无土栽培第四章

衡性、稳定性和对作物的有效性。
• 如发现基质过酸(pH<5.5)或过碱(pH>7.5)时，需采
取适当的措施来调节。
3. 阳离子代换量（CEC）：每100g基质能够代换吸收阳
离子的毫摩尔数（mmol/100g）。
阳离子代换量大的基质会对阳离子产生较大的吸附。
优点：可保存较多的养分，减少养分随灌溉水流失，同时起缓冲
3、从基质性质上分类
活性基质：基质具有阳离子代换量，可吸附阳
离子或本身能供应养分的基质。
惰性基质：基质本身不起供应养分的作用或不 具有阳离子代换量，难以吸附阳离子 的基质。
• 按组分的不同来分类： • 单一基质：是指使用的基质是以单一的一种基质作为 植物的生长介质，如沙培、砾培、岩棉培使用的沙、 石砾和岩棉等.
高位泥炭 中位泥炭 蛭石 树皮 河沙、石砾、岩棉 等惰性基质
4、基质的pH缓冲能力：
指在基质中加入酸碱物质后，基质所具有缓和
酸碱（pH）变化的能力。它受基质阳离子代换量
大小和基质中的化学组成的影响。
如果基质的阳离子代换量大，其缓冲能力就较 强，反之，缓冲能力就较弱。
如果基质含有较多的腐植质，则缓冲能力较强；
布取掉)，称重(W3)，然后通过下式计算这种基质的总孔隙度
(重量以g为单位，体积以cm3为单位)。 总孔隙度(%)= [(W3－W1)－(W2－W1)] /v ×100
总孔隙度大的基质较轻，基质疏松，较有利于
作物根系生长，但固定和支撑作物的效果较差，容
易造成植物倒伏。 例如，岩棉、蛭石、蔗渣等的总
2.0
7.1 34.5 57.5 44.5
94.0
77.3 43.8 25.0 46.3
0.02
0.09 0.79 2.30 0.96
锯木屑 炭化稻壳 蔗渣(堆沤6个月)
（二）固体基质的化学性质
1、基质的化学稳定性：指基质发生化学变化的难易
程度。
化学变化会引起基质的化学组成及原有的比例
或浓度发生改变，从而影响到基质的物理性状和化
响到作物的生长。
砻糠灰、某些树种的树皮等含有较高的盐分；
海沙含有较高的氯化钠，因此他们的电导率较高。
一般要求基质的电导率低于2.6ms/cm 。
第二节 各种基质的性能
一、无土栽培基质的分类
1、从基质来源上
天 然 基 质 ：沙、石砾
人工合成基质：岩棉、海棉、多孔陶粒
2、从基质组成上
无机基质：沙、岩棉、蛭石、珍珠岩 有机基质：泥炭、树皮、蔗渣
5、颗粒大小
颗粒的大小(即粗细程度)是以颗粒直径(mm) 表示。
• 它直接影响到其容重、总孔隙度、大小孔隙度及大
小孔隙比等其它物理性状。
• 同一种固体基质其颗粒越细，则容重越大，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； • 反之，如果颗粒越粗，则容重越小，总孔隙度越小， 大孔隙容量越大，小孔隙容量越小，大小孔隙比越 大。
学性状，同时也可能影响到加入到基质中的营养液 的组成和浓度的变化，影响到原先化学平衡的营养 液，进而影响到作物的生长。 稳定性强的好。
无机矿物构成的基质：
1.长石、云母、石英：化学稳定性较强
2.角闪石、辉绿石：较差
3.白云石、石灰石等碳酸盐矿物：最差。
在加入营养液后，矿物中的碳酸盐溶解出来，
pH升高，同时溶解出来的CO32-、HCO3-与营养
比重与容重的区别：容重所指的单位体积基质包 括孔隙所占有的体积，而密度的单位体积就是基 质本身的体积，而不包括空气或水分所占有的体 积。
• 密度的测定较为麻烦，在生产中一般不测定基质
的密度。
几种常用固体基质的容重和比重
基质种类
容重(g/cm3)
1.10~1.70 1.30~1.50 0.08~0.13 0.03~0.16 0.04~0.11 0.05~0.20
几种常用固体基质的物理性状
The physic characters of some growth media in common use
基质种类 菜园土 河 煤 蛭 沙 渣 石 容重 (g/cm3) 1.10 1.49 0.70 0.13 0.16
总孔隙度
(%) 66.0 30.5 54.7 95.0 93.2

测定某一种固体基质的容重时可用一个已知体积 的容器(如量筒)装上待测定的基质，再将基质倒 出后称其重量，以基质的重量除以容器的体积即 可得到这种基质的容重。

不同的基质由于其组成不同，因此在容重上有很
大的差异；同一种基质由于受到颗粒粒径大小、
紧实程度等的影响，其容重也有一定的差别。
2、密度 单位体积固体基质的质量。以g/L、 g/cm3或kg/m3来表示。
的固体基质称为惰性基质。例如：河沙、石砾、岩棉。
产生根系生长环境恶劣的2种可能：
1) 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CO2在基质中大量累积 。 2) 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，由于植物根系的选择吸收而产生较强的生 理酸性或生理碱性 。 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吸附起来。
的有害物质或外加物质可能会危害到植物正常生长
时，固体基质可通过自身的一些理化性质将这些危
害减轻甚至化解。
有相当一部分固体基质是不具备缓冲作用的。
无土栽培并不要求固体基质具有缓冲作用。
活性基质：把具有物理化学吸收能力、有缓冲作用 的固体基质称为活性基质。例如：蛭石、泥炭。
惰性基质：没有物理化学吸收能力、没有缓冲作用
些有机酸。直接伤害根系。
3.难以被微生物分解的物质（泥炭及经过堆沤后的蔗渣、锯木 屑、树皮）：木质素、腐殖质。化学稳定性最强，一般不 会对植物有不良影响。
2、基质的酸碱性(pH值)
• 基质适宜的pH值为5.5～7.5。
• 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素的平
基质缓冲性能的大小只能通过在基质中逐 步加入一系列定量的酸或碱后测定其pH的变化
情况，以酸或碱用量与pH作滴定曲线，从而判
断基质的缓冲能力。它无法用理论计算的方法
求得。
5、基质的电导率（EC)：指在未加入营养液前基质
原有的电导率。
它反映了基质中所含有的可溶性盐分浓度的大
小，它直接影响到营养液的组成和浓度，也可能影
第四章 无土栽培的固体基质
有固体基质无土栽培类型具有以下特点：
1. 植物根系生长的环境较为接近天然土壤 2. 生产管理方便
3. 设备简单、一次性投资较少
4. 性能相对较稳定
5. 经济效益较好
广东省2000年无土栽培总面积达3000多亩，其中
水培大约为1000亩左右，其它各种基质栽培大约为2
000多亩左右。
大孔隙(透 气孔隙)(%) 21.0 29.5 21.7 30.0 53.0
小孔隙(持 水孔隙)(%) 45.0 1.0 33.0 65.0 40.0
大小孔隙比 0.47 29.50 0.64 0.46 1.33
珍珠岩
岩
泥
棉
炭
0.Baidu Nhomakorabea1
0.21 0.19 0.15 0.12
96.0
84.4 78.3 82.5 90.8
而如果基质含有较多的有机酸，则对碱的缓冲能力较
强，对酸性没有缓冲能力；如果基质含有较多的钙盐
和镁盐，则对酸的缓冲能力较大，但对碱没有缓冲能
力。 植物性残体基质都有一定的缓冲能力，如泥炭的 缓冲能力要比堆沤的蔗渣大；而矿物性基质有些有很 强的缓冲能力如蛭石，但大多数矿物性基质没有缓冲
能力或缓冲能力很小。
作用。
缺点：对加入的营养物质的组成和比例会产生很大的影响，使得
人们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度和组成进行有效的控制。 所以，在使用前，必须对基质的阳离子代换能力有所了解。
常用固体基质的阳离子代换量 基质种类 阳离子代换量 （mmol/100g） 140-160 70 - 80 100-150 70 - 80 0.1 - 1
具有缓冲作用的固体基质的另一个优点： 当基 质中加入较多的养分，它可以让养分较为平缓地供 给植物生长所需，也就是当加入基质的养分较多时， 也不致于引起“烧苗”现象。 缺点：在定量控制植物营养需求时会造成一定 的困难。
二、固体基质的理化性质
（一）固体基质的物理性质
1.容重:单位体积固体基质的重量(g/L、g/cm3、kg/m3)。 可反映基质的疏松、紧实程度。 容重过大，则基质过于紧实，通气透水性能较差， 不利于作物生长； 容重过小，则基质过于疏松，通气透水性能较好， 有利于作物生长，但不易固定植物，易倒伏，在管理上 困难；但岩棉的物理性能较好，纤维较牢固，不易折断， 而且高大的植株采用引绳的方式使植株向上生长，则容 重可以小一些． 一般，基质的容重在0.1－0.8g/cm3范围内，作物的 生长效果较好。
比重(g/cm3)
2.54 2.62 2.61 2.37 ---1.55
土壤/soil 沙/sand 蛭石/vermiculite 珍珠岩/perlite 岩棉/rockwool 泥炭/peat
蔗渣/sugarcane bagasse
0.12~0.28
----
3.总孔隙度（%）：
指基质中包括通气孔隙和持水孔隙在内的所有孔
液中的Ca、Mg、Fe等离子作用而产生沉淀，影
响营养液的元素平衡。
有机残体构成的基质，如：泥炭、锯木屑、甘蔗渣、炭化稻壳： 化学组分复杂，会对营养液的组成有影响，也会影响到植
物对营养液中某些元素的吸收。
有机残体内存在的物质: 1.易被微生物分解的物质（新鲜甘蔗渣）：单糖、双糖、淀粉、 半纤维素、纤维素。易引起氮素严重的缺乏。 2.对植物生长有害的物质（松树的锯木屑）：酚类、单宁、某
本章主要讲述：

固体基质的作用与选用原则 各种基质的性能

基质的消毒方法等
第一节 固体基质的作用
与选用原则
一、固体基质的作用
1. 固定、支撑植物 2. 持水作用 石砾持水能力是其体积的10%，泥炭可
吸持其体重的10倍以上的水分，珍珠岩的持水力是
其体重的3-4倍。 3. 透气作用 4. 缓冲作用: 指固体基质能给植物根系的生长提供 一个较为稳定环境的能力。也就是当根系生长产生
孔隙度在90%～95%以上。
总孔隙度小的基质较重，水、气的总容量较少。
如沙的总孔隙度约为30%左右。 为了克服某种单一基质总孔隙度过大或过小所产 生的弊病，在实际应用时常将2-3种不同颗粒大小的基 质混合制成复合基质来使用。
4.大小孔隙比
通气孔隙所占比例（％） 大小孔隙比=———————————— 持水孔隙所占比例（%） 通气孔隙是指孔隙直径在0.1mm以上，灌溉后的水分不能被 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 那部分空间。 持水孔隙是指孔隙直径在0.001~0.1mm范围内的孔隙，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 毛管孔隙；存在于这些孔隙中的水分称为毛管水。
测定方法：取一已知体积(V)的容器，装入基质(经测
定其总孔隙度后)，将容器上口用一已知重量的湿润纱
布(W4)包住，把容器倒置，让水流出，放置2小时左
右，直至容器中没有水分渗出为止，称其重量(W5)，
通过下式计算通气孔隙和持水孔隙所占的比例(重量以
g为单位，体积以cm3为单位)。
通气孔隙 (%)=(W3-W4-W5 )/V×100 持水孔隙(%)= (W5－W2－W4) /V×100
大小孔隙比能反映基质的水、气状况： 如果大小孔隙比大，说明基质中空气容积大而持水 容积较小。 如果大小孔隙比小，说明空气容积小而持水容积大。 若大小孔隙比过大，说明通气过盛而持水不足，基 质过于疏松，种植作物时每天的淋水次数要增加，这 给管理上带来不便。 若大小孔隙比过小，则持水过多而通气不足，易造 成基质内潴水，作物根系生长不良，严重时根系腐烂 死亡，而有机基质中的氧化还原电位(Eh)下降，更加剧 了对根系生长的不良影响。 一般来说，固体基质的大小孔隙比在1:1.5～4 的范围内作物均能较好的生长。
隙的总和。
总孔隙度大的基质，其水和空气的容纳空间就大，
反之则小。 容重 总孔隙度（％）＝（1－————）×100 密度
由于基质的密度测定较麻烦，可用下面的方法粗略测定。 测定方法：取一已知体积(V)的容器，称其重量(W1)，在此容器 中加满待测的基质，再称重(W2)，然后将装有基质的容器放在 水中浸泡一昼夜，(加水浸泡时要让水位高于容器顶部，如果基 质较轻，可在容器顶部用一块纱布包扎好，称重时把包扎的纱