第三章 无土栽培的理论基础
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。
无土栽培讲解
• (5)营养液的酸碱度(pH值)
• 微酸性可提高磷素、铁、锰、锌、铜等微量元素 的有效性；
• 营养液pH值过低，可降低钾、钙、镁的有效性。 • 营养液pH值过高，降低铁的有效性 • 硼、硫等适应范围较广。
• (6)离子间的相互影响 • (7)植物体内糖分含量
花卉无土栽培
• （二）矿质营养及其生理功能
花卉无土栽培
• 2、基质的性质 • （1）物理性质 • 1)容重 是指单位体积基质的重量，用克／
升或克／厘米3表示。 • 2)总孔隙度 是指基质中所有孔隙的总和，包括
基质颗粒内部的空隙和颗粒之间形成的空隙。以 相当于基质体积的百分数(％)表示。
• 总孔隙度(％)=(1一容重／比重)×100
花卉无土栽培
• 3)大小孔隙比 • 通气孔隙一般指孔径在0．1毫米以上 • 持水孔隙是指孔隙直径在0．01～0．1毫米
范围内的孔隙 • 4)颗粒大小 基质颗粒的大小直接影响着容
重、总孔隙度和大小孔隙比。颗粒大小用 颗粒径(毫米)表示
花卉无土栽培
• （2）化学性质 • 1)基质的化学稳定性 • 2)酸碱性(pH) • 3)电导率 • 4)阳离子代换量 • 5)基质的缓冲能力
微生物的分解产物等。
花卉无土栽培
五、基质的选择与处理
• （一）常用基质
• 1、沙 • 2、岩棉
花卉无土栽培
• 3、蛭石 粒径应在3．0毫米以上 • 4、珍珠岩 • 5、陶粒 • 6、树皮 • 7、锯木屑 C／N比 • 8、泥炭 • 9、甘蔗渣
花卉无土栽培
• （二）基质的消毒 • (1)蒸汽消毒 • (2)化学药剂消毒 常用的药剂有以下几种： • ①40％甲醛 • ②氯化苦 • ③溴甲烷 • ④威百菌 • ⑤漂白剂 • (3)太阳能
第三章无土栽培原理
2.化学药剂消毒 • 成本低廉，效果好
• 但是应避免药物残毒，安全性差，易造成 环境污染 • 是目前无土栽培中一种常用的消毒方法
(1) 40%甲醛(福尔马林)
•
•
杀菌效果好、杀虫效果差
40%甲醛稀释40～50倍，喷洒在基质上混 匀，每米3基质喷洒药液20～40L，然后 覆盖塑料薄膜密闭24小时以上。使用前 基质风干两周左右
8. 不带病、虫、草害
9. 不因变温、药剂而发生变质，便于消毒
10. 有一定肥力和对养分和pH的缓冲能力，不干扰 营养液的营养构成和pH
11.pH值易调节 12.不污染环境
（二）基质的物理特性
1.容重 • 基质干重/基质体积（g/cm3） • 以0.1～0.8g/cm3为好。 • 对于容重小而吸水多的基质，湿容重更重要
（三）混合基质(复合基质)
• 基质混合的原则是基质的理化形状可相互 补充，混合后复合基质的理化性状更好； 配比合理
• 以2～3种基质混合为宜 • 1：1的草炭：蛭石、1：1的草炭：锯末、1： 1：1的草炭：蛭石：锯末、1：1：1的草炭： 蛭石：珍珠岩
（四）基质的消毒
1.蒸汽消毒
• 在有蒸汽的地区使用经济实用、效果好， 安全，无污染 • 但是较其他方法比成本高
29.5 64.3
108
30.8 35.8
14.35
1:1.04 1:0.55
55
大 大
0.75-8
3-4
草炭
棉籽饼菇渣 木屑 炭化稻壳
0.2-0.6
0.24 0.19 0.15
1.55
77-84
74.9 78.3 82.5
5-30
73.3 34.5 57.5
无土栽培学
本科教学讲稿无土栽培学第一章绪论一、无土栽培的概念1、无土栽培（soilless culture, hydroponics, solution culture）是指不用天然土壤，而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法。
由于一些学者认为无土栽培主要指营养液栽培，所以无土栽培有时又称为营养液栽培、水培、水耕溶液栽培、养液栽培等。
2、无土栽培学是研究无土栽培技术原理、栽培方式和管理技术的一门综合性应用科学。
他是现代农业新技术与生物科学、作物栽培学、相结合的一门边缘学科，他是以植物学、植物生理学、农业化学、作物栽培学为基础，与材料学、计算机应用技术、环境控制等知识相关，与生产实践紧密结合。
二、无土栽培的特点1.早熟、高产、优质无土栽培能为蔬菜作物提供充足、适宜、全面的营养，因此作物生育快、高产。
产量可高于土壤栽培的几倍甚至几十倍。
产品的营养含量高、口感好、纤维少、外形整齐一致、色泽均匀。
2、避免了土壤及水质污染的影响无土栽培由于脱离了土壤及选择性用水，因此没有污染。
可利用无土栽培生产无公害产品，但是应考虑营养液的硝酸盐污染。
3.省水、省肥、提高肥料利用率无土栽培避免和减少了水分、养分的流失、及土壤微生物的吸收和固定，提高了水分、养分的利用率。
一般比土壤栽培节水75～90%，肥料利用率高达90%以上。
4、省工、省力，改善了劳动条件，提高劳动生产率，便于实现农业现代化无土栽培不需要整地、中耕、除草，不需要特殊的灌溉设备，而且实现了或部分实现了机械化和自动化操作，极大地降低了劳动强度，节省了劳动力，提高了劳动生产率，便于实现农业现代化。
5、避免了土壤连作障碍，减少病虫害无土栽培脱离了土壤，在便封闭状态下进行，在一定程度上避免了外界环境和土壤病原菌及害虫的侵染，因此由土壤传播的病虫害较轻。
同时避免了因土壤而产生的产品污染问题，不受土壤连作障碍的影响。
6、不受土质好坏的影响，可极大的扩展农业生产的空间无土栽培摆脱了土壤的约束，可极大的扩展农业生产的利用空间。
无土栽培技术无土栽培的含义与类型无土栽培的含义无土栽培
无土栽培技术无土栽培的含义与类型一、无土栽培的含义无土栽培(Soilless Culture)是指不用土壤而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法。
它是继20世纪60年代世界农业上的“绿色革命”之后兴起的一场新的“栽培革命”，改变了自古以来农业生产依赖于土壤的种植习惯，把农业生产推向工业化生产和商业化生产的新阶段，成为未来农业的雏形。
其核心是不使用天然土壤，植物生产在装有营养液的栽培装置中或者生长在含有有机肥或充满营养液的固体基质中，这种人工创造的植物根系环境，不仅能满足植物对矿质营养、水分和空气条件的需要，而且能人为地控制和调整，来满足甚至促进植物的生长发育，并发挥它的最大生产能力，从而获得最大的经济效益或观赏价值。
国外有些学者认为无土栽培主要指营养液栽培，所以无土栽培有时又称营养液栽培、水培、水耕、溶液栽培、养液栽培等。
目前我国广泛推广应用的有机基质培无土栽培技术，特别是有机生态型无土栽培技术，大大降低了一次性投资和生产成本，简化了操作技术，无土栽培内涵也发生了变化。
无土栽培的理论基础是1840年德国化学家李比希提出的矿质营养学说（即植物以矿物质作为营养）。
通过对无土栽培技术原理、栽培方式和管理技术的不断研究与实践，无土栽培逐渐从园艺栽培学中分离出来并独立成为一门综合性应用科学，成为现代农业新技术与生物科学、作物栽培相结合的边缘科学。
只有学习掌握好植物及植物生理学、农业化学、作物栽培学、材料学、计算机应用技术、环境控制等相关知识，并结合生产实践、观察和操作，才能理解和掌握无土栽培原理与技术。
二、无土栽培的类型虽然无土栽培类型很多，却没有统一的分类法。
按是否使用基质，以及基质特点，可分为基质栽培和无基质栽培；按其消耗能源多少和对环境生态条件的影响，可分为有机生态型和无机耗能型无土栽培。
粒状基质：砂培、陶粒培、珍珠岩培等无机基质培泡沫基质：聚乙烯等泡沫塑料培纤维基质：岩棉、矿棉等栽培基质栽培其他：蛭石等栽培按是否使用基质草炭、树皮栽培及基质特点分有机基质培锯末、稻壳栽培无水培土无基质栽培栽雾培培按耗能多少及无机耗能型无土栽培对环境影响分有机生态型无土栽培图1-1 无土栽培的分类（一）无基质栽培无基质栽培是指植物根系生长在营养液或含有营养液的潮湿空气中，但育苗时可能采用基质育苗方式，用基质固定根系。
无土栽培的原理与技术应用
无土栽培的原理与技术应用无土栽培是一种不使用天然土壤，而采用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。
这一技术在现代农业中扮演着极为重要的角色，它的出现和发展为解决人口增长、土地资源稀缺以及传统农业面临的诸多问题提供了新的途径。
一、无土栽培的原理（一）植物营养需求原理植物生长需要多种营养元素，包括大量元素如氮、磷、钾，中量元素钙、镁、硫，以及微量元素铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯等。
在无土栽培中，这些营养元素被精确地配制成营养液，以满足植物不同生长阶段的需求。
例如，在植物的幼苗期，可能需要相对较低浓度的营养液，随着植物的生长发育，对营养液浓度和各元素比例的要求会发生变化。
植物通过根系吸收这些营养元素。
在土壤栽培中，这些元素需要经过土壤颗粒的吸附、解吸等复杂过程才能被植物根系接触和吸收。
而在无土栽培中，营养元素直接溶解在营养液中，以离子形式存在，更容易被植物根系吸收。
这就好比在传统的饮食方式中，食物需要经过复杂的烹饪和消化过程才能被人体吸收营养，而无土栽培下植物吸收营养就像直接服用营养补充剂一样便捷高效。
（二）根系生长环境原理无土栽培为植物根系提供了一个不同于土壤的特殊生长环境。
首先是基质的选择，基质可以是岩棉、珍珠岩、蛭石等无机基质，也可以是泥炭、椰糠等有机基质，或者是两者的混合基质。
这些基质具有良好的透气性、保水性等物理特性，为根系生长提供了物理支撑。
营养液的酸碱度（pH值）和溶氧量对根系生长也至关重要。
不同的植物对营养液pH值有不同的适应范围，例如大多数蔬菜适宜的pH值在5.5-6.5之间。
如果pH值过高或过低，会影响营养元素的有效性，从而影响植物对营养的吸收。
溶氧量方面，根系需要足够的氧气进行呼吸作用，如果营养液中的溶氧量不足，根系会缺氧，导致生长不良甚至死亡。
这就像人类需要在适宜的空气环境中呼吸一样，植物的根系也需要在合适的营养液环境中“呼吸”。
二、无土栽培的技术应用（一）水培技术水培是无土栽培中常见的一种方式。
第三章 花卉无土栽培技术
南昌大学生命科学学院
7.1 概述
7.1.1 无土栽培发展历史 无土栽培即营养液栽培的理论是以李比西(Liebig)的矿质营养学说为 基础的。早在1840年，德国化学家李比西提出的“矿质营养学说”认为： 作物是通过溶解于水中的无机物来进行生长发育的。嗣后，许多学者进一 步证实了这一学说。1860年-1865年，德国的萨奇斯（Sachs）和克诺普 (Knop)首先利用无机肥料配制营养液，培育作物获得成功，为植物无土栽 培的理论和栽培技术奠定了基础，从而使这一技术的建立和应用，展开了 新的一页。1887年有关学者提出盐溶液电离学说。1929年美国科学家格里 克（W.F.Gericke）应用营养液成功地栽培了番茄。1935年霍格兰德 （Hoaghand）等人分析研究了不同土壤溶液的组成及浓度，进一步阐明了 添加微量元素的重要作用，并研究提出了标准营养液配方。1938年以后， 无土栽培技术进入实用阶段，美国、日本、欧洲一些国家相继发展此项技 术。随着经济的发展，人们生活水平的提高，特别是环境污染引起人们对 高质量花卉和洁净蔬菜的需求，极大地促进无土栽培的发展，技术比较先 进的国家有荷兰、日本、美国、英国等。
7.3 栽培基质
花卉无土栽培基质：是指用以代替土壤栽培花卉的物质。土壤是植物 赖以生存的基础。这是自然界赐于人类的最宝贵财富之一。但它存在 一些局限性，如粘重，带菌，不卫生，污染居室环境，甚至存在严重 的化学问题，如酸碱等，而有些地方很难找到用以栽种植物的土壤。 用以代替土壤的物质即非土壤基质，应该具有以下3个作用：①锚定 植株；②有一定保水，保肥能力，透气性好；③有一定的化学缓冲能 力，如稳定氢离子浓度，处理根系分泌物，保持良好的水、气、养分 的比例等。通常所讲的无土栽培基质，都要求具有上述第一、第二个 作用，第三个作用可以用营养液来解决。无土基质可以是有机的也可 以是无机的但总的要求必须对周围环境没有污染，安全卫生。 必须 选择重量轻、结构好、搬运方便，外形与花卉造型、摆设环境相协调 的材料，以克服土壤粘重、搬运困难的不足。基质要有适当的结构才 能支撑适当大小的植物躯体和保持适当的水、气、养分的比例，使根 系处于最佳环境状态，最终使植物枝叶繁茂，花姿优美。
无土栽培教程教学设计
无土栽培教程教学设计引言无土栽培是一种先进的植物种植方式，它与传统种植方式相比，无需耕地、无需传统土壤、不受季节气候限制，并且能够有效减少水资源消耗和土地占用。
这些优点使得无土栽培成为未来农业的一个重要方向。
有效的教学设计是实现教学目标并有效传授相关科学知识的关键。
本文将探讨无土栽培教程的教学设计。
教学目标无土栽培教程的教学目标应该是帮助学生了解无土栽培的基本原理和技术，掌握无土栽培的基本操作方法，掌握无土栽培的关键技术和自主创新能力。
学生还应该明白无土栽培的重要性和未来发展方向。
教学目标的具体实现可以参考以下的教学设计。
教学设计课程结构一、无土栽培的概述开篇先给学生一个整体介绍，引导学生认识无土栽培的概念、原理和分类。
1.介绍无土栽培的概念和基本原理；2.介绍无土栽培的分类和主要种类；3.分享无土栽培的现状和发展潜力。
二、无土栽培技术的学习与掌握1.介绍无土栽培的基本操作方法和技术；2.分享无土栽培的注意事项和常见问题；3.课堂示范和实践，帮助学生掌握相关操作技能；4.答疑解惑，让学生清楚无土栽培的技术边界。
三、无土栽培实践的探究和分析1.带领学生实施无土栽培的实践项目；2.分析实践结果，结合学习内容和信息，分析无土栽培的技术、市场和未来发展方向；3.辅导和指导学生探索无土栽培的新型产业和商业模式。
课程内容一、理论基础1.什么是无土栽培？无土栽培即指用非土壤介质来提供植物生长必需的养分和水分的一种种植技术。
2.无土栽培的优点和缺点（1）无需传统土壤，节约耕地资源。
（2）养分、水分、温度等生长因素可人为调控，生长周期缩短，产量更高。
（3）使用化肥较多，有污染土地的风险。
（4）高昂的技术门槛和设备成本。
3.无土栽培的分类和常见种植方式（1）基质培养法（2）水培法（3）气雾培养法二、技术操作1.确定种植植物和技术流程2.介绍无土栽培常用设施和设备：营养液槽、水循环装置、灌溉系统、灯光系统等。
3.环境管理技术：灌溉、通风、控制室内温度、湿度、等相关技术。
无土栽培技术无土栽培的含义与类型无土栽培的含义无土栽培
无土栽培技术无土栽培的含义与类型一、无土栽培的含义无土栽培(Soilless Culture)是指不用土壤而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法。
它是继20世纪60年代世界农业上的“绿色革命”之后兴起的一场新的“栽培革命”，改变了自古以来农业生产依赖于土壤的种植习惯，把农业生产推向工业化生产和商业化生产的新阶段，成为未来农业的雏形。
其核心是不使用天然土壤，植物生产在装有营养液的栽培装置中或者生长在含有有机肥或充满营养液的固体基质中，这种人工创造的植物根系环境，不仅能满足植物对矿质营养、水分和空气条件的需要，而且能人为地控制和调整，来满足甚至促进植物的生长发育，并发挥它的最大生产能力，从而获得最大的经济效益或观赏价值。
国外有些学者认为无土栽培主要指营养液栽培，所以无土栽培有时又称营养液栽培、水培、水耕、溶液栽培、养液栽培等。
目前我国广泛推广应用的有机基质培无土栽培技术，特别是有机生态型无土栽培技术，大大降低了一次性投资和生产成本，简化了操作技术，无土栽培内涵也发生了变化。
无土栽培的理论基础是1840年德国化学家李比希提出的矿质营养学说（即植物以矿物质作为营养）。
通过对无土栽培技术原理、栽培方式和管理技术的不断研究与实践，无土栽培逐渐从园艺栽培学中分离出来并独立成为一门综合性应用科学，成为现代农业新技术与生物科学、作物栽培相结合的边缘科学。
只有学习掌握好植物及植物生理学、农业化学、作物栽培学、材料学、计算机应用技术、环境控制等相关知识，并结合生产实践、观察和操作，才能理解和掌握无土栽培原理与技术。
二、无土栽培的类型虽然无土栽培类型很多，却没有统一的分类法。
按是否使用基质，以及基质特点，可分为基质栽培和无基质栽培；按其消耗能源多少和对环境生态条件的影响，可分为有机生态型和无机耗能型无土栽培。
粒状基质：砂培、陶粒培、珍珠岩培等无机基质培泡沫基质：聚乙烯等泡沫塑料培纤维基质：岩棉、矿棉等栽培基质栽培其他：蛭石等栽培按是否使用基质草炭、树皮栽培及基质特点分有机基质培锯末、稻壳栽培无水培土无基质栽培栽雾培培按耗能多少及无机耗能型无土栽培对环境影响分有机生态型无土栽培图1-1 无土栽培的分类（一）无基质栽培无基质栽培是指植物根系生长在营养液或含有营养液的潮湿空气中，但育苗时可能采用基质育苗方式，用基质固定根系。
无土栽培的原理与操作方法
无土栽培的原理与操作方法无土栽培是一种以不使用传统土壤为基质的种植方法，它通过改变传统农业的思路和种植方式，以水培、气凝胶、纤维毡等无土介质，配合适当的养分溶液和环境控制，使植物在无土环境下正常生长与发育。
下面就来具体了解一下无土栽培的原理与操作方法。
无土栽培的原理主要与水分、养分和氧气的供应有关。
传统的土壤中含有丰富的养分，但是经常被细菌、真菌等微生物分解，难以供给植物所需的营养。
而无土栽培采用养分溶液，将各种必要的元素溶解在水中，直接供给植物，有效提高了养分利用率。
此外，由于无土栽培介质的水分含量较高，可直接通过覆水和滴灌等方式为植物提供充足的水分。
同时，由于介质的通气性较好，植物根系可以更好地吸收氧气，促进植物的正常生长。
无土栽培的操作方法如下：1. 选择无土介质：常见的无土介质包括气凝胶、纤维毡、腐植酸肥料等。
这些介质具有良好的通气性和保水性，可以满足植物根系的需求。
2. 准备养分溶液：根据植物的生长需求，配制适量的养分溶液。
通常情况下，可以选择常用的一些无土栽培肥料，如氮、磷、钾等营养元素，按照一定比例混合溶解在水中。
养分溶液的pH值应在适宜范围内，一般在5.8-6.5之间。
3. 种植植物：将植物的种子或幼苗放置在无土介质上，确保根部与介质紧密接触。
种植容器可以选择塑料容器、泡沫箱等，容器的底部应设置合适的排水孔，避免积水导致根部腐烂。
4. 植物养护：定期为植物提供养分溶液和水分。
养分溶液可以通过滴灌或覆水的方式进行，使其均匀分布在植物的根部周围。
同时，要注意控制养分的浓度，避免过量施用导致植物的营养平衡被破坏。
水分的供应可以根据植物的需水量以及介质的保水性来决定，避免水分过多或过少。
5. 环境控制：无土栽培的成功与否也与环境因素有关。
温度、湿度、光照等环境参数需要控制在适宜范围内。
根据植物的生长需求，提供适当的光照，一般来说，光照的强度应当为植物所需光照的70%左右。
同时，要确保空气流通，防止植物受到病虫害的侵害。
无土栽培的理论依据及基本原理是什么
随着人们对环保意识的提高，无土栽培将更加注重生态农业和可持续农业的发展，减少对 环境的污染和破坏。
无土栽培的未来研究方向
01
营养液的优化
如何优化营养液的配比，使其更适应不同农作物的生长需求，是需要
进一步研究和探讨的问题。
02
智能化控制
如何实现智能化控制，使无土栽培更加精准、高效、智能化，是未来
城市和楼宇农业
在城市和楼宇农业中，无土栽培具 有占地面积小、空间利用率高等优 点，有利于缓解城市用地紧张。
无土栽培的发展趋势
技术创新
随着科技的不断进步，无土栽培技术将不断创新和发展，提高农作物的生长和生产效率。
智能化和自动化
智能化和自动化是未来农业发展的重要方向，无土栽培也不例外。未来的无土栽培将更加 依赖于人工智能、物联网、大数据等技术。
无土栽培通常使用营养液或固体基质来替代土壤，以满足植 物对水、养分、气体等环境条件的需求。
无土栽培的分类
根据采用的介质类型，无土栽培可分为水培、气培和 固体基质培。
气培是指将植物根系置于空气中，通过气态或液态二 氧化碳来供应碳源的一种无土栽培方法。
水培是指将植物根系直接置于营养液中的一种无土栽 培方法。
植物生长的营养元素
氮（N）
促进植物蛋白质合成，细胞分裂和生长。
镁（Mg）
参与植物叶绿素合成，促进光合作用。
磷（P）
参与植物能量代谢、遗传物质和细胞结构 。
钙（Ca）
稳定植物细胞壁和细胞膜，调节渗透压和 酸碱平衡。
钾（K）
调节植物水分平衡，维持细胞代谢活动。
植物生长的必需元素
碳（C）
构成植物细胞结构，参与能量代谢。
04
无土栽培学第三章基质栽培
计算公式为： 总孔隙度=（1-容重/比重）×100%。
第4页/共224页
例如：某基质的容重为0.1， 比重为1.55克／厘米3， 则总孔隙度为： （1-0.1/1.55）×100% = 93.55%
第5页/共224页
总孔隙度大， 表明容纳空气和水的量大， 基质较轻， 有利于根系生长发育；
第19页/共224页
简便测定方法： 取1份基质， 加入其5倍体积的蒸馏水， 充分搅拌后，测定pH值。
第20页/共224页
3.电导度
指基质内已经电离盐类的溶液浓度。 反映基质中原有可溶性盐类的量。 单位：s／cm。测定方法同酸碱度。
第21页/共224页
4.阳离子交换量
在一定酸碱条件下， 基质含有可代换性阳离子的数量。
第49页/共224页
④ 珍珠岩中的养分
多为植物不能吸收利用的形态。
珍珠岩的成分为： 二氧化硅（SiO2） 74% 氧化铝（A12O3） 11.3%
第50页/共224页
氧 化 铁 （ Fe2O3 ）
2% 氧化钙（CaO）
氧化锰（MnO） 氧化钠（Na2O） 氧化钾（K2O）
3% 2% 5% 2.3%
第22页/共224页
阳离子交换量
反映基质对养分的吸附保存能力。 阳离子交换量大，可减少养分流失， 提高营养液的缓冲能力。
第23页/共224页
5. 缓冲能力
指基质加入酸碱物质后， 基质本身所具有的缓冲酸碱变化的能力。
第24页/共224页
一般阳离子交换量越大， 基质的缓冲能力也越大。 基质缓冲能力大小： 有机基质＞无机基质
第16页/共224页
基质的化学稳定性 因其化学组成不同而有较大差异 无机矿物构成的基质（如沙）， 化学稳定性最强；
高中化学 5.3 无土栽培技术课件 苏教选修2
(2)0.1 mol KCl、0.3 mol K2SO4 和一定物质的量的 ZnCl2。
若使两份营养液中各离子的物质的量均相等,则第(2)份营养液中 ZnCl2 的
物质的量为
。
解析:(1)由电荷守恒可得:0.5 mol×1,n(SO42-)=0.5 mol。 (2)由锌守恒得:n(ZnCl2)=0.1 mol。 答案:0.5 mol 0.1 mol
2.注意事项。 配制浓溶液时,为了防止母液产生沉淀,在长时间贮存时,一般可加硝酸或硫 酸将其酸化至 pH 为 3~4,同时应将配制好的浓缩母液置于阴凉避光处保 存,C 母液最好用深色容器贮存。 如果是直接配制营养液,在贮液池中加入钙盐及不与钙盐产生沉淀的盐类 之后,不要立即加入磷酸盐及不与磷酸盐产生沉淀的其他化合物,可在搅拌 大约 30 min 或更长时间之后再加入。加入微量元素化合物时也要注意,不 应在加入大量营养元素之后立即加入。
无土栽培技术的优点有哪些? 无土栽培的优点有:①产量高,质量好;②不受地方的限制;③可以减少病虫 害;④节省肥料和水;⑤清洁卫生,无不良气味;⑥节约土地面积。
探究点 无土栽培
一、营养液母液的配制
一般将浓缩储备液称为母液。 1.母液的配制。 为了防止在配制母液时产生沉淀,不能将配方中的所有化合物放置在一起 溶解,因为有的离子会相互反应而形成沉淀。所以应将配方中的各种化合物 进行分类,把相互之间不会产生沉淀的化合物放在一起溶解。因此,配方中 的各种化合物一般分为三类,配制成的浓缩液分别称为 A 母液、B 母液、C 母液。 A 母液以钙盐为中心,凡不与钙作用而产生沉淀的化合物均可放置在一起 溶解,一般包括 Ca(NO3)2、KNO3,可配制成 100~200 倍液; B 母液以磷酸盐为中心,凡不与磷酸根产生沉淀的化合物都可溶在一起,一 般包括 NH4H2PO4、MgSO4,可配制成 100~200 倍液; C 母液是由铁和微量元素合在一起配制而成的,由于微量元素的用量少,因 此其浓缩倍数可以较高,可配制成 1 000~3 000 倍液。
无土栽培原理与技术
• 3、管理不当易造成某些病害的大范围传播 • 无土栽培生产是在棚室内进行的，其环境
条件不仅有利于作物生长，而且在一定程 度上也利于某些病原菌的生长，如果管理 不当，致使无土栽培的设施、种子、基质、 生产工具等的清洗和消毒不够彻底，工作 人员操作不注意等原因，易造成病害的大 量繁殖，严重时甚至造成大量作物死亡， 最终导致种植失败。
•
厂”，面积为1公顷，总投资超过1000万元人民 币，平均每亩投资近70万元。 华南农业大学无土栽培技术研究室研制的深液流 水培装置、简易槽式基质培(或袋培)营养液滴灌 设施以及浙江农科院研制的浮板毛管水培技术等。 每亩大棚的投资均在10万元以下，有些甚至低至 2~3万元左右。
• （2）技术上要求较高 • 无土栽培生产过程的营养液配制、供应以
维生素C含量(mg/kg) 栽培方式 番茄 124.2 154.9 芥菜 19.8 24.2 直立生菜 46 96
粗纤维含量(%) 芥菜 4.6 2.8 直立生菜 4.5 4.7
土壤栽培 无土栽培
• 3、省水、省肥、省工 • 营养物质大约有90%~95%以上是作物可以吸
• •
收利用的。 无土栽培由于不存在着象土壤栽培那样的水分渗 漏损失，因此，其水分的利用效率也很高。无土 栽培作物的耗水量大约只有土壤栽培的 1/5~1/10。 无土栽培摆脱了土壤栽培中繁重的翻土、整畦、 除草等劳动过程，而且在整个无土栽培生产中逐 步实现了机械化或自动化操作，大大降低了劳动 强度，节省了劳动力，提高了劳动生产率
• 4、病虫害少，无连作障碍，
生产过程可实现无公害化 • 无土栽培病虫害少，可少施或不施农药， 减少污染。 • 无土栽培还可以从根本上解决土壤的连作 障碍的问题。
无土栽培原理
无土栽培原理
无土栽培是一种新型的植物种植方法，它采用物理、化学和生物
技术，利用特殊的无土介质和无土营养液来供应植物所需的养分和水分，使植物在不需要土壤的情况下生长和发育。
无土栽培省去了种植土、耕耘和除草等繁琐工作，而且可以控制养分、水分和氧气的供应，提高植物产量和品质。
无土栽培的原理是：通过将无土介质加上适量
的营养液，让植物的根部直接吸收养分，同时保持介质中的水分和氧
气含量，使根部能够正常呼吸和吸收养分，从而促进植物生长和发育。
无土栽培可以应用于各种植物的种植，如蔬菜、水果、花卉等。
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一、植物吸水的过程/The procedure of water absorption
水分从介质
environment:
植物
环境的过程：
The procedures of water from media to plant and to 1)由介质迁移到根系皮层组织，再运送到木质部导管； 2)由根系木质部导管向地上部运输并分配到各器官中； 3)由地上部器官(主要是叶片)以气态水的形式(水蒸汽)释放到空气中。
表示水势的单位为大气压(atm)或巴(Pa)。1巴=0.987
大气压。
二、蒸腾作用及其生理意义
Transpiration and its physiological significances
(一) 蒸腾作用与蒸腾系数/Transpiration and transpiration coefficient
根系吸收的水量如果比蒸腾作用所消耗
的水量来得少，则会出现茎叶萎蔫，如 果萎蔫状态维持的时间不长，根系吸水 速率可以赶得上蒸腾速率，则植株的细 胞间的膨压可以得到恢复，萎蔫状态可 以消除，这种萎蔫称为暂时萎蔫 (temporary wilting)。
如果萎蔫状态维持的时间较长，即使介质中
有充足的水分供应，而植物仍不能从萎蔫状 态恢复的，这种萎蔫称为永久萎蔫 (permanent wilting)。 永久萎蔫会对植物正常生长产生很大的伤害， 甚至导致植株死亡
第三章
无土栽培的理论基础
Chapter 3 The Basic Principles of Soilless Culture
无土栽培作物之所以能够取得高产优质， 是因为它提供给作物生长的水分、养分、 光照、温度、湿度等环境条件比作物千 百年来生长的土壤环境要来得优越。了 解作物在无土栽培条件下养分、水分和 温度等对作物生长的影响是成功进行无 土栽培的基础。
首先是提供了一个水分从地下部到地上部上
升的垂直拉力，保证了水分在植株中的运输， 为各种生理代谢的正常进行提供了充足的水 分。 其次，通过茎叶的蒸腾作用而使得植物在夏 季高温时植株体内及叶表面保持一定的温度， 避免或减少高温的危害。 第三，有利于植物根系对养分的吸收。 第四，利于植物生物合成的物质在体内的进 一步分配。
蒸腾作用是指水分由植物体的地上部
以水蒸汽的形式扩散的过程称为。 Transpiration is the procedure that the water diffuses as water vapor from shoot into air.
蒸腾作用对植株体内水分自根系向地上部所
产生的拉力称为蒸腾拉力。蒸腾拉力是植物 吸收与传导的主要动力。 植株蒸腾作用的部位主要是叶片，可通过气 孔蒸腾和角质层蒸腾这两个途径来进行。 植物的蒸腾作用主要是通过气孔来完成的， 气孔的蒸腾量占总蒸腾量的80%~90%以上。
根系是植物吸收养分和水分主要的器官，它的 生长状况与植物地上部的生长息息相关。
无土栽培的显著优越性之一就表现在植物的根 际环境要比土壤的易于控制。
一、根系的形态和结构 I. The conformation and structure of roots （一）根系的形态
一株植株所有的根的总体称为根系。植物 从种子萌发开始，胚根从种皮中伸出并向下 生长，这种从胚中长出的根称为主根，随着 生长过程的进行，又会在主根上长出侧根， 而当侧根长到一定的时候又会长出次一级的 侧根，这样不断生长就形成了一个植物的根 系。
反过来，日趋完善的植物营养学说又进 一步推动了无土栽培技术的发展，使得最初 用于验证矿质营养学说正确性的无土栽培技 术从实验室走向大规模商业化应用，并发展 成为一种高产优质高效作物生产的先进农业 生产技术。 可见，植物的矿质营养学说是无土栽培的 理论基础。 Nhomakorabea 第二节
植物的根系及其功能
Section II Plant Roots and their Functions
4、根系的代谢功能/ metabolism function 5、根系的贮藏功能/ storage function 6、根系与其它微生物共生的功能
/intergrowth function with other
microorganisms
7、根系的繁殖功能/propagation
function
几种作物的蒸腾系数[耗水量(g)/干物重(g)]
作物 (C3植物)
水 稻 rice 小 麦 wheat 棉 花 cotton 向日葵 sunflower 苜 蓿 clever
蒸腾 系数
680 540 570 600 840
作物 (C3植物)
西 瓜
Water melon
蒸腾 系数
580 834 700 788 640
四、表观吸收成分组成浓度
山崎肯哉认为，正常生长的植株对水分和养分的 吸收是同步的，并以此提出了表观吸收成分组成 浓度这一概念 表观吸收成分组成浓度(n/w)是植物对各种养分 的吸收量(n, mmol)和吸收消耗的水量(w, L)的比 值，单位为mmol/L。它既可以是指植株对所有 养分的吸收量和消耗的水量之比，也可以是指植 株对某一种养分离子的吸收量和消耗的水量之比。
番茄在不同供水条件下茎和叶片的氮、磷含量
The contents of N and P in tomato leaves under different water supplies(Gates,1957) 氮 正常供水 百分 含量 (%,干 基) 4.2 缺 水 百分 含量 (%,干 基) 3.8 正常供水 百分 含量 (%,干 基) 0.59 磷 缺 水 百分含 量(%, 干基) 0.45
根系的吸水机理：渗透作用和毛细管作用 The mechanism of water absorption: osmosis and capillarity
渗透作用是指水分从水势高的系统通过半透膜向水势 低的系统迁移的现象。
水势是指在一定的温度和压力条件下，1摩尔容积的水 溶液与1摩尔容积的纯水之间的自由能的差值。纯水的 自由能最大，水势也最高。
c.大麦(Hordeum vulgare)种子根的横断面
The cross section of seed root of Hordeum vulgare
二、根系的功能/Functions
1、根系的支撑功能/Supporting 2、根系的吸收功能/Absorption 根系吸收的物质包括水分、无机盐类的分子或 离子、简单的小分子有机化合物以及气体等 3、根系的输导功能/Transportation 是指根系将其吸收的水分、无机盐类和其它物 质以及根系代谢形成的物质输送到地上部供其生 长所需，同时也可将地上部生产的有机物质运送 到根部。 (双向运输)
5 parts will be divided from root tip to base, calyptra (root cap), mitogenetic zone, elongation zone and maturation zone (root-hair zone).
a.大麦根尖纵切面 The longitudinal secton of barley’s root
•Van Helmont的柳条试验：得出水是植物营养的结论
•Glauber认为植物的营养要素是硝石(KNO3)而不是水
•约在1755年Francis Home指出植物的营养要素不是一 种，而是多种，可能包括空气、水、土、盐、油和火 等。
•Thaer1809年提出腐植质营养学说
1840年德国李比希(Liebig)创立了植物的矿质营养学说 Liebig, a scientist from Germany, established the theory of mineral nutrition in 1840. 1858年Knop和Sachs用盐类制成的人工营养介质栽培植物 成功，有力地证明了矿质营养学说的正确性。
蒸腾系数(transpiration coefficient)是指在一 定的生长时期内的蒸腾失水量与其干物质累积 量的比值。通常用每生产单位重量(g)干物质所 蒸腾散失的水量(g)来表示。
因此，蒸腾系数也可以理解为水分的利用效率， 即蒸腾系数越大，植物的水分利用效率越低， 也即生产同等重量的干物质，蒸腾系数大的植 物耗水量较多，而蒸腾系数小的耗水量就少。
人们对植物营养的本质有了较为清晰的认识。
植物矿质营养学说的创立具有划时代的意义。
无土栽培技术在一百多年前是作为验证植 物营养学说而被使用的，它充分证明了李比 希矿质营养学说的正确性，充实和丰富了矿 质营养学说的内容。可以说，没有无土栽培 技术的应用，就难以证明矿质营养学说的正 确性，其内涵也不可能得以充实和完善。
三、根系对淹水的适应性
The adaptability of roots to water flooding (inundation)
可按植物生长的生态环境及根系对淹水适应性的不同分为：
水生植物：如海带，水葫芦，浮萍 沼泽性植物或半沼泽性植物，如水稻 旱生植物，如大部分蔬菜
第三节 无土栽培的生理学基础
器 官
mg/ 株 茎 51
mg/ 株 37
mg/ 株 7.2
mg/ 株 4.5
叶
137
6.1
88
5.4
14. 7
0.66
8.0
0.49
三、影响根系吸水的因素
1、植物的生长状况/The status of plant growth 2、温度/temperature 在棚室气温较高或较低的 情况下，如能够保证根际温度在适宜的范围内， 大多数植物能正常生长，这是气温和根温的互 补性。 3 、 介 质 中 溶 液 的 浓 度 /concentration of the solution in media 由于介质中溶液浓度过高 而产生的植物缺水现象称为生理失水。 4、根系病害/root diseases 5、根系的通气状况/aeration of roots’ environment 6、空气湿度 / air humidity