无土栽培基质

无土栽培基质凡是不用天然土壤，用基质栽培作物的方法统称为无土栽培；无土栽培目前已成为设施农业的重要内容，也是农业作物工厂化生产的重要形式，是发展高效农业的新途径。

无土栽培分为基质栽培和无基质栽培，基质栽培又分为有机基质和无机基质栽培。

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，更重要的充当养分和水分的载体，使来自营养液的养分、水分得以中转，植物根系从中按需选择吸收。

基质栽培的关键是基质种类的选择，基质是无土栽培的基础与核心，因此，基质的的研究也反映了无土栽培的水平，对实际生产具有重要作用。

1.无土栽培基质研究历史无土栽培的历史虽然很古老，但真正开始于1860 J.Boussingault和Salm-Horstmar对无土栽培基质的研究；发展始于1965年英国温室作物研究所的NFT技术和1968年丹麦Grodan公司开发的岩棉（Rockwool）栽培技术。

最早的栽培基质是砂子Salm Horstmar（1871）用石英、河沙、水晶、碎瓷、纯碳酸钙、硅酸以及活性炭作为燕麦的生根基质。

随后Hall（1914）用不同级别的沙、粉粒、高岭土栽培羽扇豆和大麦。

及后来，蛭石被Woodcock）（1946）用来作为兰花的栽培基质等等。

作为无土栽培的基质范围很快扩展。

美国、以色列、日本等国家的无土栽培走在世界的前列。

我国无土栽培起步较晚，20世纪70年代主要用于水稻无土育秧，80年代仅在蔬菜工厂化育苗和园林苗木育苗上有所发展。

就目前国内设施农业的生产实践看，栽培方式和技术是限制其发展的因素；我国土培存在连作障碍和土壤次生盐渍化的问题，另外，流动水培设施成本高、管理难度大。

因而，进行无土基质栽培将是设施农业的主要方向之一。

2.无土栽培基质的主要作用无土栽培基质的作用包括，固定支持作物、持水作用、透气作用、缓冲作用和提供营养的作用。

固体基质是最主要的一个作用，使植物能够保持直立而不致于倾倒的同时给植物根系提供一个良好的生长环境；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。

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次灌溉间歇期间作物不会失水而受害，否则将需要缩短两次灌溉的间歇时间，但这样可能造成管理上的不便；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；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。

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。

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。

同时一些有机基质，如：泥炭、苇末等能起到提供营养的作用。

3.无土栽培基质选择原则与条件无土栽培基质是能为植物体提供稳定协调的水、肥、气的生长介质。

它除了支持、固定植株外，更重要的是使来自营养液的养分、水分便于植物根系从中按需选择吸收。

基质的结构决定基质水分、养分吸附能力和空气的含量，从而影响水分养分的运输、供应及吸收。

同时基质的结构对根系的生长也有很大的影响。

理想基质的要求：适于种植众多种类植物，适于植物各个生长阶段；容重轻，便于大中型盆栽花木的搬运，减轻屋顶的承重荷载；总孔隙度大，达到饱和吸水量后，尚能保持大量空气空隙，以利根系的贯通和扩展；吸水率大，持水力强；过多的水分易疏泄，不致发生湿害；具有一定的弹性和伸长性，能支持住植物地上部，又能不防碍植物地下部伸长和肥大；浇水少时，不开裂；多时，不黏团而妨碍根系呼吸；绝热性较好；本身不携带病虫草害，不易外来病虫害滋生；不易变形变质，便于重复使用时进行灭菌灭害；本身有一定肥力，又不会发生化学反应；没有难闻气味和难看色彩；pH易调节；不污染土壤，是土壤改良剂，达50%时，不出现有害作用；易清洗；不受地区资源限制，便于工厂化批量生产；管理简便；价格便宜，用户易接受等。

4.固体基质的种类4.1沙子沙子是最早应用的固体基质，优点是来源广泛，价格便宜。

缺点是容重大，运输不便，持水力差，升降温快，无阳离子代换量，成分、质量因来源不同而差异很大，并且河水污染、石灰岩地区当碳酸钙含量﹤20%高达50%时，浓缩磷酸钙液处理。

4.2石砾石砾优点是坚硬不易碎，通气排水好；缺点是容重（1.5~1.8g/cm3），运输、清洗、消毒繁琐，无盐离子代换量，保持肥水能力差。

适用标准为非石灰性、花岗岩等发育形成；粒径1.6~20mm，一半以上在13mm左右，坚硬不易碎，棱角不明显。

4.3蛭石蛭石云母类次生硅质矿物在800~11000C高温膨胀而成（15倍以上），带菌少。

容重小（0.07~0.25g/cm3），总孔隙度95%，大小孔隙比约1：4，通气持水强（55%）。

具有较高的缓冲性（阳离子代换量高达100mmol/100g）和离子交换能力，含有的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（100~650kg/m3），绝缘性好，但使用后易破碎，使用1~2次，其结构就劣变，使用后可作肥料或施用到土壤中。

4.4岩棉岩棉是由60%辉绿石、20%的石灰石和20%的焦炭混合，然后在1500~2000℃的高温炉中熔化，将熔融物喷成直径为0.005mm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，使生产出的岩棉能够吸持水分。

优点是高温处理，无毒无菌，容重小（0.08-0.1），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，主要成分为硅和其它金属的氧化物，不被植物利用，盐离子代换量低，属于惰性基质。

使用初期pH大于7，可用适量酸调整，磷酸为宜。

不易分解腐烂，造成环境污染，要求配备滴灌设施和良好的技术。

盐分积累，当EC﹥3.5ms/cm时，清水洗盐，最好用稀营养液（1/4～1/2浓度）清洗。

4.5珍珠岩珍珠岩是由灰色火山岩（铝硅酸盐）加热至1000℃时，颗粒膨胀而形成，直径1.5~4mm，灰白色。

轻质团聚体，容重小（0.03~0.16g/cm3），总孔隙度约为93%，其中空气容积约为53%，持水容积约为40%，通气排水性好。

几乎没有缓冲性能，阳离子代换量﹤1.5me/100g，pH值为7.0~7.5，成分为：SiO274%、Al2O311.3%、Fe2O32%等，养分不能被利用。

吸水量是自身重的2~3倍；稳定性好，不易分解，但受压易破碎。

4.6炭化稻壳炭化稻壳容重0.15~0.24，总孔隙度82.5%（大57.5%，小25%），质轻，透气、吸湿性适中，不宜出现过干过湿现象，但也要注意供液过量时，出现湿害。

含氮0.54%，速效磷66mg/kg，速效钾0.66%，营养丰富，高温炭化，不带病菌。

pH值为6.5~7.7，如果使用前没经过水洗，炭化形成的K2CO3会使其pH值升至9.0以上，因此使用前宜。

使用时要注意1.炭化过程不能过度，否则受压时易破碎；2.持水能力较差，需要经常浇水，少浇勤浇；3.适用于扦插和育苗，一般不单独使用，混合基质比例不超过25%（体积比）。

4.7泥炭泥炭是迄今为止被世界各国普遍认为最好的无土栽培基质之一。

特别在工厂化无土育苗中，以泥炭为主体，配合沙、蛭石、珍珠岩等基质、制成含有养分的泥炭钵（小块），或直接放在育苗盘中育苗，效果很好。

除用于育苗外，在袋培或槽培中，泥炭也常用作基质。

泥炭是由苔藓、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能充分分解而堆积形成，是煤化程度最浅的煤，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%；pH3.0~6.5，高者7.0~7.5，EC1.10ms/cm，盐基代换量中或高，缓冲性能强；有机质含量40.2~68.5%，其中腐殖酸含量20~40%，全氮0.49~3.27%，全磷0.01~0.34%，全钾0.01~0.59%。

4.8其他商品化基质椰糠或椰绒（cocopith）基质，用椰壳经工艺加工压缩成各种规格的块状。

主要用于：蔬菜、花卉、屋顶花园及各种植物的育苗和工厂化生产，是生态型无土栽培的主要基质。

以及法可洛岩棉、OXYGROW泡沫基质、可保花卉陶粒等固体基质还包括锯木屑、煤（炉）渣、膨胀（多孔）陶粒、泡沫塑料、菇渣、蔗渣、椰糠、腐叶、苇末、玉米秸、玉米芯、糠醛渣等。

5.无土栽培基质配方基质的选用应以保水保肥能力强、通气性好、pH条件适宜、有一定容重可支撑作物生长的基质为佳。

有实验证明几种基质以蛭石、珍珠岩按质量比1:1混合后作为基质最好，但要注意选用1:1混合基质时要加入石英砂或其他基质以增加容重，防止作物倒伏。

番茄和黄瓜类蔬菜：草炭和蛭石混合的基质栽培番茄和黄瓜类蔬菜效果很好。

基质的配制。

草炭在运输过程中已大致风干，可能结块，因此需粉碎成1-5毫米的纤维状或团粒颗粒。

基质混和前需分别测定其酸碱度、电导度和主要营养元素含量，草炭测定氮、磷、钾含量。

生产上用的混和基质，按草炭388升、蛭石388升等量配成，并加入石灰粉4540克、过磷酸钙（20%P2O5）908克、硝酸钾（14-0-44。

表示氮、磷、钾含量，下同）454克、螯合铁（10%铁）28克、硼酸（17.48%）23克。

硝酸钾和螯合铁需用热水化开洒入基质内，石灰石粉和过磷酸钙需碎后拌入基质里。

混拌均匀后立即将基质装入栽培槽内，及时栽种作物。

由于时间所限，在基质种类上还不全面，特别是对有机基质的效果还有待于进一步研究。

6.蔬菜栽培基质研制的发展方向基质栽培是中国近期无土栽培发展的主要方向“要加强对使用效果好、成本低的基质进行研究”。

各地可以就地取材“因地制宜研究与发展。

长江以南稻壳多可以研究稻壳炭化后的合理使用。

华北应加强炉渣并配合草炭、蛭石、锯末等基质混合实用的研究。

东北草炭资源多的地方可以加强对草炭、锯末等廉价基质的研究。

大西北则应加强对沙培技术的研究，同时低成本的无公害可循环利用的有机与无机基质复混开发是无土栽培基质选材的方向。