无土栽培-固体基质

1、无土栽培无土栽培固体基质固体基质基质substrate、matrix 无土栽培基质是能为植物提供稳定协调的水、气无土栽培基质是能为植物提供稳定协调的水、气、肥结构的生长介质。它除了支持、固定植株外、肥结构的生长介质。它除了支持、固定植株外, , 更重要的是充当更重要的是充当“ “ 中转站中转站” 的作用的作用, , 使来自营养使来自营养液的养分、水分得以中转液的养分、水分得以中转, , 植物根系从中按需选择植物根系从中按需选择吸收。随着世界园艺业与植物容器栽培的发展吸收。随着世界园艺业与植物容器栽培的发展, , 天天然土壤的物理、化学性质已不能满足蔬菜、花卉、然土壤的物理、化学性质已不能满足蔬

2、菜、花卉、种苗及其他植物容器生产的需求种苗及其他植物容器生产的需求, , 因此世界各国的因此世界各国的研究机构研究机构, , 早已致力于栽培基质的研究开发。早已致力于栽培基质的研究开发。自上自上世纪七十年代以来世纪七十年代以来, , 基质的研究逐步成为一个重要基质的研究逐步成为一个重要的课题。的课题。 无土栽培基质物料资源的选择1 1 常见基质物料及理化性质常见基质物料及理化性质 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、辉长岩、白云石、铁矿石、是以天然岩石如玄武岩、辉长岩、白云石、铁矿石

3、、铝矾土等为主要原料，经高温熔化铝矾土等为主要原料，经高温熔化(温度温度2000以下以下)、纤、纤维化而制成的无机质纤维。维化而制成的无机质纤维。 矿渣棉是矿渣棉是以工业矿渣如高以工业矿渣如高炉矿渣、磷矿渣、粉煤灰等为主要原料，经过重熔、纤维化炉矿渣、磷矿渣、粉煤灰等为主要原料，经过重熔、纤维化而制成的无机质纤维。而制成的无机质纤维。 这两种纤维经加工，可制成板、管这两种纤维经加工，可制成板、管、毡、毡 、带、纸等各种制品，应可用于建筑和工业装备、管、带、纸等各种制品，应可用于建筑和工业装备、管道、窑炉的绝热、防火、吸声、抗震等。道、窑炉的绝热、防火、吸声、抗震等。岩棉是一种性能很好的无土栽培

4、基质。岩棉是一种性能很好的无土栽培基质。所以当它产生后不久所以当它产生后不久（1968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。）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广泛使用。在荷兰全国蔬菜无土栽培3500公顷当中用岩棉公顷当中用岩棉作基质的面积就占了作基质的面积就占了80%

5、。岩棉的物、化性状 外观是白色或浅绿色的丝状体外观是白色或浅绿色的丝状体, 总孔隙度大总孔隙度大, 吸水力很强吸水力很强，碳碳、氮比和盐基交换量低、氮比和盐基交换量低。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, 含水含水量从下至上而递减量从下至上而递减；相反相反, 空气含量则自下而上递增。栽培中施空气含量则自下而上递增。栽培中施用营养液后用营养液后, 新岩棉新岩棉pH 较高较高, 在栽培初期使营养液的在栽培初期使营养液的pH 有所升有所升高高, 但经过一段时间岩棉的高但经过一段时间岩棉的高pH 会被营养液的低会被营养液的低pH所中和。所中和。岩岩棉作为基质具有化学性质稳定、物

6、理性状优良、棉作为基质具有化学性质稳定、物理性状优良、pH 稳定以及经稳定以及经高温消毒后不携带任何病原菌等特点。高温消毒后不携带任何病原菌等特点。岩棉质轻岩棉质轻, 不会腐烂不会腐烂, 透透气性好气性好, 被认为是当今无土栽培最好的基质之一被认为是当今无土栽培最好的基质之一, 世界上已普遍世界上已普遍采用。但块板状的岩棉采用。但块板状的岩棉, 废弃后由于在土壤中极难分解废弃后由于在土壤中极难分解, 并损害并损害土壤的耕作性状土壤的耕作性状, 故被视作污染物。故被视作污染物。 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

7、管容积），小孔隙（毛管容积）35.7%，水气比（以大孔隙值，水气比（以大孔隙值为为1）1 0.55。刚刚使用的岩棉刚刚使用的岩棉pH值较高，一般为值较高，一般为78。这主要是含有少量。这主要是含有少量氧化钙的缘故。当使用一段时间后，氧化钙的缘故。当使用一段时间后，pH值就会下降。值就会下降。砂（sand） 是岩石风化后经雨水冲刷或由岩石轧制而成的粒是岩石风化后经雨水冲刷或由岩石轧制而成的粒径为径为.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;没有盐基交换量。用作无土栽培的砂应确保不含没有盐基交换量。用作无土栽培的砂应确

8、保不含有毒物质有毒物质，营养管理合理可使，营养管理合理可使作物生长良好作物生长良好，是是无无土栽培土栽培最早使用的无机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组成成分差异很大同来源的砂的组成成分差异很大；沙的粒径大小应沙的粒径大小应相互配合适当相互配合适当, 如太粗易产生基质中通气过剩如太粗易产生基质中通气过剩, 保水保水能力较差能力较差, 植株易缺水植株易缺水, 营养液的管理麻烦营养液的管理麻烦;沙的容沙的容重大重大, 给搬运、消毒和更换等管理工作带来了很大给搬运、消毒和更换等管理工作带来了很大不便。不便。石砾（Gravel） 在蔬菜营养液栽培中砾培较为普遍在

9、蔬菜营养液栽培中砾培较为普遍, 其来源其来源是河边石子或石矿场岩石碎屑。砾石本身不是河边石子或石矿场岩石碎屑。砾石本身不具有盐基交换量具有盐基交换量, 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。石砾的粒径应选在石砾的粒径应选在1. 6 20 mm的范围内的范围内, 其中总体积一半的石其中总体积一半的石砾直径为砾直径为13 mm左右。石砾应较坚硬左右。石砾应较坚硬,不易不易破碎破碎; 选用的石砾最好棱角不明显选用的石砾最好棱角不明显, 特别是株特别是株型高的植物或露天风大的地方型高的植物或露天风大的地方, 更应选用棱角更应选用棱角钝的石砾钝的石砾,

10、否则会使植物茎部受到划伤。否则会使植物茎部受到划伤。蛭石（Vermiculite） 是一种含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，外形似是一种含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，外形似云母，通常由黑（金）云母经热液蚀变作用或风化云母，通常由黑（金）云母经热液蚀变作用或风化而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故称蛭石蛭，故称蛭石。质地轻而多孔隙质地轻而多孔隙, 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并含有可供花卉吸收利用的镁、钾等元素。用的镁、钾等元素。蛭石的容重很小蛭石的容重很小, 能提供一定能提

11、供一定量的钾量的钾, 少量的钙、镁等营养物质。蛭石具有较高少量的钙、镁等营养物质。蛭石具有较高的缓冲性和离子交换能力的缓冲性和离子交换能力, 通气性也好通气性也好, 园艺上用它园艺上用它作育苗、扦插或以一定比例配置混合栽培基质作育苗、扦插或以一定比例配置混合栽培基质, 效效果较好。果较好。无土栽培用蛭石的砾径应在无土栽培用蛭石的砾径应在3 mm以上以上, 用作育苗的蛭石可稍细些。重复使用时用作育苗的蛭石可稍细些。重复使用时, 其物理性其物理性状会有所改变。状会有所改变。 珍珠岩珍珠岩（Perlite） 含硅质矿物含硅质矿物, 由灰色火山岩经粉碎加热至由灰色火山岩经粉碎加热至1 000 , 膨胀

12、形成的一种白色颗粒状物。性质稳定、坚膨胀形成的一种白色颗粒状物。性质稳定、坚固、质地轻、清洁无菌固、质地轻、清洁无菌, 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。但保水、保肥性稍差。是一种封闭的轻质团聚体是一种封闭的轻质团聚体, 容重小容重小（容重（容重80kg/m3200 kg/m3 ）, 碳氮碳氮比低。作育苗基质时常和其它基质混用比低。作育苗基质时常和其它基质混用, 浇水时容浇水时容易浮起。易浮起。农林园艺农林园艺上主要用于上主要用于土壤改造，调节土壤板结，防止土壤改造，调节土壤板结，防止农作物倒伏，控制肥效和肥度，以及作为杀虫剂和农作物倒伏，控制肥效和肥度，以及作

13、为杀虫剂和除草剂的稀释剂和载体除草剂的稀释剂和载体 膨胀陶粒（Expansion ceramic）膨胀陶粒又称多孔陶粒或海式砾石膨胀陶粒又称多孔陶粒或海式砾石,是用大是用大小比较均匀的团粒状陶土小比较均匀的团粒状陶土, 在在800 1 100 的高温陶窑中煅烧制成的其化学的高温陶窑中煅烧制成的其化学成分和性质受陶土原料成分的影响成分和性质受陶土原料成分的影响, 有一有一定的盐基代换量。定的盐基代换量。膨胀陶粒作为基质其膨胀陶粒作为基质其排水通气性能良好排水通气性能良好, 每个颗粒中间有很多每个颗粒中间有很多小孔可以持水。小孔可以持水。陶粒本身价格虽高于珍陶粒本身价格虽高于珍珠岩、蛭石等基质珠岩

14、、蛭石等基质, 但因其耐用但因其耐用, 故实际故实际使用价格并不高。使用价格并不高。炉渣（Slag）为燃烧后的残渣为燃烧后的残渣, 民用燃料的废弃物民用燃料的废弃物, 工企业的工企业的锅炉、食堂及北方地区居民的取暖等都有大锅炉、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, 数量较大数量较大, 取材方便。取材方便。炉炉渣灰通气性好渣灰通气性好, 容重适中容重适中, 有利于固定作物根有利于固定作物根系系, 种植作物时不易倒苗种植作物时不易倒苗, 但由于颗粒大小相但由于颗粒大小相差悬殊以及常混有石块差悬殊以及常混有石块, 使用前最好将其粉碎使用前最好将其粉碎, 具有良好的理化性

15、质具有良好的理化性质, 同时同时, 炉渣的价格低炉渣的价格低廉。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, 质地质地不均一不均一,热容量小热容量小, 变温幅度大变温幅度大, 对营养液成分对营养液成分影响大。影响大。有机基质 常用的或有待进一步应用的有：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, 其蓄其蓄肥能力相对较强肥能力相对较强草炭草炭（Peat）、泥炭（sphagnum

16、 peat） “草炭草炭”又名又名“泥炭泥炭”，亦叫作，亦叫作“泥煤泥煤”，是沼泽发育，是沼泽发育过程中的产物，形成于第四纪，由沼泽植物的残体过程中的产物，形成于第四纪，由沼泽植物的残体，在多水的嫌气条件下，在多水的嫌气条件下， 不能完全分解堆积而成。不能完全分解堆积而成。含有大量水分和未被彻底分解的植物残体、腐殖质含有大量水分和未被彻底分解的植物残体、腐殖质以及一部分矿物质。有机质含量在以及一部分矿物质。有机质含量在30以上（国外以上（国外认为应超过认为应超过50），质地松软易于散碎，比重），质地松软易于散碎，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

17、和吸气性，pH值一般为值一般为5.56.5，呈微酸性反应，呈层状分，呈微酸性反应，呈层状分布，布， 称为泥炭层。是沼泽发展速度和发育程度的重称为泥炭层。是沼泽发展速度和发育程度的重要标志。是一种宝贵的自然资源。草炭是煤化程度要标志。是一种宝贵的自然资源。草炭是煤化程度最低的煤（为煤最原始的状态），乃有机物质。最低的煤（为煤最原始的状态），乃有机物质。 草炭是迄今为止被世界各国普遍认为是最草炭是迄今为止被世界各国普遍认为是最好的无土栽培基质之一。生产上通常和其它好的无土栽培基质之一。生产上通常和其它基质基质( 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。我国草炭资源

18、分布不均匀使用。我国草炭资源分布不均匀, 主要分布于主要分布于北方北方, 其质量较好其质量较好, 这与北方的地理和气候条这与北方的地理和气候条件有关。是低温、湿地的植物残体经堆积件有关。是低温、湿地的植物残体经堆积, 在在气温较低、雨水较少的条件下气温较低、雨水较少的条件下, 植物残体缓慢植物残体缓慢分化而成分化而成, 为不可再生的自然资源为不可再生的自然资源, 长期采用长期采用必然会造成草碳资源枯竭必然会造成草碳资源枯竭, 所以应该合理的利所以应该合理的利用。用。稻壳（Rice husk） 水稻产区最常见的有机废弃物水稻产区最常见的有机废弃物, 是水稻产是水稻产区加工时的副产物区加工时的副产

19、物; 常用的是炭化稻壳又叫常用的是炭化稻壳又叫砻糠砻糠, 由暗火闷燃由暗火闷燃( 炭化处理炭化处理) 而成。容重、而成。容重、总孔隙度及大小孔隙都比较适中总孔隙度及大小孔隙都比较适中, 通透性好通透性好; 保肥保水性能一般保肥保水性能一般, 养分含量低养分含量低,pH 值偏高。值偏高。能与其他任何基质材料配合使用能与其他任何基质材料配合使用, 也是复合育也是复合育苗基质的优质原料之一。近些年苗基质的优质原料之一。近些年, 关于生稻壳关于生稻壳在无土栽培上的应用日益被人重视在无土栽培上的应用日益被人重视。椰子纤维椰子纤维（Coconut fiber） 长纤维素长纤维素, 松泡多孔松泡多孔, 保水

20、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, 椰子纤维含有更多的木质素和椰子纤维含有更多的木质素和纤维素纤维素, 半纤维素含量却很低半纤维素含量却很低; 其本身所含可其本身所含可供植物利用的矿质元素含量很低供植物利用的矿质元素含量很低, 但但P 和和K 的的含量却很高。我国海南等地具有丰富的椰子含量却很高。我国海南等地具有丰富的椰子纤维资源纤维资源, 有待很好地开发利用。基于椰子纤有待很好地开发利用。基于椰子纤维的良好性能维的良好性能, 应以生产应以生产模制基质模制基质等高档成型等高档成型产品为主才能创造更好的效益。产品为主才能创造更好的效益。锯木屑（ wood Sawdust）

21、 锯木屑锯木屑来源丰富、容重轻、吸水保水性较来源丰富、容重轻、吸水保水性较好好; 但但碳氮比过高碳氮比过高, 单独使用要补充大量单独使用要补充大量N 肥肥, 否则易造成植株缺否则易造成植株缺N; 基质较基质较偏酸性偏酸性, 可与可与碱性基质碱性基质( 如灰如灰)混合使用。锯末作为栽培基混合使用。锯末作为栽培基质受到越来越多的关注质受到越来越多的关注, 但其含但其含有大量杂菌及有大量杂菌及致病微生物致病微生物, 需经过适当处理和发酵腐熟才能需经过适当处理和发酵腐熟才能应用应用, 使用高温灭菌和杀苗剂使用高温灭菌和杀苗剂, 能杀死有害病能杀死有害病菌菌, 但使基质中的有益微生物减少但使基质中的有益

22、微生物减少, 且不能使且不能使这种高碳氮比锯末中的碳素得到有效降解。这种高碳氮比锯末中的碳素得到有效降解。甘蔗渣（Bagasse） 新鲜的甘蔗渣碳氮比很高新鲜的甘蔗渣碳氮比很高, , 不能不能直接使用直接使用, , 经过添加氮肥并堆沤处经过添加氮肥并堆沤处理后理后, , 可成为与泥炭种植效果相当可成为与泥炭种植效果相当的良好栽培基质。用甘蔗渣作育苗的良好栽培基质。用甘蔗渣作育苗基质的蔗渣应较细基质的蔗渣应较细, ,最大粒径不超过最大粒径不超过5 mm; 5 mm; 用作袋培或槽培用作袋培或槽培, , 粒径可稍粒径可稍大大, ,但最大也不超过但最大也不超过15 mm15 mm。芦苇末（reed

23、residue） 利用造纸厂废弃下脚料利用造纸厂废弃下脚料, 添加一定比添加一定比例的辅料例的辅料（如（如鸡粪等鸡粪等）, 在发酵微生物在发酵微生物的作用下的作用下, 堆制发酵合成优质环保型无堆制发酵合成优质环保型无土栽培有机基质。已广泛应用于无土栽土栽培有机基质。已广泛应用于无土栽培和育苗之中培和育苗之中, 尤其在长江流域普遍采尤其在长江流域普遍采用。用。复合基质（compound substrates） 复合基质也叫混合基质复合基质也叫混合基质, 是指两种以上的单一基是指两种以上的单一基质按一定比例混合而成的基质。这些复合基质质按一定比例混合而成的基质。这些复合基质包含包含了各种组成物料的

24、优良的理化性质了各种组成物料的优良的理化性质, 克服单一物料克服单一物料的缺点的缺点,有利于提高栽培效果。使用中针对不同植物有利于提高栽培效果。使用中针对不同植物, 复合基质的组成不同复合基质的组成不同, 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 。复合基质的选用一定要在。复合基质的选用一定要在少量试验的基础上才能进行大规模使用。少量试验的基础上才能进行大规模使用。基质材料的开发

25、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 迄今为迄今为止最好的无土基质。止最好的无土基质。然而泥炭是有限的资源然而泥炭是有限的资源,大量开采会破大量开采会破坏沼泽地的生态环境坏沼泽地的生态环境, 因此从环保性和经济性出发因此从环保性和经济性出发, 探求新探求新的基质已成为各国政府和学者刻不容缓的课题。的基质已成为各国政府和学者刻不容缓的课题。二十二十世纪世纪七七十十年代以来年代以来, 国内外不少学者提出利用国内外不少学者提出利用堆肥、农业有机废弃堆肥、农业有机废弃物、下水道污泥等材料物、下水道污泥等材料, 如纸泥如

26、纸泥（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）, 废棉废棉（cotton waste）, 堆肥土堆肥土（composted yard waste）, 椰粉纤维椰粉纤维（coconut coir dust）, 鱼骨堆肥鱼骨堆肥（fishwaste Composting ） 生物固体生物固体（bio-solid）, 污泥污泥（sludge）等原料企图以部分或全部等原料企图以部分或全部取代泥炭的利用取代泥炭的利用, 但因其性质不易掌握或容易再造成污染但因其性质不易掌握或容易再造成污染

27、, 一直无法动摇泥炭的地位。一直无法动摇泥炭的地位。 自自20世纪世纪80年代后期以来年代后期以来, 欧美国家颁布实施了欧美国家颁布实施了有关环保法规有关环保法规, 如如禁止营养液的排放禁止营养液的排放以免污染地下以免污染地下或地表水源或地表水源, 禁止泥炭资源禁止泥炭资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保型、经济型、技术型的方向转变环保型、经济型、技术型的方向转变 。另一。另一方面方面, 如何处理与再利用废弃基质如何处理与再利用废弃基质, 也是保护环境的也是保护环境的一个重要措施。由于基质的结构在灌溉和植物根系一个重要措施。由于基质的结构在灌溉和植物根系作用下有所改

28、变作用下有所改变, 同时基质中积聚了根分泌物和盐同时基质中积聚了根分泌物和盐分分, 以及可能存在的病虫等因素以及可能存在的病虫等因素, 所以基质重复利用所以基质重复利用前应进行处理前应进行处理, 如如结构重组、水分淋洗、消毒等结构重组、水分淋洗、消毒等。无土栽培基质应具备的条件无土栽培基质应具备的条件 1要有一定的透水性和保水性。基质的透水性和保要有一定的透水性和保水性。基质的透水性和保水性是由基质颗粒的大小、性质、形状、孔隙度等水性是由基质颗粒的大小、性质、形状、孔隙度等因素决定的。因素决定的。 2无毒或不含有毒物质。钠离子、钙离子的含量无毒或不含有毒物质。钠离子、钙离子的含量也不能过高。也

29、不能过高。 3要有稳定的化学性质。基质中加要有稳定的化学性质。基质中加入入营养液和水营养液和水后，基质的后，基质的pH要稳定，其化学性质也要稳定不变。要稳定，其化学性质也要稳定不变。 4价格便宜，容易得到。价格便宜，容易得到。 基质的作用基质的作用 供水、供营养、供氧、供支撑 1支持锚定植物。要求植物扎根于固体基质中不支持锚定植物。要求植物扎根于固体基质中不致沉埋和倾倒。致沉埋和倾倒。 2保持水分。保持水分。 3透气。固体基质中透气和持水两者之间存在着透气。固体基质中透气和持水两者之间存在着对立统二的关系，即固体基质中空气含量高时，水对立统二的关系，即固体基质中空气含量高时，水分含量就低，反之

30、亦然。分含量就低，反之亦然。 4缓冲作用。缓冲作用可以使根系生长的环境比缓冲作用。缓冲作用可以使根系生长的环境比较稳定，即当外来物质或根系本身新陈代谢过程中较稳定，即当外来物质或根系本身新陈代谢过程中产生的一些有害物质危害作物根系时，缓冲作用会产生的一些有害物质危害作物根系时，缓冲作用会将这些危害化解。将这些危害化解。基质的物理性质基质的物理性质 影响作物生长的主要物理因子有基质的三影响作物生长的主要物理因子有基质的三相比相比,基质的吸水性基质的吸水性, 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。反映其物理性质的重要面水分散失特性等。反映其物理性质的重要参数有参数有容重容重

31、（Bulk Density，DY）、总孔总孔隙度隙度（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。基质的物理性质基质的物理性质 对栽培作物生长有较大影响的基质的物理性质主要有对栽培作物生长有较大影响的基质的物理性质主要有粒径粒径、容重、总孔隙度、持水量、大小孔隙比、容重、总孔隙度、持水量、大小孔隙比(气水比气水比)。 1基质孔隙与粒径基质孔隙与粒径： 粒径粒径即基质颗粒的大小，通

32、常用即基质颗粒的大小，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）基质颗粒的大小直接影响到基质的容重、总孔隙度和大小基质颗粒的大小直接影响到基质的容重、总孔隙度和大小孔隙比。同一种基质颗粒越细，容重越小，总孔隙度越大，孔隙比。同一种基质颗粒越细，容重越小，总孔隙度越大，大小孔隙比越小。因此，生产要求基质的颗粒不能太粗，也大小孔隙比越小。因此，生产要求基质的颗粒不能太粗，也不能太细。不能太细。 配制混合基质时配制混合基质时， 颗粒大小不同的基质混合后颗粒大小不同的基质混合后， 其总体其总体积积小于小于原材料体积的总和。栽培的基质应有较好的形

33、状原材料体积的总和。栽培的基质应有较好的形状， 不规则的颗粒具有较大的不规则的颗粒具有较大的比表面比表面（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）， 因而持水力强因而持水力强。 总孔隙度总孔隙度是指基质中持水孔隙和通气孔隙的总和，以相当是指基质中持水孔隙和通气孔隙的总和，以相当于基质的体积百分比于基质的体积百分比()表示表示。 最适宜的基质孔隙状况最适宜的基质孔隙状况是同时能提供是同时能提供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范围为宜范围为宜。（。（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

34、容积和固相土粒容积的比值） 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为小为小孔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

35、高些山茶、菊花、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、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棕桐、草坪草、松柏等要求大孔隙可少些基质的通气性 基质的通气性基质的通气性，一直以来一直以来， 通气孔隙度是表示基质通气性通气孔隙度是表示基质通气性的最重要指标。然而的最重要指标。然而， 近年来的研究令这一传统观念受到近年来的研究令这一传统观念受到质疑质疑， 认为认为基质的气体扩散率基质的气体扩散率（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

36、过不规则运动（分子运动论）；扩散是指某种物质的分子通过不规则运动、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为确切。能比通气孔隙度更为确切。有有报道基质中加报道基质中加入入大颗粒树皮或大颗粒树皮或泥炭后泥炭后，尽管通气孔隙度增大尽管通气孔隙度增大， 但基质的气体扩散下降了但基质的气体扩散下降了。更多的研究结果表明该种通气限

37、制存在于椰糠、木质纤维。更多的研究结果表明该种通气限制存在于椰糠、木质纤维与珍珠岩中。鉴于此与珍珠岩中。鉴于此， 今后应以气体扩散率为基础今后应以气体扩散率为基础， 深人深人研究基质的通气过程。研究基质的通气过程。容器容水量 表示介质中最大容水量。现在表示介质中最大容水量。现在这一概念成了选择基质的这一概念成了选择基质的决定性因子决定性因子。容器容水量包括有效水。容器容水量包括有效水 和无效水。而有效水和无效水。而有效水又可分为极容易取得水分、次容易取得水、缓冲水分含量以又可分为极容易取得水分、次容易取得水、缓冲水分含量以及无效水分含量、饱和导水度及无效水分含量、饱和导水度（在水分饱和条件下，

38、土壤的（在水分饱和条件下，土壤的导水率又称土壤渗透系数）导水率又称土壤渗透系数） 等。另一个重要的基质水分特等。另一个重要的基质水分特性念是性念是容器基质的有效水容器基质的有效水。其定义为容器容量水势。其定义为容器容量水势（水势为（水势为-1kPa10kPa）与水分缓冲容量水势与水分缓冲容量水势（水势为（水势为-5kPa10kPa）的差值的差值。 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，再湿一旦失水干燥后易结硬块，再湿性差，性差， 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， 易发生缺易发生缺氮现象。因此，氮现象。因此， 长期以来，长期以

39、来，泥炭保湿性泥炭保湿性一直是研究的主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 ：容重指单位体积内干燥基质的重量，用容重指单位体积内干燥基质的重量，用gL或或gcm3表示。表示。容重的大小主要受基质的质容重的大小主要受基质的质地和颗粒的大小影响。基质的容重反映基质的疏松地和颗粒的大小影响。基质的容重反映基质的疏松、紧密程度。基质的容重差异很大，同一种基质由、紧密程度。基质的容重差异很大，同一种基质由于受到压实程度、颗粒大小影响，其容重也存在很于

40、受到压实程度、颗粒大小影响，其容重也存在很大的差异。大的差异。（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质干燥基质装至刻度倒出称重即为装至刻度倒出称重即为容重容重） 一般认为一般认为： 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： 也称相对密度，也称相对密度，固体和液体固体和液体的比重是该物质的比重是该物质（完全密实状态）的密度与在标准大气压

41、，（完全密实状态）的密度与在标准大气压，3.98时纯时纯H2O下的密度（下的密度（999.972 kg/m3）的比值。）的比值。气体气体的比重是指该气体的的比重是指该气体的密度与标准状况下空气密度的比值。密度与标准状况下空气密度的比值。液体或液体或固体的比重说明了它们在另一种流体中是下固体的比重说明了它们在另一种流体中是下沉还是漂浮沉还是漂浮。比重是无量纲量。比重是无量纲量,即比重是即比重是无单无单位的值位的值，一般情形下随温度、压力而变。比，一般情形下随温度、压力而变。比重简写为重简写为s.g. 密度是有量纲的量，比重密度是有量纲的量，比重是无量纲的量。是无量纲的量。 优良的基质理化性质：

42、物理性质：物理性质：固、液、气三相比例恰当固、液、气三相比例恰当, 容容重为重为0. 1 0. 8g/ cm3 , 总孔隙度在总孔隙度在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： 阳离子交换量大阳离子交换量大, 基质保肥基质保肥性好性好, pH 值接近中性值接近中性, 并具有一定的缓并具有一定的缓冲能力冲能力, 具一定的具一定的C/ N( 3/1)比以维持比以维持栽培过程中基质的生物稳定性栽培过程中基质的生物稳定性 基质的化学性质基质的化学性质 是指影响基质是指影响基质PHPH值和养分含量的因子，主要有基质的化值和养分含量的因子，主要有基质的化学组成

43、及学组成及稳定性，稳定性， 酸碱性，酸碱性， 阳离子交换量，阳离子交换量， 缓冲能力，缓冲能力， 含盐量等含盐量等。它们相互作用、共同影响基质的化学性质。它们相互作用、共同影响基质的化学性质。 但但是，是， 这些因子的影响效应并不是同时或同等的。近年来，这些因子的影响效应并不是同时或同等的。近年来， 基质化学性质的研究主要集中于基质化学性质的研究主要集中于微量元素的固定、微量元素的固定、 渗透势渗透势、 基质盐分、基质盐分、N N 的移动性等的移动性等。对有机化合物的微量元素的。对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，养分固定研究促成了泥炭珍珠岩肥料的成功研制， 丰富了丰富了微量元素的供应。在北欧，微量元素的供应。在北欧， 许多研究涉及岩棉或玻璃棉的许多研究涉及岩棉或