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无土栽培原理 第一节 固体基质 一、固体基质的种类 按基质的组分来分类可分为： 无机基质 砂子、砾石、珍珠岩、蛭石、岩棉、矿棉、陶粒、聚乙烯、聚丙烯、酚类树脂、尿醛泡沫塑料、炉渣 有机基质 草炭、泥炭、木屑、秸秆、稻壳、树皮、棉籽壳、蔗渣、椰糠 二、固体基质的作用 1.支持固定植物 2.保持水分 3.保持和提供营养 4.提供氧气 5.缓冲作用 三、对固体基质的要求 植物的根系直接与基质接触，因此基质的理化性质对根系的吸水、吸肥，呼吸等生理活动影响很大。 （一）理想基质应具备的条件 1.适于种植多种植物，适于植物各个生长阶段的生育。 2.容重轻，便于搬运。 3.总孔隙度大，达到饱和吸水量后，尚能保持大量通气孔隙，有利于植物根系的贯通和扩展。 4.吸水率大，持水力强，减少浇水次数；同时，多余的水分容易排除，不易发生湿害。 5.具有一定的弹性和伸长性，对根系的固定性好又不妨碍根系生长。 6.浇水少时不易断裂而伤根，浇水多时不粘妨碍根系呼吸。 7.绝热性好，基质温度稳定不伤根 8.基质不带病、虫、草害 9.不会因高温、冷冻、化学药剂处理而发生变形变质，便于重复使用时基质消毒。 10.基质具有一定的肥力，对养分的供给和pH值有一定缓冲能力，又不会对营养液和pH有干扰。 11.pH值易调节。 12.不污染环境。 （二）基质的物理特性 1.容重 是以基质干重/基质体积来表示（g/cm3） 容重主要受基质密度（质地）和颗粒大小的影响，反映了基质的疏松程度。 容重过大，总孔隙度小，基质紧实。这种基质透水、透气性差，影响根系生长，栽培效果差，操作管理难。 容重过小，总孔隙度大，基质疏松，通气性好，但是基质易干，需经常浇水，管理麻烦，基质易漂浮，根系固定不好。 一般基质容重以0.1～0.8g/cm3为好。实际上对于容重小而吸水多的基质，湿容重更能说明问题。 2.总孔隙度 指基质中持水空隙和通气空隙的总和占基质体积的百分数 总孔隙度=(1-容重/比重)×100 孔隙度大基质疏松，容纳的空气与水的量大，有利于根系生长，但对根系的固定和支撑差。 反之孔隙度小，基质紧实，气水容纳量较少，不利于根系伸展，需频繁供液。大空隙占5%以下属低孔隙度，占5～30%属中等孔隙度，大于30%属高孔隙度。高孔隙度的基质持水量低，容易干燥。 一般总孔隙度在54～96%较适宜。 3.气水比（大小空孔隙比） 是指在一定时间内，基质中容纳气、水的相对比值，通常以基质的大孔隙和小孔隙之比来表示，并以大孔隙值作为1。 大空隙是指基质中空气占据的空间，即通气孔隙，孔隙直径0.1mm以上； 小孔隙是指基质中水分占据的空间，即持水孔隙，孔隙直径在0.001～0.1mm范围内（毛管水）。用下式表示： 大小孔隙比=通气孔隙（%）/持水空隙（%） 总孔隙度只能反映在基质中空气和水分能容纳的空间总和，不能反映基质中空气和水分各自能容纳的空间。 而大小孔隙比能够反映出基质中气与水之间的状况，是衡量基质优劣的重要指标，与总孔隙度一起可全面的表明基质中气和水的状态。 如果大小孔隙比大，说明空气容量大而持水容量小，即贮水力弱而空气容量大； 反之，如果大小孔隙比小，则空气容量小而持水量大。 一般基质的气水比在1∶2～4范围内为宜，此时基质持水量大，通气性好。 如果用孔隙度衡量就是总孔隙度中同时能够提供20%的大孔隙和20～30%的小空隙。 4.颗粒大小（粒径） 是指基质颗粒的直径大小，用毫米表示。基质颗粒大小直接影响基质的容重、总孔隙度和大小孔隙比。 基质颗粒越小容重越大、总孔隙度越小，大小孔隙比越小；反之亦然。一般基质颗粒可分五级：1mm、1～5mm、5～10mm、10～20mm、20～50mm。 以0.5～5mm为好，小于0.5mm的颗粒最好不超过基质总量的5%。当然不同基质适宜的粒径大小不同，砂粒粒径以0.5～2.0mm为宜，陶粒以10mm内为宜。 栽培基质应有较好的形状，不规则的颗粒表面，但不具棱角，有较大的表面积，能够保持较多水分，多孔结构颗粒内部保持水分。 此外基质应具有抗分解能力，以免栽培日久颗粒由大变小，基质孔隙度变小，容重改变。 由于多数基质的理化特性不够理想，因此生产中多采用混合基质，基质混合后的体积要小于原来材料的体积的总和。 表2 基质的物理性状 基质 种类 容重（g/cm3） 比重（g/cm3） 总孔隙度（%） 大孔隙（%） 小空隙（%） 气水比 持水量（%） 适宜粒径（mm） 土 1.10 2.54 66.0 21.0 45.0 1:2.14 砂子 1.5~1.8 2.62 30.5 29.5 1.0 1:0.03 小 0.5~3 炉渣 0.78 54.