第三章 无土栽培基质

容器顶部，如果基质较轻，可在容器顶部用一块纱布包扎
好，称重时把包扎的纱布取掉)，称重(W3)，然后通过下 式来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)。
(容器+基质)重量浸水后
（容器+基质）重量浸水前
总孔隙度(%)= [(W3－W1)－(W2－W1)]/V ×100
容器重量
容器体积
基质适宜的pH值为6.5(微酸性)～7.0（中性）。
基质过酸（糠醛）或过碱（石灰质的砾或 砂）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衡 性、稳定性和对作物的有效性。
如发现其过酸(pH<5.5)（石灰调节）或过 碱(pH>7.5)（硫磺粉调节）时则需采取适 当的措施来调节。
总孔隙度大的基质较轻，基质疏松，较为有利于 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。
为了克服某一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。
0.08~0.13
2.61
蛭石/vermiculite
0.03~0.16
2.37
珍珠岩/perlite
0.04~0.11
----
岩棉/rockwool
0.0sugarcane
0.12~0.28
----
bagasse
3.总孔隙度
总孔隙度是指基质中包括通气孔隙和持水孔隙在内的所 有孔隙的总和。
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。
以下哪种基质的缓冲能力更强？
A B
第三节 固体基质的种类及其主要特性
来源
天然基质：沙子、石砾等
人工合成基质：岩棉、泡沫塑料、多孔陶粒等
固 体 基
第三章 无土栽培基质
主
基质选择
要
基质的理化特性
内
主要基质种类与特点
容
基质的利用
第一节 固体基质的选择
一、 无土栽培基质的作用
1. 固定支持作物 2.持水作用 3.透气作用 4.缓冲作用 5.提供营养的作用
1、固定支持作物
固体基质最主要的一个作用。
使得植物能够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。
生产上EC的测定方法为：1份基质+5（或2）份蒸 馏水（按体积比）等。故必须事先确定，才能正 确解释所得结果。
4.盐基交换量CEC（Cation Exchange Capacity ）
盐基交换量：一般指阳离子代换量，即在一定酸碱条件
下，基质含有的可代换阳离子数量，反映对养分的吸附保 存能力。以100g基质代换吸收阳离子的毫克当量数 （me/100g）表示。现在一般用mmol/100g表示。
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。
容重可反映基质的疏松程度
容重过大，则过于紧实，通气透水性能较 差，易产生渍水；
容重过小，则过于疏松，通气透水性能较 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 ；
次灌溉间歇期间作物不会失水而受害，否则将需要缩 短2次灌溉的间歇时间，但这样可能造成管理上的不 便。
3、透气作用
植物根系的生长过程需要有充足的氧气供应， 充足的氧气供应对于植物的正常生长起着举足轻重 的影响。 基质过于紧实、颗粒过细，可能造成基质透气不良。 基质中水分含量高时，空气含量就低；反之，空气 含量高时，水分含量就低。
• 一般把具有物理化学吸收能力、有缓冲作用 的固体基质称为活性基质。
• 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惰性基质。
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。
生产上pH的测定方法为：1份基质+5份蒸 馏水（按体积比）。
3.电导率EC（Electronic conductivity）
电导率也叫电导度：是指在未加入营养液前， 基质原有的电导率。 用以表示各种离子的总量， 一般用毫西门子/厘米 ( ms/cm)表示。
表示基质内部已电离盐类的溶液浓度，反映 基质中原来带有可溶盐多少，直接影响营养 液平衡。
要求：可溶性盐含量不宜超过1000 mg/kg，最好 <500mg/kg，过高水洗。如受海水影响的砂；煤渣含代换钙
9247.5mg/kg；某些植物性基质如树皮、炭化稻壳等。
基质的电导率和硝态氮之间存在相关性，故可由 电导率值推断基质中氮素含量，判断是否需要施 用氮肥。
如花卉栽培：EC﹤0.37~0.5ms/cm，须施肥；EC： 1.3~2.75ms/cm，不再施肥，且要淋洗盐分。蔬菜： 1.0﹤EC ﹤ 2.6 ms/cm
5.颗粒大小(粒径)
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。
砂粒粒径以0.5~2.0 mm为宜；陶粒粒径在1cm内 为好；而岩棉等基质粒径大小并不重要。
5.颗粒大小(粒径)
同一种固体基质其颗粒越细，则容重越大，总 孔隙度越小，大孔隙容量越小，小孔隙容量越 大，大小孔隙比越小；
2、持水作用
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。
例如： ☆ 石砾只能吸持相当于其体积10%~15%的水分 ☆ 泥炭可吸持相当于其本身重量10倍以上的水分 ☆ 珍珠岩也可以吸持相当于本身重量3~4倍的水分
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。
• 一般要求固体基质所吸持的水分要能够维持在2
阳离子代换量大的基质：
•不利：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。
•有利：可在基质中保存较多的养分，提高利用效率；缓冲 基质的酸碱反应。
5.缓冲能力（Buffering Capacity）
持水孔隙(%)=
×100
V
（容器+基质）重量浸水前
通气孔隙是指孔隙直径在0.1 mm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。
良好的固体基质必须较好地协调空气和水 分两者之间的关系。
4、缓冲作用
缓冲作用是指固体基质能够给植物根系的生长提 供一个较为稳定环境的能力，即当根系生长过程中产 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，固体基质会通过其本身的一些理化性质将这 些危害减轻甚至化解的能力。
• 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。
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植株向上生长，则容 重可小一些 。
低容重基质: 小于0.25 g/cm3 中容重基质: 0.25-0.75 g/cm3 高容重基质: 大于0.75 g/cm3
适宜作物栽培的基质容重:
0.1-0.8 g/cm3
有机废弃物
第二节 基质的理化特性指标
物理性状
化学性状
1.容重 2.比重 3.总孔隙度 4.大小孔隙比 5.粒径
1.化学组成及其稳定性 2.酸碱性 3.电导率 4.盐基交换量 5.缓冲能力
物理性状
1.容重：指单位体积内干燥基质的重量。 以g/L、g/cm3或kg/m3来表示。
2.比重:单位体积固体基质的质量。以g/L、 g/cm3或kg/m3来表示。
4.大小孔隙比(气水比)
大孔隙是指基质中空气所能够占据的空间， 也称通气孔隙；
小孔隙是指基质中水分所能够占据的空间， 也称持水孔隙。
通 气 孔 隙 和 持 水 孔 隙 所 占 基 质 体 积 比 例 (%) 的比值称为大小孔隙比。
大小孔隙比=
通气孔隙所占比例(%) 持水孔隙所占比例(%)
测定方法：取一已知体积(V)的容器，装入基质经测定其
几种常用固体基质的容重和比重
The bulk densities and specific weights of some growth media in common use
基质种类
土壤/soil 沙/sand
容重(g/cm3) 1.10~1.70 1.30~1.50
比重(g/cm3) 2.54 2.62
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)。
(容器+基质)重量浸水后
W3＋W4－W5
通气孔隙(%)=
×100
V
W5－W2－W4
石英、云母、长石（沙子、砾石）--稳定
无机矿物基质 角闪石、辉绿石
--次之
基 质
石灰石、白云石（碳酸盐）
--最差
组
成
易被微生物分解（糖类）：新鲜蔗渣、稻草
植物残体基质
有毒物质（酚类、丹宁、有机酸）：松木屑
难被微生物分解（木质素、腐殖质）：
草炭、 腐熟树皮、木屑等
--最稳定
2、基质的酸碱性(pH值)
毫摩尔数=毫克当量÷离子价数 盆栽时，以100 cm3体积所能吸附的阳离子毫克当量（me）来表示。
一般在10~100 me/100 cm3之间为宜。
•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10-100 cmol/1000g为宜（1-10 cmol/100cm3) 。
比重与容重的区别在于： 容重所指的单位体积基质中包括孔隙所
占有的体积也计算在内； 比重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。
测定某一种固体基质的容重时可用一个已知体积的 容器（如量筒或带刻度的烧杯等）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。
反之，如果颗粒越粗，则容重越小，总孔隙度 越大，大孔隙容量越大，小孔隙容量越小，大 小孔隙比越大。
化学性状
1.化学组成及其稳定性：化学组成是指基质本身所含 有的化学物质种类及其含量；化学稳定性是指基质发
生化学反应的难易程度。 C/N=30：1适于作物。
要求：化学稳定，不含有毒物质，不干扰营养液平衡。
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。
5、提供营养的作用
主要是指一些有机基质。如：泥炭、苇末等。
二、基质选择原则与条件
1.适用性：物理性状良好，化学性质稳定
2.经济性：资源丰富，价格便宜
3.设置形式：
4.设备与技术条件： 草炭、岩棉、
5.环保因素：
基质的缓冲能力：是指基质在加入肥料后， 基质本身所具有的缓冲酸碱性（pH）变化 的能力。
缓冲能力的大小：主要由盐基代换量和 存在于基质中的弱酸及其盐类的多少决定。
一般为：有机基质﹥无机基质﹥惰性基质 ﹥营养液
基质的阳离子代换量大，其缓冲能力就较强，反之， 则缓冲能力就较弱。
如果基质含有较多的腐质，则缓冲能力也较强，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。
以占有基质体积的百分数(%)来表示 总孔隙度大的基质，其水和空气的容纳空间就大，反之
则小
计算公式： 总孔隙度(%)=(1－ 容重／比重 )×100
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
组成
无机基质：化学稳定，蓄肥力差沙子、岩棉、蛭石等 有机基质：不稳定，蓄肥力强树皮、草炭、稻壳等
质
化学合成基质：泡沫塑料等
的
惰性基质：不供应养分、不具有阳离子代换量