《固体基质》PPT课件.ppt
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1、 第三节第三节 基质基质 growth media 无土栽培生产中固体基质的使用非常普遍无土栽培生产中固体基质的使用非常普遍 The use of growth media is very popular in hydroponics 有固体基质栽培类型中,固体基质是根系生长的场所,有固体基质栽培类型中,固体基质是根系生长的场所,是这些类型无土栽培技术的基础是这些类型无土栽培技术的基础 The growth medium is the location of root growth,and the base of the type of aggregate soilless culture 无
2、固体基质栽培类型中,都要在育苗时使用固体基质、无固体基质栽培类型中,都要在育苗时使用固体基质、在定植时用少量的固体基质来固定和支撑植物在定植时用少量的固体基质来固定和支撑植物 In spite of non-aggregate soilless culture,the use of the growth media for the rooting and supporting of plants are needed.l有固体基质的无土栽培类型具有以下特点:有固体基质的无土栽培类型具有以下特点:lThe characteristics of aggregate soilless culture
3、s:l1、植物根系生长的环境较为接近天然土壤、植物根系生长的环境较为接近天然土壤 l2、生产管理方便、生产管理方便 l3、设备简单、一次性投资较少、设备简单、一次性投资较少 l4、性能相对较稳定、性能相对较稳定 l5、经济效益较好、经济效益较好 l固体基质种类繁多:河沙、石砾、蛭石、固体基质种类繁多:河沙、石砾、蛭石、珍珠岩、岩棉、泥炭、锯木屑、炭化稻壳珍珠岩、岩棉、泥炭、锯木屑、炭化稻壳(砻糠灰砻糠灰)、多孔陶粒、泡沫塑料等几十种。、多孔陶粒、泡沫塑料等几十种。lThere are many kinds of growth media used in hydroponics,such as,
4、sand,gravel,vermiculite,perlite,rockwool,peat,sawdust,ricehull,hydite,form plastic,et all一、一、固体基质的作用固体基质的作用l1、固定支撑植物的作用、固定支撑植物的作用 使得植物能够使得植物能够保持直立而不致于倾倒,同时给植物根系保持直立而不致于倾倒,同时给植物根系提供一个良好的生长环境。提供一个良好的生长环境。l 2、持水作用、持水作用 l固体基质都有保持水分的能力。不同基质的持固体基质都有保持水分的能力。不同基质的持水能力有差异。水能力有差异。l例如:例如:l 石砾只能吸持相当于其体积石砾只能吸持相当
5、于其体积10%15%的水分;的水分;l 泥炭可吸持相当于其本身重量泥炭可吸持相当于其本身重量10倍以上的水倍以上的水分分 l 珍珠岩也可以吸持相当于本身重量珍珠岩也可以吸持相当于本身重量34倍的倍的水分。水分。l不同吸水能力的基质可以适应不同种植设施和不同吸水能力的基质可以适应不同种植设施和不同作物类别生长的要求。不同作物类别生长的要求。3 3、透气作用、透气作用 植植物物根根系系的的生生长长过过程程需需要要有有充充足足的的氧氧气气供供应应,充充足足的的氧氧气气供应对于植物的正常生长起着举足轻重的影响。供应对于植物的正常生长起着举足轻重的影响。l基质过于紧实、颗粒过细,可能造成基质透气不良。基
6、质过于紧实、颗粒过细,可能造成基质透气不良。l基基质质中中水水分分含含量量高高时时,空空气气含含量量就就低低,反反之之,空空气气含含量量高高时,水分含量就低。时,水分含量就低。良良好好的的固固体体基基质质必必须须较较好好地地协协调调空空气气和和水水分分两两者之间的关系。者之间的关系。A good growth medium should be harmony between the content of air and water.l4、缓冲作用、缓冲作用/Buffering Effect l 缓冲作用是指固体基质能够给植物根系的缓冲作用是指固体基质能够给植物根系的生长提供一个生长提供一个较为
7、稳定环境的能力较为稳定环境的能力,即当即当根系生长过程中产生的一些有害物质或外根系生长过程中产生的一些有害物质或外加物质可能会危害到植物正常生长时,固加物质可能会危害到植物正常生长时,固体基质会通过其本身的一些理化性质将这体基质会通过其本身的一些理化性质将这些危害些危害减轻甚至化解减轻甚至化解的能力。的能力。l 具有物理化学吸收能力的固体基质都有缓冲作具有物理化学吸收能力的固体基质都有缓冲作用。如泥炭、蛭石等。用。如泥炭、蛭石等。l一般把具有物理化学吸收能力、有缓冲作用的一般把具有物理化学吸收能力、有缓冲作用的固体基质称为固体基质称为活性基质。活性基质。l没有物理化学吸收能力的固体基质就不具有
8、缓没有物理化学吸收能力的固体基质就不具有缓冲能力的基质称为冲能力的基质称为惰性基质惰性基质。河沙、石砾、岩河沙、石砾、岩棉。棉。l产生根系生长环境恶劣的产生根系生长环境恶劣的2种可能:种可能:l1)根系生长过程不断分泌有机酸,根表细根系生长过程不断分泌有机酸,根表细胞的脱落和死亡以及根系呼吸释放出的胞的脱落和死亡以及根系呼吸释放出的CO2在基质中大量累积在基质中大量累积.l2)营养液中生理酸性或生理碱性盐的比例营养液中生理酸性或生理碱性盐的比例搭配不完全合理的情况下,由于植物根系搭配不完全合理的情况下,由于植物根系的选择吸收而产生较强的生理酸性或生理的选择吸收而产生较强的生理酸性或生理碱性碱性
9、.具有缓冲作用的基质可通过物理的具有缓冲作用的基质可通过物理的或化学的吸收能力将危害植物生长的物质或化学的吸收能力将危害植物生长的物质吸附起来。吸附起来。二、固体基质的理化性质二、固体基质的理化性质The physical and chemical characteristics of growth media(一一)基质的物理性质基质的物理性质/Physical characteristics l包括容重、总孔隙度、大小孔隙比以及颗粒粒径大小等。包括容重、总孔隙度、大小孔隙比以及颗粒粒径大小等。lIncluding bulk density,specific gravity,total po
10、rosity,moisture capacity,ratio of large pore to small pore and size of particle l 1、容容重重:指指单单位位体体积积固固体体基基质质的的重重量量。Bulk density means the weight of per unit volume of growth media l以以g/L、g/cm3或或kg/m3来表示。来表示。几种常用固体基质的容重和比重Thebulkdensitiesandspecificweightsofsomegrowthmediaincommonuse基质种类基质种类 容重容重(g/cm
11、3)比重比重(g/cm3)土壤土壤/soil1.101.702.54沙沙/sand1.301.502.62蛭石蛭石/vermiculite0.080.132.61珍珠岩珍珠岩/perlite 0.030.162.37岩棉岩棉/rockwool0.040.11-泥炭泥炭/peat0.050.201.55蔗渣蔗渣/sugarcane bagasse 0.120.28-容重可反映基质的疏松程度容重可反映基质的疏松程度 l 容重过大容重过大,则过于紧实,通气透水性能较差,易产则过于紧实,通气透水性能较差,易产生渍水;而生渍水;而容重过小容重过小,则过于疏松,通气透水性能,则过于疏松,通气透水性能较好,
12、有利于作物根系伸展,但不易固定植物,易较好,有利于作物根系伸展,但不易固定植物,易倾倒,在管理上增加困难倾倒,在管理上增加困难 l但如果基质的物理性能较好,如岩棉的纤维较牢固,但如果基质的物理性能较好,如岩棉的纤维较牢固,不易折断,而且高大的植株采用引绳缠蔓的方式使不易折断,而且高大的植株采用引绳缠蔓的方式使植株向上生长,则容重可小一些植株向上生长,则容重可小一些 一一般般地地,基基质质的的容容重重在在0.10.8 g/cm3范围内,作物的范围内,作物的生长效果较好。生长效果较好。2、总孔隙度、总孔隙度/Total porosityl总总孔孔隙隙度度是是指指基基质质中中包包括括通通气气孔孔隙隙
13、和和持持水水孔孔隙隙在在内内的的所所有有孔孔隙的总和。隙的总和。lIt includes all of the pores including air-holding pores and water-holding pores.l以以 占占 有有 基基 质质 体体 积积 的的 百百 分分 数数(%)来来 表表 示示/It presents the percentages of porosity to the total volume of media.l总孔隙度大的基质,其水和空气的容纳空间就大,反之则小总孔隙度大的基质,其水和空气的容纳空间就大,反之则小 l计算公式:计算公式:容重容重 总孔
14、隙度总孔隙度(%)=(1 )100 比重比重 l 33、大小孔隙比、大小孔隙比/ratio of big pores to small pores 大大孔孔隙隙是是指指基基质质中中空空气气所所能能够够占占据据的的空空间间,也也称称通通气气孔孔隙隙;而而小小孔孔隙隙是是指指基基质质中中水水分分所所能能够够占占据据的的空空间间,也也称称持持水水孔孔隙隙。通通气气孔孔隙隙和和持持水水孔孔隙隙所所占占基基质质体体积积比比例例(%)的比值称为大小孔隙比。的比值称为大小孔隙比。l 通气孔隙所占比例通气孔隙所占比例(%)大小孔隙比大小孔隙比=持水孔隙所占比例持水孔隙所占比例(%)l l通气孔隙是指孔隙直径在
15、通气孔隙是指孔隙直径在0.1mm以上,灌溉以上,灌溉后的水分不能被基质的毛细管吸持在这些孔后的水分不能被基质的毛细管吸持在这些孔隙中而在重力的作用下流出基质的那部分空隙中而在重力的作用下流出基质的那部分空间;间;l l持水孔隙是指孔隙直径在持水孔隙是指孔隙直径在0.0010.1mm范围范围内的孔隙,水分在这些孔隙中会由于毛细管内的孔隙,水分在这些孔隙中会由于毛细管作用而被吸持在基质中,因此,也称毛管孔作用而被吸持在基质中,因此,也称毛管孔隙;存在于这些孔隙中的水分称为毛管水。隙;存在于这些孔隙中的水分称为毛管水。大小孔隙比能反映基质的水、气状况:大小孔隙比能反映基质的水、气状况:l如果大小孔隙
16、比大如果大小孔隙比大,则说明基质中空气容积大而则说明基质中空气容积大而持水容积较小。持水容积较小。l如果大小孔隙比小如果大小孔隙比小,则空气容积小而持水容积大。则空气容积小而持水容积大。l若若大大小小孔孔隙隙比比过过大大,则则说说明明通通气气过过盛盛而而持持水水不不足足,基基质质过过于于疏疏松松,种种植植作作物物时时每每天天的的淋淋水水次次数数要要增增加,这给管理上带来不便。加,这给管理上带来不便。l若若大大小小孔孔隙隙比比过过小小,则则持持水水过过多多而而通通气气不不足足,易易造造成成基基质质内内潴潴水水,作作物物根根系系生生长长不不良良,严严重重时时根根系腐烂死亡。系腐烂死亡。l 一一般般
17、来来说说,固固体体基基质质的的大大小小孔孔隙隙比比在在1 1:1 1.5 54 4的的范范围围内内作作物物均均能能较较好好的的生生长长。4 4、颗粒大小、颗粒大小/particle sizel颗粒的大小颗粒的大小(即粗细程度即粗细程度)是以颗粒直径是以颗粒直径(mm)表示。表示。l它直接影响到其容重、总孔隙度、大小孔它直接影响到其容重、总孔隙度、大小孔隙比等其它物理性状。隙比等其它物理性状。l如果如果颗粒越粗颗粒越粗,则容重越大,总孔隙度越,则容重越大,总孔隙度越小,大孔隙容量越大,小孔隙容量越小,小,大孔隙容量越大,小孔隙容量越小,大小孔隙比越大。大小孔隙比越大。l同一种固体基质同一种固体基
18、质其颗粒越细其颗粒越细,则容重越小,则容重越小,总孔隙度越大,大孔隙容量越小,小孔隙总孔隙度越大,大孔隙容量越小,小孔隙容量越大,大小孔隙比越小;容量越大,大小孔隙比越小;(二二)固体基质的化学性质固体基质的化学性质The chemical characteristics 主要包括:主要包括:/including:化学组成化学组成/chemical constituent 化学稳定性化学稳定性/chemical stability 酸碱度酸碱度/acidity or alkalinity 物理化学吸附能力物理化学吸附能力(阳离子交换量阳离子交换量)Physicochemical absorbi
19、ng ability(Cation exchange capacity)缓冲能力缓冲能力/buffering ability 电导率等电导率等/Electronic conductivity,et al.l1 1、基质组成及化学稳定性、基质组成及化学稳定性/chemical stabilityl基基质化学化学组成成l化学稳定性是指基质发生化学变化的难化学稳定性是指基质发生化学变化的难易程度易程度 l化学变化会引起基质中的化学组成以及化学变化会引起基质中的化学组成以及原有的比例或浓度发生改变,从而影响原有的比例或浓度发生改变,从而影响到基质的物理性状和化学性状,同时也到基质的物理性状和化学性状,
20、同时也有可能影响加入到基质中的营养液的组有可能影响加入到基质中的营养液的组成和浓度的变化,影响原先化学平衡的成和浓度的变化,影响原先化学平衡的营养液,进而影响作物的生长。营养液,进而影响作物的生长。l由无机基质,如沙砾石化学稳定性最由无机基质,如沙砾石化学稳定性最强。强。l由有机的植物残体构成的基质,如泥炭、由有机的植物残体构成的基质,如泥炭、锯木屑、甘蔗渣、炭化稻壳等,由于其锯木屑、甘蔗渣、炭化稻壳等,由于其化学组分很复杂,往往会对营养液的组化学组分很复杂,往往会对营养液的组成有一定的影响,同时也会影响到植物成有一定的影响,同时也会影响到植物对营养液中某些元素的吸收。对营养液中某些元素的吸收
21、。必须经沤必须经沤制,不可直接使用制,不可直接使用。其中草炭性质稳定,其中草炭性质稳定,使用起来也最安全使用起来也最安全2、基质的酸碱性(pH值)l基质适宜的基质适宜的pH值为值为5.57.5。l基质过酸或过碱一方面可能直接影响到作物基质过酸或过碱一方面可能直接影响到作物根系的生长,另一方面可能会影响到营养元根系的生长,另一方面可能会影响到营养元素的平衡性、稳定性和对作物的有效性。素的平衡性、稳定性和对作物的有效性。l如发现其过酸如发现其过酸(pH5.5)(pH7.5)(pH7.5)时则时则需采取适当的措施来调节。需采取适当的措施来调节。l基质的阳离子代换量基质的阳离子代换量(Cation E
22、xchange Capacity,CEC):基质含有可代换吸收阳离子的数量基质含有可代换吸收阳离子的数量.l通常是以每通常是以每100g基质能够代换吸收阳离子的毫摩尔基质能够代换吸收阳离子的毫摩尔数数(mmol/100g)来表示。来表示。l不同基质阳离子代换量有很大差异。不同基质阳离子代换量有很大差异。3 3、阳离子代换量、阳离子代换量/CEC阳离子代换量大的基质:阳离子代换量大的基质:l不利:不利:对阳离子产生较强烈的吸附,影响到营养对阳离子产生较强烈的吸附,影响到营养液的平衡,难以了解基质中易被植物吸收的那部液的平衡,难以了解基质中易被植物吸收的那部分养分的实际数量,也就较难对所需的养分浓
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