(16)-5.1 固体基质的理化性质和分类

固体基质的理化性质和分类第一节育苗基质主要内容育苗基质的作用与要求基质的理化性状指标主要基质种类及其特性基质的消毒方法

育苗基质是为幼苗生长提供稳定协调的水、气、肥及其根际环境的介质。选用性状优良的基质是无土育苗的关键环节和培育壮苗的基础。

工厂化育苗要求基质不仅能为植物根系提供良好的营养和环境条件，而且可以改善和提高管理，方便操作。主要要求：一、育苗基质的作用及要求资源丰富，成本较低，适应现代化生产要求，易于操作及标准化

利于根系伸展和附着，便于成坨，能充分发挥其固定和支持作用具有优良的理化性状，性质稳定，能为植物根系提供良好的水、肥、气、热、pH值等条件不带病原菌、虫卵和杂草种子，不含对植物生长有害、有毒物质二、基质的理化性状指标

物理性状

1.容重2.总孔隙度3.气水比4.粒径化学（生物）性状1.组成及其稳定性2.酸碱性3.电导率4.盐基代换量5.缓冲能力通常主要从物理特性、化学特性、生物学特性评判育苗基质的质量。1.容重：单位体积干燥基质的重量，以g/cm3表示，反映基质的紧实程度，受质地和颗粒大小影响。与比重（密度）不同！容重大，基质过于紧实，总孔隙度小，通气透水性差，操作运输不方便；容重小，吸水差，浇水时易漂浮，不利于根系的伸展和固定。无土育苗基质容重一般要求0.2-0.8g/cm3。二、基质的理化性状指标2.粒径：颗粒直径大小，以mm表示，影响容重、总孔隙度和大小孔隙比。同一种基质颗粒越细，容重越大，总孔隙度越小，通透性降低；颗粒越粗，容重越小，总孔隙度越大，保肥保水能力差，播种后易出苗不齐。不同种类基质分别有其适宜的粒径。无土育苗基质的粒径多数要求0.5-5mm。二、基质的理化性状指标3.总孔隙度：单位体积基质内孔隙（通气、持水）所占的比例。总孔隙度=（1-容重/比重）*100%总孔隙度大，基质疏松，空气、水分容量大，有利于根系发育，但对根系支持和固定作用差；总孔隙度小，基质较重，水气容量较少，不利于根系伸展发育。无土育苗基质的总孔隙度要求在54%以上。通气孔隙：Ø>0.1mm；持水孔隙：Ø=0.001-0.1mm二、基质的理化性状指标4.气水比（大小孔隙比）：在一定时间内基质中容纳气、水的相对比值，用“通气孔隙/持水孔隙”表示。大小孔隙比大，说明贮水力弱而通透性强；反之，则贮水力强而通透性弱。气水比是衡量基质性状优劣的重要指标，与总孔隙度一起全面衡量基质中空气和水分的状态。育苗基质的气水比一般以1:2-4为宜。液态含量60%-70%，气态含量10%-20%，持水量大于150%二、基质的理化性状指标5.组成及其稳定性组成是指基质本身所含有的物质种类及其含量（有利、有害）；稳定性是指基质发生化学和生物学反应的难易程度，与组成密切相关。无机矿物基质植物残体基质石英、云母、长石（沙子、砾石）--最稳定角闪石、辉绿石--稳定性次之石灰石、白云石（碳酸盐矿物）--稳定性最差易被微生物分解（糖类）：新鲜蔗渣、稻草草炭、腐熟后的树皮、木屑、甘蔗渣等--最稳定有毒物质（酚类、丹宁、有机酸）：松木屑二、基质的理化性状指标难被微生物分解（木质素、腐殖质）：6.酸碱度

用pH表示（体积比1:5测定），影响营养液平衡和作物生长。要求：pH相对稳定，最好呈中性或微酸性基质pH的调节可采用碱性物质（如石灰）或酸性物质（如硫磺粉），用量取决于基质的阳离子交换量和起始pH值。石灰质砂砾：含有CaCO3，易导致营养液pH升高糠醛：强酸性，需用碱性物质调节至微酸性二、基质的理化性状指标7.电导率（EC）表示基质内部已电离盐类的溶液浓度（1:5测定，ms/cm），反映了基质中的可溶性盐分的多少，直接影响营养液平衡。有些植物性残体基质含有较高的盐分，例如稻壳灰、某些树种的树皮等，海沙含有较多氯化钠，EC值也较高。要求：基质可溶性盐含量不宜高于1000mg/kg，最好小于500mg/kg。二、基质的理化性状指标8.盐基代换量一般指阳离子代换量，即在一定酸碱条件下基质含有的可代换吸收的阳离子的数量，反映了基质对养分的吸附保存能力，以及缓慢释放供给植物吸收利用的能力（基质颗粒一般带负电）。以1000g基质能够代换吸收阳离子的厘摩尔数（cmol/1000g）表示。一般在10-100cmol/1000g为宜（1-10cmol/100cm3)。不利：吸附养分，影响营养液的平衡。有利：保存养分，提高利用效率；具有缓冲作用。高CEC基质二、基质的理化性状指标9.缓冲能力指基质本身所具有的缓和酸碱性变化的能力，主要由盐基代换量和存在于基质中的弱酸及其盐类的数量决定。一般盐基代换量或腐殖质含量高，缓冲能力强，有机基质＞无机基质；植物残体基质都有一定的缓冲能力，但因材料而异，草炭缓冲能力要比堆沤的蔗渣大。大多数矿物基质缓冲能力较弱，但蛭石缓冲能力较强。二、基质的理化性状指标固体基质的分类来源性质组成组分天然基质：沙子、石砾等人工合成基质：岩棉、泡沫塑料等化学合成基质：泡沫塑料等有机基质：有机残体树皮、草炭等无机基质：无机矿物沙子、蛭石等活性基质：具有盐基交换量或能供给植物养分草炭、蛭石等惰性基质：不能供应养分或不具有盐基代换量岩棉、泡沫塑料等单一基质：草炭、蛭石、岩棉、泡沫塑料等复合基质：2-3种为宜（草炭+蛭石）1:1三、主要基质种类及其特性1.砂子

优点：来源广泛，价格便宜。

缺点：容重大，运输不便，持水力差，升、降温快，无阳离子代换量。

注意：成分、质量因来源不同而存在较大差异。海沙、河沙污染；石灰岩地区砂子碳酸钙含量不要超过20%管理措施：严格营养液管理，少浇勤浇选用粒径：0.5-3mm，育苗宜细些三、主要基质种类及其特性2.蛭石云母类次生矿物，在800-11000C高温膨胀而成（膨胀15倍以上），带菌少。容重小，总孔隙度大，大小孔隙比约1:4，通气持水力强。具有较高的缓冲性和离子交换能力，含有K、Ca、Mg等可适量释放，pH因产地和组分而异，一般中性至微碱性（6.5-9.0）。吸水能力强，绝缘性好。粒径3-4mm三、主要基质种类及其特性3.珍珠岩由灰色火山岩（铝硅酸盐）加热至1000℃，颗粒膨胀而形成，直径1.5-4mm，灰白色。容重小，总孔隙度约93%，通气排水性好。几乎无缓冲性，阳离子代换量＜1.5cmol/kg，pH值6.0-8.5。成分为SiO274%、Al2O311.3%、Fe2O32%、CaO3%等，养分多不能被吸收利用。1.稳定性好，不易分解

2.易漂浮，难以固定根系

3.表面易生绿藻三、主要基质种类及其特性

4.岩棉由60%辉绿石、20%石灰石和20%焦炭混合，在1500-2000℃高温炉中熔化，将熔融物喷成直径0.005-0.008mm的细丝，再将其压成容重为80-100kg/m3的片，然后在冷却至200℃左右时，加入一种酚醛树脂以减少表面张力并固定成型。高温处理，无毒无菌物理性状优良，容重小，质地轻，孔隙度大（96%），透气性好，吸水力强，排渗性好化学性质稳定，阳离子代换量低三、主要基质种类及其特性5.炉渣容重较大，总孔隙度较小，透气性好，持水量偏低。不含有机质，EC高，阳离子代换量小，pH值碱性。含有较多钾和微量元素，不带病菌，不易产生病害。注意防止重金属超标，用前仔细清洗。适宜直径0.5-5mm。通常不单独使用，混合基质中体积比不超过60%。三、主要基质种类及其特性6.草炭

草炭是由苔藓、苔草、芦苇等水生植物以及松、桦、赤扬、羊胡子草等陆生植物在水淹、缺氧、低温、泥沙掺入等条件下未充分分解而堆积形成，由未完全分解的植物残体、矿物质和腐殖质组成。容重0.2-0.6g/cm3，总孔隙度77%-84%，保水、保肥力较强；pH偏酸或酸性，EC、盐基代换量较高，缓冲性能强；含氮高，有机质丰富，但多为有机态氮，转化慢，磷钾不足。干燥时不易吸水，湿润后吸水力强。育苗基质中加入草炭，根系易成坨，但一般不单独使用。三、主要基质种类及其特性根据形成的地理条件、植物种类和分解程度分为低位草炭、高位草炭和中位（过渡）草炭三大类。低位（黑）草炭：分布于低洼积水的沼泽地带，以苔草、芦苇等植物为主。分解程度高，氮和灰分元素含量较多，酸性不强，持水量中或小，肥分有效性较高，风干粉碎后可直接用作肥料。容重较大，吸水、通气性较差。

不宜作为基质。高位（藓类）草炭：分布于低位草炭形成地形的高处，以水藓植物为主。分解程度低，氮和灰分元素含量较少，酸性较强（pH4-5）。容重较小，持水力、盐基代换量、吸水、通气均较好，一般可吸持其干重10倍以上的水分。可作基质。

中位（白）草炭：介于高位与低位之间的过渡性草炭。其性状介于二者之间，也可用于基质。三、主要基质种类及其特性7.炭化稻壳（炭化砻糠）容重、总孔隙度、气水比适中，质轻，透气和保肥保水性能一般，不宜出现过干过湿现象。营养较丰富，含氮0.54%，速效磷66mg/kg，速效钾0.66%，代换性钙884.5mg/kg；高温炭化，不带病菌。pH值为6.9-7.7，如果使用前没经过水洗，炭化形成的K2CO3使pH值升至9.0以上，因此使用前宜水洗。适用于扦插和播种育苗，一般不单独使用。三、主要基质种类及其特性8.菇渣容重较小（0.41），持水量较大60.8%，通透性较好。富含有机质和速效氮磷钾；缓冲性能较强，因含较多石灰，pH较高，使用前需调节。三、主要基质种类及其特性不单独使用，可与草炭、蔗渣、沙等混合，体积比不超过40%。使用前堆沤，70%含水量封膜1个月以上，风干打碎过5mm筛。9.椰糠颗粒较粗，吸水、透气、排水性较好，保水保肥能力较强。pH5.8-6.7，吸水量为自身重量的5-6倍；碳氮比较高，单独使用时易缺素，须充分腐熟。可与珍珠岩、炉渣等混合使用。三、主要基质种类及其特性10.蔗渣新鲜蔗渣碳氮比高（169），需堆沤：70-80%含水量，加尿素（干重0.5-1%）堆沤3-6个月。时间过长，分解过度，通气不良。育苗基质最大粒径不超过5mm，使用中注意氮的供给。混合基质，蔗渣50-70%:沙子或炉渣30-50%。三、主要基质种类及其特性11.锯木屑资源丰富，价格低，但受产地限制，易携带病虫害。容重小，总孔隙度较大，大小孔隙比适宜，吸水力强，持水量大，通透性好。pH4.2-6.2，盐基代换量较高。不同树种成分差异大。以阔叶树、杉树为宜，针叶树有毒，人造板锯末含化学黏合剂。三、主要基质种类及其特性鲜木屑用前要堆沤，加入氮素（干重1/100），需要时间较长。不应太细，常作为混合基质组分。12.树皮

化学组成（松树为例）：有机质98%，其中蜡树脂3.9%、丹宁木质素3.3%、淀粉果胶4%、纤维素2.3%、半纤维素19.1%、木质素46.3%；灰分2%，C/N比135，pH4.2-4.5。树皮容重与草炭相近，但盐基代换量和持水力低，C/N高，使用中因分解而使容重增加，体积变小，结构破坏，通气不良。有些树皮含有毒物质，不能直接使用。多数树皮含较多酚类物质，且C