第五章固體基質(zhì)

1、 固體基質(zhì)種類繁多：河沙、石礫、蛭固體基質(zhì)種類繁多：河沙、石礫、蛭 石、珍珠巖、巖棉、泥炭、鋸木屑、炭石、珍珠巖、巖棉、泥炭、鋸木屑、炭 化稻殼化稻殼( (礱糠灰礱糠灰) )、多孔陶粒、泡沫塑料、多孔陶粒、泡沫塑料 等幾十種等幾十種 本章主要講述：本章主要講述： 固體基質(zhì)的作用及其有關(guān)的性質(zhì)固體基質(zhì)的作用及其有關(guān)的性質(zhì) 在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該注意的選用原則在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該注意的選用原則 常用固體基質(zhì)的主要理化性能常用固體基質(zhì)的主要理化性能 基質(zhì)的消毒方法等基質(zhì)的消毒方法等 第一節(jié) 固體基質(zhì)的作用及要求 一、固體基質(zhì)的作用 1、支持固定植物的作用 固體基質(zhì)最主要的一個(gè)作用。固體基質(zhì)最主要的一個(gè)作用。

2、使得植物能夠保持直立而不致于傾倒，同使得植物能夠保持直立而不致于傾倒，同 時(shí)給植物根系提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境。時(shí)給植物根系提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境。 2、保持水分的作用 固體基質(zhì)都有保持水分的能力。不同基質(zhì)的持固體基質(zhì)都有保持水分的能力。不同基質(zhì)的持 水能力有差異。水能力有差異。 例如：例如： 石礫只能吸持相當(dāng)于其體積石礫只能吸持相當(dāng)于其體積10%15%10%15%的的 水分；水分； 泥炭可吸持相當(dāng)于其本身重量泥炭可吸持相當(dāng)于其本身重量1010倍以上的水分倍以上的水分 珍珠巖也可以吸持相當(dāng)于本身重量珍珠巖也可以吸持相當(dāng)于本身重量3434倍的水分。倍的水分。 不同吸水能力的基質(zhì)可以適應(yīng)不同種植設(shè)施

3、和不不同吸水能力的基質(zhì)可以適應(yīng)不同種植設(shè)施和不 同作物類別生長(zhǎng)的要求。同作物類別生長(zhǎng)的要求。 3、透氣作用 植物根系的生長(zhǎng)過(guò)程需要有充足的氧氣供植物根系的生長(zhǎng)過(guò)程需要有充足的氧氣供 應(yīng)，充足的氧氣供應(yīng)對(duì)于植物的正常生長(zhǎng)起著應(yīng)，充足的氧氣供應(yīng)對(duì)于植物的正常生長(zhǎng)起著 舉足輕重的影響?；|(zhì)過(guò)于緊實(shí)、顆粒過(guò)細(xì)，舉足輕重的影響?；|(zhì)過(guò)于緊實(shí)、顆粒過(guò)細(xì)， 可能造成基質(zhì)透氣不良可能造成基質(zhì)透氣不良. . 基質(zhì)中水分含量高時(shí)，空氣含量就低，反之，空基質(zhì)中水分含量高時(shí)，空氣含量就低，反之，空 氣含量高時(shí)，水分含量就低。氣含量高時(shí)，水分含量就低。 良好的固體基質(zhì)必須較好地協(xié)調(diào)空氣和水分兩者良好的固體基質(zhì)必須較好地

4、協(xié)調(diào)空氣和水分兩者 之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 4、緩沖作用 緩沖作用是指固體基質(zhì)能夠給植物根系的 生長(zhǎng)提供一個(gè)較為穩(wěn)定環(huán)境的能力，即當(dāng)根系 生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)或外加物質(zhì)可 能會(huì)危害到植物正常生長(zhǎng)時(shí)，固體基質(zhì)會(huì)通過(guò) 其本身的一些理化性質(zhì)將這些危害減輕甚至化 解的能力。 有相當(dāng)一部分固體基質(zhì)是不具備緩沖作用有相當(dāng)一部分固體基質(zhì)是不具備緩沖作用 無(wú)土栽培并不要求固體基質(zhì)具有緩沖作用。無(wú)土栽培并不要求固體基質(zhì)具有緩沖作用。 具有物理化學(xué)吸收能力的固體基質(zhì)都有緩沖 作用。如泥炭、蛭石等。 一般把具有物理化學(xué)吸收能力、有緩沖作用 的固體基質(zhì)稱為活性基質(zhì)。 沒(méi)有物理化學(xué)吸收能力的固體基質(zhì)就不具有

5、緩沖能力的基質(zhì)稱為惰性基質(zhì)。 具有緩沖作用的基質(zhì)可通過(guò)物理的或化學(xué)的 吸收能力將危害植物生長(zhǎng)的物質(zhì)吸附起來(lái)。 5、提供營(yíng)養(yǎng)的作用 有機(jī)固體基質(zhì)可為作物苗期或生長(zhǎng) 期間提供一定的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素。 二、對(duì)固體基質(zhì)的要求 （一）對(duì)基質(zhì)物理性質(zhì)的要求 1 、 容 重 （ g / L 、 g / c m 3 ） 單位體積內(nèi)干燥基質(zhì)的重量。反映的是基 質(zhì)的疏松、緊實(shí)程度。 測(cè)定某一種固體基質(zhì)的容重時(shí)可用一個(gè)已測(cè)定某一種固體基質(zhì)的容重時(shí)可用一個(gè)已 知體積的容器知體積的容器( (如量筒或帶刻度的燒杯等如量筒或帶刻度的燒杯等) )裝上裝上 待測(cè)定的基質(zhì)，再將基質(zhì)倒出后稱其重量，以待測(cè)定的基質(zhì)，再將基質(zhì)倒出后稱其重

6、量，以 基質(zhì)的重量除以容器的體積即可得到這種基質(zhì)基質(zhì)的重量除以容器的體積即可得到這種基質(zhì) 的容重。的容重。 不同的基質(zhì)由于其組成不同，因此在容重不同的基質(zhì)由于其組成不同，因此在容重 上有很大的差異；同一種基質(zhì)由于受到顆粒粒上有很大的差異；同一種基質(zhì)由于受到顆粒粒 徑大小、緊實(shí)程度等的影響，其容重也有一定徑大小、緊實(shí)程度等的影響，其容重也有一定 的差別。的差別。 容重可反映基質(zhì)的疏松程度，容重過(guò)大， 則過(guò)于緊實(shí)，通氣透水性能較差，影響根系的 生長(zhǎng)；而容重過(guò)小，則過(guò)于疏松，通氣透水性 能較好，有利于作物根系伸展，但不易固定植 物，易傾倒。 一般地，基質(zhì)的容重在一般地，基質(zhì)的容重在0.10.8 0.

7、10.8 g/cmg/cm3 3范圍內(nèi)，作物的生長(zhǎng)效果較好。范圍內(nèi)，作物的生長(zhǎng)效果較好。 2、總空隙度 指基質(zhì)中持水空隙和通氣空隙的總和。 總孔隙度大的基質(zhì)較輕，基質(zhì)疏松，較為 有利于作物根系生長(zhǎng)，但固定和支撐作物的效 果較差，容易造成植物倒伏；總孔隙度小的基 質(zhì)較重，水、氣的總?cè)萘枯^少，不利于根系生 長(zhǎng)。 為了克服某一種單一基質(zhì)總孔隙度過(guò)大或?yàn)榱丝朔骋环N單一基質(zhì)總孔隙度過(guò)大或 過(guò)小所產(chǎn)生的弊病，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常將過(guò)小所產(chǎn)生的弊病，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常將2 2、3 3種種 不同顆粒大小的基質(zhì)混合制成復(fù)合基質(zhì)來(lái)使用。不同顆粒大小的基質(zhì)混合制成復(fù)合基質(zhì)來(lái)使用。 3、基質(zhì)氣水比（大小孔隙比） 指一定的時(shí)間

8、內(nèi)，基質(zhì)內(nèi)容納氣、水的相比值。 大孔隙是指基質(zhì)中空氣所能夠占據(jù)的空間，也 稱通氣孔隙；而小孔隙是指基質(zhì)中水分所能夠占 據(jù)的空間，也稱持水孔隙。通氣孔隙和持水孔隙 所占基質(zhì)體積比例(%)的比值稱為大小孔隙比。 大小空隙比通氣空隙（）/持水空隙（） 通氣孔隙通氣孔隙是指孔隙直徑在0.1mm以上，灌溉后 的水分不能被基質(zhì)的毛細(xì)管吸持在這些孔隙中 而在重力的作用下流出基質(zhì)的那部分空間； 持水孔隙持水孔隙是指孔隙直徑0.0010.1mm范圍內(nèi)的 孔隙，水分在這些孔隙中會(huì)由于毛細(xì)管作用而 被吸持在基質(zhì)中，因此，也稱毛管孔隙毛管孔隙；存 在于這些孔隙中的水分稱為毛管水。 大小孔隙比能反映基質(zhì)的水、氣狀況：如

9、果大 小孔隙比大，則說(shuō)明基質(zhì)中空氣容積大而持水 容積較小。 如果大小孔隙比小，則空氣容積 小而持水容積大。 一般來(lái)說(shuō)，固體基質(zhì)的大小孔隙比在一般來(lái)說(shuō)，固體基質(zhì)的大小孔隙比在1:21:24 4 的范圍內(nèi)作物均能較好的生長(zhǎng)。的范圍內(nèi)作物均能較好的生長(zhǎng)。 4、粒徑（顆粒大小） 指基質(zhì)顆粒直徑的大小，用mm表示。 它直接影響到其容重、總孔隙度、大小孔隙 度及大小孔隙比等其它物理性狀。 同一種固 體基質(zhì)其顆粒越細(xì)，則容重越大，總孔隙度越 小，大孔隙容量越小，小孔隙容量越大，大小 孔隙比越??； 反之，如果顆粒越粗，則容重 越小，總孔隙度越大，大小孔隙比越大。 （二）對(duì)基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的要求 主要包括：化學(xué)組成

10、、化學(xué)穩(wěn)定性、酸堿度、主要包括：化學(xué)組成、化學(xué)穩(wěn)定性、酸堿度、 物理化學(xué)吸附能力物理化學(xué)吸附能力( (陽(yáng)離子交換量陽(yáng)離子交換量) ) 、緩沖能力、緩沖能力、 電導(dǎo)率等電導(dǎo)率等. . 1、基質(zhì)的化學(xué)組成及穩(wěn)定性 基質(zhì)的化學(xué)組成指基質(zhì)本身含有的化學(xué) 物質(zhì)種類及其含量。 基質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性指基質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的難 易程度。 在無(wú)土栽培中要求基質(zhì)有很強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定 性，且不含有有毒的物質(zhì)。 化學(xué)變化的影響：化學(xué)變化會(huì)引起基質(zhì)中的 化學(xué)組成以及原有的比例或濃度發(fā)生改變，從 而影響到基質(zhì)的物理性狀和化學(xué)性狀，同時(shí)也 有可能影響加入到基質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)液的組成和濃 度的變化，影響原先化學(xué)平衡的營(yíng)養(yǎng)液，進(jìn)而 影響作物的生

11、長(zhǎng)。 由無(wú)機(jī)礦物構(gòu)成的基質(zhì)，如果其組分由長(zhǎng) 石、云母、石英等礦物組成，則化學(xué)穩(wěn)定性較 強(qiáng)；而如果是由角閃石、輝綠石等礦物組成的， 則次之；而以白云石、石灰石等碳酸鹽礦物組 成的，則化學(xué)穩(wěn)定性最差。 由有機(jī)的植物殘?bào)w構(gòu)成的基質(zhì)，如泥炭、 鋸木屑、甘蔗渣、炭化稻殼等，由于其化學(xué)組 分很復(fù)雜，往往會(huì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的組成有一定的影 響，同時(shí)也會(huì)影響到植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)液中某些元素 的吸收。 從有機(jī)殘?bào)w內(nèi)存在的物質(zhì)影響其化學(xué)穩(wěn)定從有機(jī)殘?bào)w內(nèi)存在的物質(zhì)影響其化學(xué)穩(wěn)定 性來(lái)劃分其化學(xué)組成的類型，大致可分為三大性來(lái)劃分其化學(xué)組成的類型，大致可分為三大 類：類： 一是易被微生物分解的物質(zhì)，如碳水化 合物中的單糖、雙糖、淀粉、

12、半纖維素和纖維 素以及有機(jī)酸等； 二是對(duì)植物生長(zhǎng)有毒害作 用的物質(zhì)，如酚類、單寧和某些有機(jī)酸等； 三是難以被微生物分解的物質(zhì)，如木質(zhì)素、腐 殖質(zhì)等。 2、基質(zhì)的酸堿性（pH） 基質(zhì)適宜的pH值為6.57.0。 基質(zhì)過(guò)酸或 過(guò)堿一方面可能直接影響到作物根系的生長(zhǎng)， 另一方面可能會(huì)影響到營(yíng)養(yǎng)元素的平衡性、穩(wěn) 定性和對(duì)作物的有效性。 如發(fā)現(xiàn)其過(guò)酸如發(fā)現(xiàn)其過(guò)酸(pH6.5)(pH7.5)(pH7.5)時(shí)時(shí) 則需采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)調(diào)節(jié)。則需采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)調(diào)節(jié)。 3、鹽基交換量 指基質(zhì)的陽(yáng)離子代換量，即在一定酸 堿條件下，基質(zhì)含有可代換性陽(yáng)離子的 數(shù)量。 表示：基質(zhì)對(duì)肥料養(yǎng)分的吸附保存能力； 反映保持肥料

13、離子免遭水分淋洗并能緩 慢釋放出來(lái)供植物吸收利用的能力；對(duì) 營(yíng)養(yǎng)液的酸堿反應(yīng)也有緩沖作用。 陽(yáng)離子代換量大的基質(zhì)：陽(yáng)離子代換量大的基質(zhì)： 不利：不利：對(duì)陽(yáng)離子產(chǎn)生較強(qiáng)烈的吸附，影響到營(yíng)養(yǎng) 液的平衡；養(yǎng)分淋洗困難，容易出現(xiàn)可溶性鹽 類蓄積對(duì)植物造成的傷害；緩沖能力強(qiáng)，調(diào)整 pH需要較多的校正物質(zhì)。 有利：有利：可在基質(zhì)中保存較多的養(yǎng)分，緩沖基質(zhì)的 酸堿反應(yīng)。 基質(zhì)的鹽基交換量在10100me/100cm3較適宜。 4 4、基質(zhì)的電導(dǎo)率、基質(zhì)的電導(dǎo)率 是指在未加入營(yíng)養(yǎng)液前基質(zhì)原有的電導(dǎo) 率。（表明基質(zhì)內(nèi)部已電離鹽類的溶液濃度） 它反映了基質(zhì)中所含有的可溶性養(yǎng)分濃度 的大小，它直接影響到營(yíng)養(yǎng)液的組成

14、和濃度， 也可能影響到作物的生長(zhǎng)。 一般要求基質(zhì)的電導(dǎo)率低于一般要求基質(zhì)的電導(dǎo)率低于2.6ms/cm2.6ms/cm。 5 5、基質(zhì)的、基質(zhì)的pHpH緩沖能力緩沖能力 基質(zhì)的pH緩沖能力是指在基質(zhì)中加入酸堿物 質(zhì)后，基質(zhì)所具有緩和酸堿(pH值)變化的能力。 基質(zhì)緩沖能力的大小主要受到基質(zhì)陽(yáng)離子 代換量大小和基質(zhì)中的化學(xué)組成的影響。 緩沖能力排序： 有機(jī)基質(zhì)無(wú)機(jī)基質(zhì)惰性基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)液 基質(zhì)的陽(yáng)離子代換量大，其緩沖能力就較 強(qiáng)，反之，則緩沖能力就較弱。 如果基質(zhì)含 有較多的腐植質(zhì)，則緩沖能力也較強(qiáng)，而如果 基質(zhì)含有較多的有機(jī)酸，則對(duì)堿的緩沖能力較 強(qiáng)，對(duì)酸性沒(méi)有緩沖能力。如果基質(zhì)含有較多 的鈣鹽和鎂鹽

15、，則對(duì)酸的緩沖能力較大，但對(duì) 堿沒(méi)有緩沖能力。 植物性殘?bào)w基質(zhì)的都有一定的緩沖能力， 如泥炭的緩沖能力要比堆漚的蔗渣大；而礦物 性基質(zhì)有些有很強(qiáng)的緩沖能力如蛭石，但大多 數(shù)礦物性基質(zhì)沒(méi)有緩沖能力或緩沖能力很小。 6、碳氮比 指基質(zhì)中碳和氮的相對(duì)比值。 對(duì)于碳氮比高的基質(zhì),措施：在配制混合 基質(zhì)時(shí)，用量不要太大；堆漚腐熟。 C：N=30：1左右較適合作物的生長(zhǎng)。 第二節(jié)第二節(jié) 各種基質(zhì)的性能各種基質(zhì)的性能 一、無(wú)土栽培基質(zhì)的分類一、無(wú)土栽培基質(zhì)的分類 按來(lái)源分類：分為天然基質(zhì)和人工合成基 質(zhì)兩類。如沙、石礫等為天然基質(zhì)，而巖棉、 泡沫塑料、多孔陶粒等則為人工合成基質(zhì)。 按組成來(lái)分類：分為無(wú)機(jī)基質(zhì)

16、和有機(jī)基 質(zhì)兩類。沙、泡沫塑料、巖棉、蛭石和珍珠 巖等都是以無(wú)機(jī)物組成的，為無(wú)機(jī)基質(zhì)；而 泥炭、樹(shù)皮、蔗渣、礱糠灰等是以有機(jī)殘?bào)w 組成的，為有機(jī)基質(zhì)。 按性質(zhì)來(lái)分類按性質(zhì)來(lái)分類：可以分為可以分為活性基質(zhì)活性基質(zhì)和和惰性基惰性基 質(zhì)質(zhì)兩類兩類 活性基質(zhì)活性基質(zhì)是指基質(zhì)具有陽(yáng)離子代換量、可吸 附陽(yáng)離子的或基質(zhì)本身能夠供應(yīng)養(yǎng)分的基質(zhì)。 如泥炭、蛭石、蔗渣等； 惰性基質(zhì)惰性基質(zhì)是指基質(zhì)本身不起供應(yīng)養(yǎng)分的作用 或不具有陽(yáng)離子代換量、難以吸附陽(yáng)離子的基 質(zhì)。如沙、石礫、巖棉、泡沫塑料等。 按組分的不同來(lái)分類按組分的不同來(lái)分類：以分為以分為單一基質(zhì)單一基質(zhì) 和和復(fù)合基質(zhì)復(fù)合基質(zhì)兩類。兩類。 單一基質(zhì)單一基質(zhì)

17、是指使用的基質(zhì)是以單一一種基質(zhì)作 為植物的生長(zhǎng)介質(zhì)的，如沙培、礫培、巖棉培 使用的沙、石礫和巖棉等； 復(fù)合基質(zhì)復(fù)合基質(zhì)是指由兩種或兩種以上的單一基質(zhì) 按一定的比例混合制成的基質(zhì)。如蔗渣-沙混 合基質(zhì)。 為了克服單一基質(zhì)可能造成的容重過(guò)小、為了克服單一基質(zhì)可能造成的容重過(guò)小、 過(guò)過(guò) 大、通氣不良或通氣過(guò)盛等的弊端，常將大、通氣不良或通氣過(guò)盛等的弊端，常將 幾幾 種單一基質(zhì)混合制成復(fù)合基質(zhì)種單一基質(zhì)混合制成復(fù)合基質(zhì)來(lái)使用。來(lái)使用。 配制復(fù)合基質(zhì)時(shí)所用的單一基質(zhì)以配制復(fù)合基質(zhì)時(shí)所用的單一基質(zhì)以2323 種為宜。種為宜。 制成的復(fù)合基質(zhì)應(yīng)達(dá)到制成的復(fù)合基質(zhì)應(yīng)達(dá)到容重適宜，增容重適宜，增 加了孔隙度，提

18、高了水分和空氣含量的加了孔隙度，提高了水分和空氣含量的 要求要求。 基質(zhì)選用的原則基質(zhì)選用的原則 （一）根系的適應(yīng)性 （二） 基質(zhì)的適用性 （三）基質(zhì)的經(jīng)濟(jì)性 第五節(jié)第五節(jié) 基質(zhì)的消毒處理和更換基質(zhì)的消毒處理和更換 一、基質(zhì)的消毒處理一、基質(zhì)的消毒處理 ( (一一) ) 蒸汽消毒蒸汽消毒 利用高溫的蒸汽利用高溫的蒸汽(75-90)(75-90)通入基質(zhì)中以達(dá)通入基質(zhì)中以達(dá) 到殺滅病原菌的方法。到殺滅病原菌的方法。 高溫的蒸汽可殺滅大多數(shù)病原菌和蟲卵。高溫的蒸汽可殺滅大多數(shù)病原菌和蟲卵。 消毒時(shí)要注意：消毒時(shí)要注意： 1 1、每次的基質(zhì)體積不可過(guò)、每次的基質(zhì)體積不可過(guò) 多。多。 2 2、基質(zhì)不可

19、過(guò)于潮濕，也不可太干燥，、基質(zhì)不可過(guò)于潮濕，也不可太干燥， 一一 般在基質(zhì)含水量為般在基質(zhì)含水量為35%45%35%45%左右為宜。左右為宜。 ( (二二) ) 化學(xué)藥劑消毒化學(xué)藥劑消毒 一般而言，化學(xué)藥劑消毒的效果不及蒸汽消 毒的效果好，而且對(duì)操作人員有一定的副作用。 方法較為簡(jiǎn)便，特別是大規(guī)模生產(chǎn)上使用較 方便，因此使用得很廣泛。 1 1、甲醛消毒、甲醛消毒 甲醛俗稱福爾馬林甲醛俗稱福爾馬林 ，將濃度為40%左右的 甲醛溶液稀釋40-50倍,把待消毒的基質(zhì)在干凈 的、墊有一層塑料薄膜的地面上平鋪一層約 10cm厚，然后用花灑或噴霧器將已稀釋的甲醛 溶液將這層基質(zhì)噴濕，接著再鋪上第二層，再 用甲醛溶液噴濕，直至所有要消毒的基質(zhì)均噴 濕甲醛溶液為止，最后用塑料薄膜覆蓋封閉1- 2晝夜后，將消毒的基質(zhì)攤開(kāi)，暴曬至少2天以 上，直至基質(zhì)中沒(méi)有甲醛氣味方可使用。 2 2、氯化苦消毒、氯化苦消毒 氯化苦是一種對(duì)病蟲有較好殺滅效果的藥 物。外觀為液體。 消毒時(shí)可將基質(zhì)逐層堆放， 然后加入氯化苦溶液，大約經(jīng)過(guò)12