氮比和持水量均，碳、氮比和持水量均低低;没有没有盐盐基交基交换换量。用作无土栽培的砂量。用作无土栽培的砂应应确保不含确保不含有毒物有毒物质质，营养管理合理可使，营养管理合理可使作物生作物生长长良好良好，是是无无土栽培土栽培最早使用的无机

8、基质最早使用的无机基质。应注意，应注意，不同地区不不同地区不同来源的砂的同来源的砂的组组成成分差异很大成成分差异很大；沙的粒径大小沙的粒径大小应应相互配合适当相互配合适当,如太粗易如太粗易产产生基生基质质中通气中通气过过剩剩,保水保水能力能力较较差差,植株易缺水植株易缺水,营营养液的管理麻养液的管理麻烦烦;沙的容沙的容重大重大,给给搬运、消毒和更搬运、消毒和更换换等管理工作等管理工作带带来了很大来了很大不便。不便。石砾（Gravel）在蔬菜在蔬菜营营养液栽培中养液栽培中砾砾培培较为较为普遍普遍,其来源其来源是河是河边边石子或石石子或石矿场矿场岩石碎屑。岩石碎屑。砾砾石本身不石本身不具有具有盐盐

9、基交基交换换量量,保持水分和养分的能力差保持水分和养分的能力差,但通气排水性能良好。但通气排水性能良好。石石砾砾的粒径的粒径应选应选在在1.6 20 mm的范的范围围内内,其中其中总总体体积积一半的石一半的石砾砾直径直径为为13 mm左右。石左右。石砾应较坚砾应较坚硬硬,不易不易破碎破碎;选选用的石用的石砾砾最好棱角不明最好棱角不明显显,特特别别是株是株型高的植物或露天型高的植物或露天风风大的地方大的地方,更更应选应选用棱角用棱角钝钝的石的石砾砾,否否则则会使植物茎部受到划会使植物茎部受到划伤伤。蛭石（Vermiculite）是一种含是一种含镁镁的水的水铝铝硅酸硅酸盐盐次生次生变质矿变质矿物，

10、外形似物，外形似云母，通常由黑（金）云母云母，通常由黑（金）云母经热经热液液蚀变蚀变作用或作用或风风化化而成，因其受而成，因其受热热失水膨失水膨胀时胀时呈呈挠挠曲状，形曲状，形态态酷似水酷似水蛭，故称蛭石蛭，故称蛭石。质质地地轻轻而多孔隙而多孔隙,有良好的透气性、有良好的透气性、吸水性及一定的持水力吸水性及一定的持水力,并含有可供花卉吸收利用并含有可供花卉吸收利用的的镁镁、钾钾等元素。等元素。蛭石的容重很小蛭石的容重很小,能提供一定量能提供一定量的的钾钾,少量的少量的钙钙、镁镁等等营营养物养物质质。蛭石具有。蛭石具有较较高的高的缓缓冲性和离子交冲性和离子交换换能力能力,通气性也好通气性也好,园

11、园艺艺上用它作上用它作育苗、育苗、扦扦插或以一定比例配置混合栽培基插或以一定比例配置混合栽培基质质,效果效果较较好。好。无土栽培用蛭石的无土栽培用蛭石的砾砾径径应应在在3 mm以上以上,用作用作育苗的蛭石可稍育苗的蛭石可稍细细些。重复使用些。重复使用时时,其物理性状会其物理性状会有所改有所改变变。珍珠岩珍珠岩（Perlite）含硅含硅质矿质矿物物,由灰色火山岩由灰色火山岩经经粉碎加粉碎加热热至至1 000 ,膨膨胀胀形成的一种白色形成的一种白色颗颗粒状物。性粒状物。性质稳质稳定、定、坚坚固、固、质质地地轻轻、清、清洁洁无菌无菌,具有良好的排水和通气性具有良好的排水和通气性,但保水、保肥性稍差。

12、但保水、保肥性稍差。是一种封是一种封闭闭的的轻质团轻质团聚体聚体,容重小容重小（容重（容重80kg/m3200 kg/m3）,碳氮碳氮比低。作育苗基比低。作育苗基质时质时常和其它基常和其它基质质混用混用,浇浇水水时时容容易浮起。易浮起。农农林园林园艺艺上主要用于上主要用于土壤改造，土壤改造，调节调节土壤板土壤板结结，防止，防止农农作物倒伏，控制肥效和肥度，以及作作物倒伏，控制肥效和肥度，以及作为杀为杀虫虫剂剂和和除草除草剂剂的稀的稀释剂释剂和和载载体体 膨胀陶粒（Expansion ceramic）膨膨胀胀陶粒又称多孔陶粒或海式陶粒又称多孔陶粒或海式砾砾石石,是用大小比是用大小比较较均匀的均匀

13、的团团粒状陶土粒状陶土,在在800 1 100 的高温陶窑中煅的高温陶窑中煅烧烧制成的制成的其化学成分和性其化学成分和性质质受陶土原受陶土原料成分的影响料成分的影响,有一定的有一定的盐盐基基代代换换量。量。膨膨胀胀陶粒作陶粒作为为基基质质其排水通气性能良好其排水通气性能良好,每个每个颗颗粒中粒中间间有很多小孔可以持水。有很多小孔可以持水。陶粒本身价格陶粒本身价格虽虽高于珍珠岩、高于珍珠岩、蛭石等基蛭石等基质质,但因其耐用但因其耐用,故故实际实际使用价格并不高。使用价格并不高。炉渣（Slag）为燃燃烧后的残渣后的残渣,民用燃料的民用燃料的废弃物弃物,工企工企业的的锅炉、食堂及北方地区居民的取暖等

14、都有大炉、食堂及北方地区居民的取暖等都有大量炉渣量炉渣,各地均有各地均有,数量数量较大大,取材方便。取材方便。炉渣炉渣灰通气性好灰通气性好,容重适中容重适中,有利于固定作物根系有利于固定作物根系,种植作物种植作物时不易倒苗不易倒苗,但由于但由于颗粒大小相差粒大小相差悬殊以及常混有石殊以及常混有石块,使用前最好将其粉碎使用前最好将其粉碎,具具有良好的理化性有良好的理化性质,同同时,炉渣的价格低廉。炉渣的价格低廉。缺点是碱性大缺点是碱性大,保水吸水性能力差保水吸水性能力差,质地不均地不均一一,热容量小容量小,变温幅度大温幅度大,对营养液成分影响养液成分影响大。大。有机基质 常用的或有待进一步应用的

15、有：常用的或有待进一步应用的有：草草炭、椰子纤维、稻壳、锯木屑、甘蔗炭、椰子纤维、稻壳、锯木屑、甘蔗渣、芦苇末渣、芦苇末有机基质的化学性质一般有机基质的化学性质一般稳定性较差稳定性较差,它们通常具有较高的盐基交换量它们通常具有较高的盐基交换量,其其蓄肥能力相对较强蓄肥能力相对较强草炭草炭（Peat）、泥炭（sphagnum peat）“草炭草炭”又名又名“泥炭泥炭”，亦叫作，亦叫作“泥煤泥煤”，是沼，是沼泽发泽发育育过过程中的程中的产产物，形成于第四物，形成于第四纪纪，由沼，由沼泽泽植物的残体，植物的残体，在多水的嫌气条件下，在多水的嫌气条件下，不能完全分解堆不能完全分解堆积积而成。含而成。含

16、有大量水分和未被有大量水分和未被彻彻底分解的植物残体、腐殖底分解的植物残体、腐殖质质以以及一部分及一部分矿矿物物质质。有机。有机质质含量在含量在30以上（国外以上（国外认认为应为应超超过过50），），质质地松地松软软易于散碎，比重易于散碎，比重0.71.05，多呈棕色或黑色，具有可燃性和吸气性，多呈棕色或黑色，具有可燃性和吸气性，pH值值一般一般为为5.56.5，呈微酸性反，呈微酸性反应应，呈，呈层层状分状分布，布，称称为为泥炭泥炭层层。是沼。是沼泽发泽发展速度和展速度和发发育程度的重育程度的重要要标标志。是一种宝志。是一种宝贵贵的自然的自然资资源。草炭是煤化程度源。草炭是煤化程度最低的煤（最

17、低的煤（为为煤最原始的状煤最原始的状态态），乃有机物），乃有机物质质。草炭是迄今草炭是迄今为为止被世界各国普遍止被世界各国普遍认为认为是最是最好的无土栽培基好的无土栽培基质质之一。生之一。生产产上通常和其它上通常和其它基基质质(如如珍珠岩、珍珠岩、砂、蛭石、炉渣灰等砂、蛭石、炉渣灰等)混合混合使用。我国草炭使用。我国草炭资资源分布不均匀源分布不均匀,主要分布于主要分布于北方北方,其其质质量量较较好好,这这与北方的地理和气候条与北方的地理和气候条件有关。是低温、湿地的植物残体件有关。是低温、湿地的植物残体经经堆堆积积,在在气温气温较较低、雨水低、雨水较较少的条件下少的条件下,植物残体植物残体缓缓

18、慢慢分化而成分化而成,为为不可再生的自然不可再生的自然资资源源,长长期采用期采用必然会造成草碳必然会造成草碳资资源枯竭源枯竭,所以所以应该应该合理的利合理的利用。用。稻壳（Rice husk）水稻水稻产产区最常区最常见见的有机的有机废废弃物弃物,是水稻是水稻产产区加工区加工时时的副的副产产物物;常用的是炭化稻壳又叫常用的是炭化稻壳又叫砻砻糠糠,由暗火由暗火闷闷燃燃(炭化炭化处处理理)而成。容重、而成。容重、总总孔隙度及大小孔隙都比孔隙度及大小孔隙都比较较适中适中,通透性好通透性好;保保肥保水性能一般肥保水性能一般,养分含量低养分含量低,pH 值值偏高。能偏高。能与其他任何基与其他任何基质质材料

19、配合使用材料配合使用,也是复合育苗也是复合育苗基基质质的的优质优质原料之一。近些年原料之一。近些年,关于生稻壳在关于生稻壳在无土栽培上的无土栽培上的应应用日益被人重用日益被人重视视。椰子椰子纤维纤维（Coconut fiber）长纤维长纤维素素,松泡多孔松泡多孔,保水和通气性能良好保水和通气性能良好。与泥炭相比与泥炭相比,椰子椰子纤维纤维含有更多的木含有更多的木质质素和素和纤纤维维素素,半半纤维纤维素含量却很低素含量却很低;其本身所含可供其本身所含可供植物利用的植物利用的矿质矿质元素含量很低元素含量很低,但但P 和和K 的含的含量却很高。我国海南等地具有丰富的椰子量却很高。我国海南等地具有丰富

20、的椰子纤纤维资维资源源,有待很好地开有待很好地开发发利用。基于椰子利用。基于椰子纤维纤维的良好性能的良好性能,应应以生以生产产模制基模制基质质等高档成型等高档成型产产品品为为主才能主才能创创造更好的效益。造更好的效益。锯木屑（wood Sawdust）锯锯木屑木屑来源丰富、容重来源丰富、容重轻轻、吸水保水性、吸水保水性较较好好;但但碳氮比碳氮比过过高高,单单独使用要独使用要补补充大量充大量N 肥肥,否否则则易造成植株缺易造成植株缺N;基基质较质较偏酸性偏酸性,可与碱可与碱性基性基质质(如灰如灰)混合使用。混合使用。锯锯末作末作为为栽培基栽培基质质受到越来越多的关注受到越来越多的关注,但其含但其

21、含有大量有大量杂杂菌及致菌及致病微生物病微生物,需需经过经过适当适当处处理和理和发发酵腐熟才能酵腐熟才能应应用用,使用高温使用高温灭灭菌和菌和杀杀苗苗剂剂,能能杀杀死有害病菌死有害病菌,但使基但使基质质中的有益微生物减少中的有益微生物减少,且不能使且不能使这这种种高碳氮比高碳氮比锯锯末中的碳素得到有效降解。末中的碳素得到有效降解。甘蔗渣（Bagasse）新新鲜鲜的甘蔗渣碳氮比很高的甘蔗渣碳氮比很高,不能直不能直接使用接使用,经过经过添加氮肥并堆添加氮肥并堆沤处沤处理后理后,可成可成为为与泥炭种植效果相当的良好与泥炭种植效果相当的良好栽培基栽培基质质。用甘蔗渣作育苗基。用甘蔗渣作育苗基质质的的蔗

22、渣蔗渣应较细应较细,最大粒径不超最大粒径不超过过5 mm;用作袋培或槽培用作袋培或槽培,粒径可稍大粒径可稍大,但最但最大也不超大也不超过过15 mm。芦苇末（reed residue）利用造利用造纸纸厂厂废废弃下脚料弃下脚料,添加一定比添加一定比例的例的辅辅料料（如（如鸡粪鸡粪等等）,在在发发酵微生物酵微生物的作用下的作用下,堆制堆制发发酵合成酵合成优质环优质环保型无保型无土栽培有机基土栽培有机基质质。已广泛。已广泛应应用于无土栽用于无土栽培和育苗之中培和育苗之中,尤其在尤其在长长江流域普遍采江流域普遍采用。用。复合基质（compound substrates）复合基复合基质质也叫混合基也叫混

23、合基质质,是指两种以上的是指两种以上的单单一基一基质质按一定比例混合而成的基按一定比例混合而成的基质质。这这些复合基些复合基质质包含包含了各种了各种组组成物料的成物料的优优良的理化性良的理化性质质,克服克服单单一物料一物料的缺点的缺点,有利于提高栽培效果。使用中有利于提高栽培效果。使用中针对针对不同植物不同植物,复合基复合基质质的的组组成不同成不同,如草炭、蛭石、炉渣、珍珠如草炭、蛭石、炉渣、珍珠岩按岩按2：2：5：1混合混合,适于番茄、辣椒育苗适于番茄、辣椒育苗;按按4：3：1：2 混合混合,适于西瓜育苗适于西瓜育苗;草炭和炉渣按草炭和炉渣按1：1 混合适宜黄瓜育苗混合适宜黄瓜育苗。复合基。

24、复合基质质的的选选用一定要在用一定要在少量少量试验试验的基的基础础上才能上才能进进行大行大规规模使用。模使用。基质材料的开发与重复利用基质材料的开发与重复利用泥炭泥炭（sphagnum peat）具有理想的理、化条件具有理想的理、化条件,是是 迄今迄今为为止最好的无土基止最好的无土基质质。然而泥炭是有限的然而泥炭是有限的资资源源,大量开采会破大量开采会破坏沼坏沼泽泽地的生地的生态环态环境境,因此从因此从环环保性和保性和经济经济性出性出发发,探求新的探求新的基基质质已成已成为为各国政府和学者刻不容各国政府和学者刻不容缓缓的的课题课题。二十二十世世纪纪七十七十年代以来年代以来,国内外不少学者提出利

25、用国内外不少学者提出利用堆肥、堆肥、农业农业有机有机废废弃物、弃物、下水道下水道污污泥等材料泥等材料,如如纸纸泥泥（paper-sludge）,煤渣煤渣（coal bottom ash）,橡胶屑橡胶屑（shredded rubber）,洋麻洋麻纤维纤维（kenaf）,废废棉棉（cotton waste）,堆肥土堆肥土（composted yard waste）,椰粉椰粉纤维纤维（coconut coir dust）,鱼鱼骨堆骨堆肥肥（fishwaste Composting）生物固体生物固体（bio-solid）,污污泥泥（sludge）等原料企等原料企图图以部分或全部取代泥炭的利用以部分或全

26、部取代泥炭的利用,但因其性但因其性质质不易掌握或容易再造成不易掌握或容易再造成污污染染,一直无法一直无法动摇动摇泥炭泥炭的地位。的地位。自自20世世纪纪80年代后期以来年代后期以来,欧美国家欧美国家颁颁布布实实施了施了有关有关环环保法保法规规,如如禁止禁止营营养液的排放养液的排放以免以免污污染地下染地下或地表水源或地表水源,禁止泥炭禁止泥炭资资源源的开采等的开采等,促使无土栽培促使无土栽培逐步向逐步向环环保型、保型、经济经济型、技型、技术术型的方向型的方向转变转变。另一。另一方面方面,如何如何处处理与再利用理与再利用废废弃基弃基质质,也是保也是保护环护环境的境的一个重要措施。由于基一个重要措施

27、。由于基质质的的结结构在灌构在灌溉溉和植物根系和植物根系作用下有所改作用下有所改变变,同同时时基基质质中中积积聚了根分泌物和聚了根分泌物和盐盐分分,以及可能存在的病虫等因素以及可能存在的病虫等因素,所以基所以基质质重复利用重复利用前前应进应进行行处处理理,如如结结构重构重组组、水分淋洗、消毒等、水分淋洗、消毒等。无土栽培基无土栽培基质应具具备的条件的条件 1要有一定的透水性和保水性。基要有一定的透水性和保水性。基质质的透水性和保的透水性和保水性是由基水性是由基质颗质颗粒的大小、性粒的大小、性质质、形状、孔隙度等、形状、孔隙度等因素决定的。因素决定的。2无毒或不含有毒物无毒或不含有毒物质质。钠钠

28、离子、离子、钙钙离子的含量离子的含量也不能也不能过过高。高。3要有要有稳稳定的化学性定的化学性质质。基。基质质中加中加入入营营养液和水养液和水后，基后，基质质的的pH要要稳稳定，其化学性定，其化学性质质也要也要稳稳定不定不变变。4价格便宜，容易得到。价格便宜，容易得到。基基质质的作用的作用 供水、供营养、供氧、供支撑 1支持支持锚锚定植物。要求植物扎根于固体基定植物。要求植物扎根于固体基质质中不致中不致沉埋和沉埋和倾倾倒。倒。2保持水分。保持水分。3透气。固体基透气。固体基质质中透气和持水两者之中透气和持水两者之间间存在着存在着对对立立统统二的关系，即固体基二的关系，即固体基质质中空气含量高中

29、空气含量高时时，水，水分含量就低，反之亦然。分含量就低，反之亦然。4缓缓冲作用。冲作用。缓缓冲作用可以使根系生冲作用可以使根系生长长的的环环境比境比较稳较稳定，即当外来物定，即当外来物质质或根系本身新或根系本身新陈陈代代谢过谢过程中程中产产生的一些有害物生的一些有害物质质危害作物根系危害作物根系时时，缓缓冲作用会冲作用会将将这这些危害化解。些危害化解。基质的物理性质基质的物理性质 影响作物生影响作物生长长的主要物理因子有基的主要物理因子有基质质的三的三相比相比,基基质质的吸水性的吸水性,排水性排水性,再吸湿力及其表再吸湿力及其表面水分散失特性等。反映其物理性面水分散失特性等。反映其物理性质质的

30、重要的重要参数有参数有容重容重（Bulk Density，DY）、总总孔孔隙度隙度（Total Porosity，TY）、通气孔隙通气孔隙度度（Air filled porosity，AFP）、粒径分粒径分布布（paticle size distribution）、容器容容器容水量水量（Containe capasity，CC）等等。基基质的物理性的物理性质 对对栽培作物生栽培作物生长长有有较较大影响的基大影响的基质质的物理性的物理性质质主要有主要有粒径、粒径、容重、容重、总总孔隙度、持水量、大小孔隙比孔隙度、持水量、大小孔隙比(气水比气水比)。1基基质质孔隙与粒径孔隙与粒径：粒径粒径即基即基

31、质颗质颗粒的大小，通常用粒的大小，通常用mm表示。表示。可分五级（可分五级（1、15、510、1020、2050。单位：。单位：mm）基基质颗质颗粒的大小直接影响到基粒的大小直接影响到基质质的容重、的容重、总总孔隙度和大孔隙度和大小孔隙比。同一种基小孔隙比。同一种基质颗质颗粒越粒越细细，容重越小，容重越小，总总孔隙度越大，孔隙度越大，大小孔隙比越小。因此，生大小孔隙比越小。因此，生产产要求基要求基质质的的颗颗粒不能太粗，也粒不能太粗，也不能太不能太细细。配制混合基配制混合基质时质时，颗颗粒大小不同的基粒大小不同的基质质混合后混合后，其其总总体体积积小于小于原材料体原材料体积积的的总总和。栽培的

32、基和。栽培的基质应质应有有较较好的形状好的形状，不不规则规则的的颗颗粒具有粒具有较较大的大的比表面比表面（比表面积是指单位质量物（比表面积是指单位质量物料所具有的总面积），料所具有的总面积），因而持水力因而持水力强强。总总孔隙度孔隙度是指基是指基质质中持水孔隙和通气孔隙的中持水孔隙和通气孔隙的总总和，以相当和，以相当于基于基质质的体的体积积百分比百分比()表示表示。最适宜的基最适宜的基质质孔隙状况孔隙状况是同是同时时能提供能提供20%的空气和的空气和20-30%易利用水易利用水，孔隙比在孔隙比在1:2-4范范围为围为宜宜。（。（孔隙比孔隙比：土：土中孔隙容积和固相土粒容积的比值）中孔隙容积和固

33、相土粒容积的比值）在基质在基质种类的划分中种类的划分中，大孔隙占大孔隙占5一一30%的基质属于中的基质属于中等等孔隙度，小于孔隙度，小于5%的属低孔隙度，的属低孔隙度，而大于而大于30%的属高孔隙度。的属高孔隙度。(0.1mm为大孔为大孔隙隙称通气称通气孔孔隙隙，0.0010.1mm为小孔为小孔隙隙称持水称持水孔孔隙隙)，大小孔隙比称气水比大小孔隙比称气水比=通气通气孔孔隙隙%/持水持水孔孔隙隙%，气水比大，通气好气水比大，通气好持水差持水差.花卉根系对大孔隙的需求各不相同花卉根系对大孔隙的需求各不相同。杜鹃、兰花、秋海棠、。杜鹃、兰花、秋海棠、桅子、大岩桐、观叶植物等需要大孔隙值高些山茶、菊

34、花、桅子、大岩桐、观叶植物等需要大孔隙值高些山茶、菊花、唐营蒲、一品红、百合等需要大孔隙度康乃馨、天竺葵、棕唐营蒲、一品红、百合等需要大孔隙度康乃馨、天竺葵、棕桐、草坪草、松柏等要求大孔隙可少些桐、草坪草、松柏等要求大孔隙可少些基质的通气性 基基质质的通气性的通气性，一直以来一直以来，通气孔隙度是表示基通气孔隙度是表示基质质通气性通气性的最重要指的最重要指标标。然而。然而，近年来的研究令近年来的研究令这这一一传统观传统观念受到念受到质质疑疑，认为认为基基质质的气体的气体扩扩散率散率（任何物质都不停的在做不（任何物质都不停的在做不规则运动（分子运动论）；扩散是指某种物质的分子通过不规则运动（分子

35、运动论）；扩散是指某种物质的分子通过不规则运动、扩散运动而进入到其他物质里的过程；气体扩散规则运动、扩散运动而进入到其他物质里的过程；气体扩散是指某种气体分子通过扩散运动而进入到其它气体里；因为是指某种气体分子通过扩散运动而进入到其它气体里；因为气体分子的不规则运动比较激烈，所以扩散比较明显。）气体分子的不规则运动比较激烈，所以扩散比较明显。）可可能比通气孔隙度更能比通气孔隙度更为为确切。确切。有有报报道基道基质质中加中加入入大大颗颗粒粒树树皮或皮或泥炭后泥炭后，尽管通气孔隙度增大尽管通气孔隙度增大，但基但基质质的气体的气体扩扩散下降了。散下降了。更多的研究更多的研究结结果表明果表明该该种通气

36、限制存在于椰糠、木种通气限制存在于椰糠、木质纤维质纤维与与珍珠岩中。珍珠岩中。鉴鉴于此于此，今后今后应应以气体以气体扩扩散率散率为为基基础础，深人研深人研究基究基质质的通气的通气过过程。程。容器容水量 表示介表示介质质中最大容水量。中最大容水量。现现在在这这一概念成了一概念成了选择选择基基质质的决的决定性因子定性因子。容器容水量包括有效水。容器容水量包括有效水 和无效水。而有效水又和无效水。而有效水又可分可分为为极容易取得水分、次容易取得水、极容易取得水分、次容易取得水、缓缓冲水分含量以及冲水分含量以及无效水分含量、无效水分含量、饱饱和和导导水度水度（在水分饱和条件下，土壤的导（在水分饱和条件

37、下，土壤的导水率又称土壤渗透系数）水率又称土壤渗透系数）等。另一个重要的基等。另一个重要的基质质水分特性水分特性念是念是容器基容器基质质的有效水的有效水。其定。其定义为义为容器容量水容器容量水势势（水势为（水势为-1kPa10kPa）与水分与水分缓缓冲容量水冲容量水势势（水势为（水势为-5kPa10kPa）的差的差值值。泥炭中腐殖酸含量多，泥炭中腐殖酸含量多，一旦失水干燥后易结硬块，再湿性一旦失水干燥后易结硬块，再湿性差，差，灌溉水多会从旁边流失，灌溉水多会从旁边流失，造成氮素淋失，造成氮素淋失，易发生缺氮易发生缺氮现象。因此，现象。因此，长期以来，长期以来，泥炭保湿性泥炭保湿性一直是研究的主

38、题。一直是研究的主题。对泥炭再吸湿力的研究导致了保湿剂与表面活性物质对泥炭再吸湿力的研究导致了保湿剂与表面活性物质（surfactants）的应用。）的应用。2.2.容重容重：容重容重：容重指容重指单单位体位体积积内干燥基内干燥基质质的重量，用的重量，用gL或或gcm3表示。表示。容重的大小主要受基容重的大小主要受基质质的的质质地和地和颗颗粒的大小影响。基粒的大小影响。基质质的容重反映基的容重反映基质质的疏松、的疏松、紧紧密程度。基密程度。基质质的容重差异很大，同一种基的容重差异很大，同一种基质质由于由于受到受到压实压实程度、程度、颗颗粒大小影响，其容重也存在很大粒大小影响，其容重也存在很大的

39、差异。的差异。（用量筒或有体积刻度容器将用量筒或有体积刻度容器将干燥基干燥基质质装装至刻度倒出称重即为至刻度倒出称重即为容重容重）一般一般认为认为：小小于于0.25g/cm3属于低容重基质，属于低容重基质，0.25-0.75g/cm3属于中容重基质，大于属于中容重基质，大于0.75g/cm3属于高容重基质，属于高容重基质，而基质容重在而基质容重在0.1-0.8g/cm3范围内作物栽培效果较好。范围内作物栽培效果较好。比重比重：也称相也称相对对密度，密度，固体和液体固体和液体的比重是的比重是该该物物质质（完全密（完全密实实状状态态）的密度与在）的密度与在标标准大气准大气压压，3.98时纯时纯H2

40、O下的密度（下的密度（999.972 kg/m3）的比）的比值值。气体气体的比重是指的比重是指该该气体的气体的密度与密度与标标准状况下空气密度的比准状况下空气密度的比值值。液体或液体或固体的比重固体的比重说说明了它明了它们们在另一种流体中是下在另一种流体中是下沉沉还还是漂浮是漂浮。比重是无量。比重是无量纲纲量量,即比重是即比重是无无单单位的位的值值，一般情形下随温度、，一般情形下随温度、压压力而力而变变。比。比重重简简写写为为s.g.密度是有量密度是有量纲纲的量，比重的量，比重是无量是无量纲纲的量。的量。优良的基质理化性质：物物理性理性质质：固、液、气三相比例恰当固、液、气三相比例恰当,容容重

41、重为为0.1 0.8g/cm3,总总孔隙度在孔隙度在75%以上以上,大小孔隙比在大小孔隙比在0.5 左右左右;化学性质化学性质：阳离子交阳离子交换换量大量大,基基质质保肥保肥性好性好,pH 值值接近中性接近中性,并具有一定的并具有一定的缓缓冲能力冲能力,具一定的具一定的C/N(3/1)比以比以维维持持栽培栽培过过程中基程中基质质的生物的生物稳稳定性定性 基基质质的化学性的化学性质质 是指影响基是指影响基质质PH值值和养分含量的因子和养分含量的因子，主要有基主要有基质质的化学的化学组组成及成及稳稳定性定性，酸碱性酸碱性，阳离子交阳离子交换换量量，缓缓冲能力冲能力，含含盐盐量等量等。它。它们们相互

42、作用、共同影响基相互作用、共同影响基质质的化学性的化学性质质。但是但是，这这些因子的影响效些因子的影响效应应并不是同并不是同时时或同等的。近年来或同等的。近年来，基基质质化化学性学性质质的研究主要集中于的研究主要集中于微量元素的固定微量元素的固定、渗透渗透势势、基基质质盐盐分分、N 的移的移动动性等性等。对对有机化合物的微量元素的养分固定有机化合物的微量元素的养分固定研究促成了泥炭珍珠岩肥料的成功研制研究促成了泥炭珍珠岩肥料的成功研制，丰富了微量元素的丰富了微量元素的供供应应。在北欧。在北欧，许许多研究涉及岩棉或玻璃棉的性多研究涉及岩棉或玻璃棉的性质质，如如PH、盐盐分淋洗效分淋洗效应应等等，

43、主栽作物西主栽作物西红红柿、黄瓜、月季已柿、黄瓜、月季已实现实现了了矿质矿质棉栽培的精确管理棉栽培的精确管理。1.化学稳定性 基质的化学稳定性是指发生化学变化的难易基质的化学稳定性是指发生化学变化的难易程度，主要由程度，主要由无机矿物无机矿物组成的基质组成的基质，如沙、，如沙、石砾，如其成分由石砾，如其成分由石英、长石、云母等矿物石英、长石、云母等矿物组成，则其化学稳定性最强组成，则其化学稳定性最强；由角闪石、辉由角闪石、辉石等组成的次之石等组成的次之；而以；而以石灰石、白云石等碳石灰石、白云石等碳酸盐矿物组成的最不稳定酸盐矿物组成的最不稳定。前二者在无土栽。前二者在无土栽培生产中，不会产生影

44、响营养液平衡的物质；培生产中，不会产生影响营养液平衡的物质；后者则会产生钙、镁离子而严重影响营养液后者则会产生钙、镁离子而严重影响营养液的化学平衡，这是无土栽培中要经常注意的的化学平衡，这是无土栽培中要经常注意的问题。问题。由植物残体构成的由植物残体构成的有机有机基基质质，如泥炭、木屑、稻壳、，如泥炭、木屑、稻壳、甘蔗渣等，甘蔗渣等，其化学其化学组组成比成比较较复复杂杂，对营对营养液的影响养液的影响较较大大。从。从影响基影响基质质的化学的化学稳稳定性的角度来划分其化学成分定性的角度来划分其化学成分类类型，大致型，大致可分可分为为3类类：第一第一类类是易被微生物分解的物是易被微生物分解的物质质，

45、如碳水化合，如碳水化合物中的糖、淀粉、半物中的糖、淀粉、半纤维纤维素、素、纤维纤维素、有机酸等；素、有机酸等；第二第二类类是是有毒物有毒物质质，如某些有机酸、酚，如某些有机酸、酚类类、丹宁等；、丹宁等；第三第三类类是是难难被微被微生物分解的物生物分解的物质质，如木，如木质质素、腐殖素、腐殖质质等。含第一等。含第一类类物物质质多的多的基基质质（新（新鲜鲜稻草、甘蔗渣等），使用初期会由于微生物活稻草、甘蔗渣等），使用初期会由于微生物活动动而引起而引起强强烈的生物化学烈的生物化学变变化，化，严严重影响重影响营营养液的平衡，最明养液的平衡，最明显显的是引起氮素的的是引起氮素的严严重缺乏。含有第二重缺乏

46、。含有第二类类物物质质比比较较多的基多的基质质会直接毒害根系。会直接毒害根系。所以第一、二所以第一、二类类物物质较质较多的基多的基质质不不经处经处理理是不能直接使用的是不能直接使用的。含第三。含第三类类物物质为质为主的基主的基质质最最稳稳定，使用定，使用时时也最安全，如也最安全，如泥炭、泥炭、经过经过堆堆沤处沤处理后腐熟了的木屑、理后腐熟了的木屑、树树皮、皮、甘蔗渣等。堆甘蔗渣等。堆沤沤是是为为了消除基了消除基质质中易分解物中易分解物质质和有毒物和有毒物质质，使其使其转变转变成以成以难难分解的物分解的物质为质为主体的基主体的基质质。2.无土栽培基质的酸碱性应保持相对稳定 pH值值表示基表示基质质的酸碱度。的酸碱度。pH=7为为中性，中性，PH无机基质无机基质惰性基质惰性基质营养液营养液。在常用基质中，。在常用基质中，有些矿物性基质有很强的缓冲能力，如有些矿物性基质有很强的缓冲能力，如蛭石蛭石，但大，但大多数矿物性基质缓冲能力都很弱。因此，应了解清多数矿物性基质缓冲能力都很弱。因此，应了解清楚基质的缓冲能力，以便利用其优点，避免其缺点。楚基质的缓冲能力，以便利用其优点，避免其缺点。