无土栽培J3

第3章 基质的选用及处理

●学习目标： 掌握固体基质的作用、种类、选用原则、消毒方法和基质混合的原则与方 法，理解固体基质的理化性质和常用基质的特性，了解基质更换要求与基 质选用的发展趋势。 ●学习提示： 结合生活实际，深入生产现场观察操作，并与有土栽培的土壤条件与要求 相对比来学习本章内容。

基质是无土栽培的基础，即使采用水培方式，育苗期间和定植时也需要少量基质来固定和支持作物。常用的基质有砂、石砾、珍珠岩、蛭石、岩棉、草炭、锯木屑、炭化稻壳、各种泡沫塑料和陶粒等。新型基质也在不断开发和使用。因基质栽培设备简单、投资较少、管理容易、基质性能稳定，并有较好的实用价值和经济效益，所以基质栽培发展迅速。

第一节 固体基质的理化性质

一、固体基质的作用

1．支持和锚定植物 这是固体基质的基本作用。基质使植物保持直立，并给植物根系提供一个良好的生长环境。

2．保持水分 固体基质都具有一定的保水能力，基质之间的持水能力差异很大。如珍珠岩，它能够吸收相当于本身重量3～4倍的水分；泥炭则可以吸收相当于本身重量10倍以上的水分。基质具有一定的保水性，可以防止供液间歇期和突然断电时，植物不致于吸收不到水分和养分，干枯死亡。

3．透气 固体基质的孔隙存有空气，可以供给植物根系呼吸所需的氧气。固体基质的孔隙也是吸持水分的地方。因此，要求固体基质既具有一定量的大孔隙，又具有一定量的小孔隙，两者比例适当，可以同时满足植物根系对水分和氧气的双重需求，以利根系生长发育。

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稳定环境的能力，即当根系生长过程中产生的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。具有物理化学吸收能力的固体基质如草炭、蛭石都有缓冲作用，称为活性基质；而不具有缓冲能力或缓冲能力较弱的基质，如河沙、石砾、岩棉等称为惰性基质。

5.提供营养的作用 泥炭、木屑、树皮等有机基质能为植物苗期或生长期间提供

一定的矿质营养。

二、基质的物理性质

基质的好坏首先决定于基质的物理性质。在水培中，基质是否肥沃并不重要，一方面要起到固定植株的作用，另一方面为作物生长创造良好的水气条件。基质栽培则要求基质具有良好的物理性质。反映基质物理性质的主要指标的颗粒大小(粒径)、容重、总孔隙度、气水比等。

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1．容重 容重是指单位体积干基质的重量，一般用g/l或g/cm表示。容重与比重不同，比重是单位体积固体基质的质量，不包括基质中的孔隙度，措基质本身的体积。测定容重的方法是：用一已知体积的容器装入待测基质，再将基质倒出后称其重量，以基质的重量除以容器的容积即可。

基质的容重与基质粒径和总孔隙度有关，其大小反映了基质的松紧程度和持水透气能力。容重过大，说明基质过于紧实，不够疏松，虽然持水性较好，但通气性较差；容重过小，说明基质过于疏松，虽然通气性较好，有利于根系延伸生长，但持水性较差，固定植物的效果较差，根系易漂浮。

不同基质的容重差异很大(表3-1)，同一种基质由于压实程度、粒径大小不同，

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容重也存在差异。基质容重在0.1～0.8g/cm范围内植物栽培效果好。

2．总孔隙度 总孔隙度是指基质中通气孔隙与持水孔隙的总和，以孔隙体积占 基质总体积的百分比来表示。总孔隙度反映了基质的孔隙状况，总孔隙度大(如岩棉、蛭石的总孔隙度都在95％以上)，说明基质较轻、疏松，容纳空气和水的量大，有利根系生长，但植物易漂浮，锚定植物的效果较差；反之，则基质较重、坚实，水分和空气的容纳量小，不利于根系伸展，须增加供液次数。可见，基质的总孔隙度过大或过小都不利于植物的正常生长发育。生产上常将粒径不同的基质混合使用，以改善基质的物理性能。基质的总孔隙度一般要求在54～96％范围内即可。总孔隙度计算公式为：

总孔隙度（％）＝（1－容重/密度）×100% 由于基质的密度测定较为麻烦，可按下列方法进行粗略估测：取一个已知体积（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，称重（W3），注意加水浸泡时要让水位高于容器顶部，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去掉。然后通

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过下式来计算这种基质的总孔隙度。重量单位为g，体积单位为cm。

总孔隙度(%)=［(W3－W1)－（W2－W1）］/V×100%

3．基质气水比 基质总孔隙度只能反映基质容纳空气和水分的空间总和，难以反映水、气的相对容纳空间。基质气水比（即大小孔隙比）是指在一定时间内，基质中容纳气、水的相对比值，通常以通气孔隙和持水孔隙之比表示。基质中直径在0.1 mm以上的孔隙，其中的水分在重力作用下很快流失，主要容纳空气，称为通气孔隙(大孔隙)；而直径在0.001～0.1 mm的孔隙，主要贮存水分，称为持水孔隙(小孔隙)。大小孔隙比能够反映基质中气、水间的状况，是衡量基质优劣的重要指标，与总孔隙度合在一起可全面反映基质中气和水的状态。如果大小孔隙比大，说明基质空气容量

大，而持水量小，贮水力弱而通透性强；反之，空气容量小，而持水量大。一般来说，基质的大小孔隙比应保持在1：1.5～4为宜。气水比的计算公式为：

基质气水比＝通气孔隙（%）/ 持水孔隙（%）

要测定气水比就要先测定基质中通气孔隙和持水孔隙各自所占的比率，其测定方法是：取一已知体积（V）的容器，装入固体基质后按照上述方法测定其总孔隙度后，将容器上口用一已知重量的湿润纱布（W4）包住，把容器倒置，让容器中的水分流出，放置2h，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(单位同总孔隙度测定)。

通气孔隙(%)＝［(W3+ W4－W5)/V］×100% 持水孔隙(%)＝［(W5－W4－W2)/V］×100%

4．粒径(颗粒大小) 粒径是指基质颗粒的直径大小，用毫米(mm)表示。基质的颗粒大小一般分为五级：即小于1mm的为一级；大于1mm小于5mm的为二级；大于5mm小于10mm为三级；大于10mm小于20mm为四级；大于20mm小于50mm为五级。基质的粒径直接影响基质的容重、总孔隙度和气水比。同一种基质粒径越大，容重越小，总孔隙度越大，气水比越大，通气性较好，但持水性较差，栽培时要增加浇水次数；反之，粒径越小，容重越大，总孔隙度越小，气水比越小，持水性较好，通气性较差，容易造成基质内通气不良、水分过多，影响根系呼吸，抑制根系生长。因此，选用基质时，要选择颗粒大小合适的材料。

几种常用基质的物理性状见表3－1。

表3-1 几种常见基质的物理性状

三、基质的化学性质

基质的化学性质主要有基质的化学组成及其稳定性、酸碱性、阳离子代换量、缓冲能力和电导率等。了解基质的化学性质及其作用，有助于在选择基质和配制、管理营养液的过程中增强针对性，提高栽培管理效果。

1．基质化学组成及其稳定性 基质的化学组成是指其本身所含有的化学物质种类及其含量，包括植物可吸收利用的有机营养和矿质营养以及有毒有害物质。基质的化学稳定性是指基质发生化学变化的难易程度。有些容易发生化学变化的基质，发生

变化后产生一些有害物质，既伤害植物根系，又破坏营养液原有的化学平衡，影响根系对各种养分的有效吸收。因此，无土栽培中应选用稳定性较强的材料作为基质。这样可以减少对营养液的干扰，保持营养液的化学平衡，也便于对营养液的日常管理。

基质种类不同，化学组成不同(表3-2)，因而化学稳定性也不同。一般来说，主要由无机物质构成的基质，如河沙、石砾等，化学稳定性较高；而主要由有机物质构成的基质，如木屑、稻壳等，化学稳定性较差。但草炭的性质较为稳定，使用起来也最安全。

表3-2 常见基质的营养元素含量

2．基质的酸碱性 基质本身有一定的酸碱性。基质过酸或过碱，都会影响到营养液的酸碱性，严重时会破坏营养液的化学平衡，阻止植物对养分的吸收。所以，选用基质之前，应对其酸碱性有一个大致的了解，以便采取相应的措施加以调节。检测基质酸碱度的简易方法是：取1份基质，加入其体积5倍的蒸馏水，充分搅拌后手试纸或酸度计测定pH值。

3．基质的阳离子代换量（CEC） 基质的阳离子代换量是指在一定酸碱条件下，基质含有可代换性阳离子的数量。它反映基质代换吸收营养液中阳离子的能力。通常在pH7时测定，以每100克基质代换吸收营养液中阳离子的毫摩尔数（mmol/100g基质）表示。并非所有的基质都有阳离子代换量。部分基质的阳离子代换量见表3-3。

表3－3 几种基质的阳离子代换量

基质具有阳离子代换量会影响营养液的平衡，使人们难以监测和控制营养液的组分；有利的一面是指它能暂时贮存营养、减少养分损失和对营养液的酸碱反应有缓冲作用，在供液间歇期也不影响植物根系对养分的吸收。

4．基质的缓冲能力 是指基质在加入酸碱物质后本身所具有的缓和酸碱变化的能力。缓冲能力大小主要由阳离子代换量、基质中的弱酸及其盐类的多少决定的。一般说，阳离子代换量大的，其缓冲能力也大；反之，则缓冲能力小。依基质缓冲能力的大小排序，则有机基质>无机基质>惰性基质>营养液。一般来说，植物性基质如木屑、泥炭、木炭等都具有缓冲能力；而矿物性基质除蛭石外，大多数没有或很少有缓冲能力。

5.电导率 基质的电导率是指基质末加入营养液之前，本身具有的电导率，可用电导率仪测定。它表示基质内部已电离盐类的溶液浓度，反映基质含有的可溶盐分的多少，将直接影响到营养液的平衡。基质中可溶性盐含量不宜超过1000mg／kg，最好＜500 mg／kg。使用基质前应对其电导率进行测定，以便用淡水淋洗或作其他适当处理。

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。一般在花卉栽培时，当电导率小于0.37～0.5ms／cm时（相当于自来水的电导率），必须施肥；电导率达1.3～2.75ms／crn时，一般不再施肥，并且最好淋洗盐分；栽培蔬菜作物时的电导率应大于1ms／cm。

6.碳氮比 是指基质中碳和氮的相对比值。碳氮比高的基质，由于微生物生命活动对氮的争夺，会导致植物缺氮。碳氮比很高的基质，即使采用了良好的栽培技术，也不易使植物正常生长发育。因此，木屑和蔗渣等有机基质，在配制混合基质时，用量不超过20％，或者每立方米加8 kg氮肥，堆积2～3个月，然后再使用。另外，大颗粒的有机基质由于其表面积小于其体积，分解速度较慢，而且其有效碳氮比小于细颗粒的有机基质。所以，要尽可能使用粗颗粒的基质，尤其是碳氮比低的基质。一般规定，碳氮比200：1～500：1属中等，小于200：1属低，大于500：1属高。通常碳氮比宜中宜低不宜高。C：N=30：1左右较适合作物生长。

第二节 基质的种类及特性

一、基质的种类

从基质的来源划分为天然基质(如沙子、石砾、蛭石等)和合成基质(如岩棉、陶粒、泡沫塑料等)；从基质的化学组成划分为无机基质(如沙子、蛭石、石砾、岩棉、珍珠岩等)和有机基质(如泥炭、木屑、树皮等)；从基质的组合划分为单一基质和复合基质；从基质的性质划分为活性基质(如泥炭、蛭石)和惰性基质(如砂、石砾、岩棉、泡沫塑料)。

二、常用基质的特性 （一）岩棉

岩棉是人工合成的无机基质。荷兰于1970年首次将其应用于无土栽培，目前在全世界使用广泛的岩棉商品名为格罗丹(Grogen)。成型的大块岩棉可切割成小的育苗块或定植块，还可以将岩棉制成颗粒状(俗称粒棉)。目前国内已有一批中小型岩棉厂用此工艺生产。沈阳热电厂生产的优质农用岩棉，售价较低。由于岩棉使用简单、方便、造价低廉且性能优良，岩棉培被世界各国广泛运用，在无土栽培中，岩棉培面积居第一位。但岩棉培要求配备滴灌设施以及良好的栽培技术。

岩棉的理化性质如下：

1．有稳定的化学性质 岩棉是由氧化硅和一些金属氧化物组成，是一种惰性基质。新岩棉的pH值较高，一般为pH7～8，使用前需用清水漂洗，或加少量酸，经调整后的农用岩棉pH值比较稳定。

2.有优良的物理性状 岩棉质地较轻，不腐烂分解，容重一般为70～100 kg／3

m；孔隙度大，高达95％，透气性好；吸水力强，可吸收相当于自身重量13～15倍的水分。岩棉吸水后，会因其厚度的不同，含水量从下至上而递减，空气含量则自下而上递增。处于饱和态的岩棉，水分和空气所占比例为13：6。

3．岩棉纤维不吸附营养液中的元素离子，营养液可充分提供给作物根系吸收。 4．岩棉经高温完全消毒，不会携带任何病原菌，可直接使用。

岩棉已被认为是无土栽培的最好的一种基质，因为它为植物提供了一个保肥、保水、无菌、空气供应充足的良好根际环境。无土栽培中岩棉主要应用在3个方面：一是用岩棉育苗；二是循环营养液栽培(如NFT)中植株的固定；三是用于岩棉基质的袋培滴灌技术中。

（二）砂

砂来源广泛，价格便宜，主要用作砂培的基质。不同地方、不同来源的砂，其组成成分差异很大。一般含二氧化硅50%以上。砂的pH值6.5～7.8，容重为 1.5～1.8

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g／cm，总孔隙度为30.5%，气水比为1：0.03，碳氮比和持水量均低，没有阳离子代换量，电导率为0.46ms/cm。使用时以选用粒径为0．5～3mrn的砂为宜。太粗则通气过盛、保水能力弱，植株易缺水，营养液的管理不便；而太细则易积水，造成植株根际的涝害。较为理想的砂粒粒径大小的组成应为：＞4.7mm的占1％，2.4～4.7 mm的占 10％，1.2～2.4 mm的占26％，0.6～l.2 mm的占20％，0.3～0. 6mrn的占25％，0.1～0.3 mm的占15％，0.07～0.12 mm的占2％，0.01 mm的占1％。

无土栽培前，要确保砂中不含有毒物质。海边的砂通常含较多的氧化钠，要用清水冲洗后才能使用。石灰性地区所产的砂，只有碳酸钙的含量低于20％才可使用，超过20％，要用过磷酸钙处理。方法是将2kg过磷酸钙溶于1000 L水中，用其浸泡砂30分钟后，将液体排掉，使用前再用清水冲洗。

另外，在栽培上应用时必须注意砂在使用前应进行过筛、冲洗，除去粉粒及泥土；以采用间歇供液法为好，因连续供液法会使砂内通气受限。

（三）石砾 石砾是砾培基质，来源于河边的石子或采石场。因来源不同，化学组成差异较大。

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石砾容重大(1.5～1.8 g／cm)，不具阳离子代换量，保浊保肥能力差，通气排水性

好。一般应选用非石灰性石砾，否则会影响营养液的pH值，使用前必须用过磷酸钙处理，方法同砂处理。石砾的粒径应在 1.6～20.0 cm，坚硬，棱角钝。由于砾石质重、来源受限，供液管理上比较严格，使用范围不大，

（四）珍珠岩

珍珠岩由硅质火山岩在 1200℃下燃烧膨胀而成，白色、质轻，呈颗粒状，粒径

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为 l.5～4mm左右，容重0.13～0.16 g／cm，总孔隙度60.3％，气水比为1：1.04，可容纳自身重量3～4倍的水, 易于排水和通气，化学性质比较稳定, 含有硅、铝、铁、钙、锰、钾等氧化物，电导率为0.31ms/cm,呈中性，阳离子代换量小，无缓冲能力，不易分解，但遭受碰撞时易破碎。珍珠岩可以单独使用，但质轻粉尘污染较大，使用前最好戴口罩，先用水喷湿，以免粉尘纷飞；浇水过猛，淋水较多时易漂浮，不利于固定根系，因而多与其他基质混合使用。

（五）蛭石

蛭石是由云母类矿物加热至800～1100℃时形成的的海绵状物质。质地较轻，每

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立方米重 80～160kg，容重较小(0.07～0.25 g／cm)，总孔隙度95%，气水比1：4.34，具有良好的透气性和保水性，电导率为0.36ms/cm，碳氮比低，阳离子代换量较高，具有较强的保肥力和缓冲能力。蛭石中含较多的钙、镁、钾、铁，可被作物吸收利用。因产地、组成不同，可呈中性或微碱性。当与酸性基质（如泥炭）混合使用时不会发生问题，单独使用时如pH值太高，需加入少量酸调整。蛭石可单独用于水培育苗，或与其他基质混合用于栽培。无土栽培用蛭石粒径在3mm以上，用作育苗的蛭石可稍细些（0.75～1.0mm）。使用新蛭石时，不必消毒。蛭石的缺点是易碎，长期使用时，结构会破碎，孔隙变小，影响通气和排水。因此，在运输、种植过程中不能受重压，不宜用作长期盆栽植物的基质。一般使用1～2次后，可以作为肥料施用到大田中。

（六）炉渣

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炉渣容重适中，为0.78 g／cm，有利于固定作物根系。具有良好的理总孔隙度55%，持水量为17%，电 为1.83ms/cm,碳氮比低。含有较多的速效磷、碱解氮和有效磷，并且含有植物所需的多种微量元素，如铁、锰、锌、铝、铜等。与其他基质滥用 时，可不加微量元素。未经水洗的炉渣pH较高。炉渣必须过筛方可使用。粒径较大的炉渣颗粒可作为排水层材料，铺在栽培床的下层，用编织袋与上部的基质隔开。炉渣不宜单独用作基质，在基质中的用量也不直超过60％（体积）。

(七)草炭

草炭又称泥炭，来自泥炭藓、灰藓、苔藓和其他水生植物的分解残留体，是迄今为止世界公认最好的无土栽培基质之一。尤其是现代大规工厂化育苗，大多是以草炭为主要基质，其中加入一定量蛭石、珍珠岩以调节物理性质。容重为0.2～0.6 g／3

cm(高位泥炭、低位泥炭分别低于或高于此范围)，总孔隙度为77～84%，持水量为50～55%，电导率为1.1ms/cm，阳离子代换量属、中或高，碳氮比低或中，含水量为30～40%，草炭几乎在世界所有国家都有分布，但分布很不均匀，北方多，南方少。我国北方出产的草炭质量较好。

根据草炭形成的地理条件、植物种类和分解程度的不同，可将草炭分为低位草炭、

高位草炭和中位草炭三大类。低位草炭颁布于低洼的沼泽地带，宜直接作为肥料来施用，而不宜作为无土栽培的基质；高位草炭分布于低位草炭形成的地形的高处，以苔鲜植物为主，不宜作为肥料直接使用，宜作肥料的吸持物，在无土栽培中可作为复合基质的原料；中位草炭是介于高位草炭和中位草炭之间的过渡类型，可在无土栽培中使用。不同来源草炭的物理性质见表3－4。

表3-4 不同来源泥炭的物理性质

知识窗 水苔泥炭与杂草泥炭特性的区别 草炭偏酸性或酸性，富含有机质，有机质含量通常在7～70％。它的持水、保水力强，但由于质地细腻，容重小，透气性差，所以一般不单独使用，常与木屑，蛭石等其他基质混合使用，可提高其利用效果。用草炭作基质进行无土育苗，管理方便，成功率高。草炭唯一的缺点是成本高。

(八 )木屑

锯木屑是森林、木材加工业的副产品，来源广、价格低、重量轻、使用方便。世界各地用它作为基质广为栽培。作基质的锯木屑不应太细，小于3 mm的锯木屑所占比例不应超过10%，一般应有80%在3.0～7.0 mm之间。锯末容重轻，持水力强，通透性好，不会传播镰刀菌和干枝菌，与其他基质混合使用更能提高栽培效果。但在栽培过程中锯木屑易腐烂，换茬时应更换新锯木屑，或隔季使用。各种树木的锯木屑成分差异较大，树脂、单宁、松节油等有害物质含量较高，且碳氮比很高，使用前要堆沤。堆沤时可加入较多的氮素，堆沤时间较长（至少在3个月以上）。

其他无土栽培的常用基质还有刨花、炭化稻壳、棉籽壳、玉米秸、玉米芯、泡沫塑料、向日葵杆等。

第三节 基质的选用

无土栽培要求基质不但能为植物根系提供良好的根际环境，而且为改善和提高管理措施提供方便条件。因此，基质的选用非常重要。

一、基质的选用原则 (一)适用性

适用性是指选用的基质是否适合所要种植的植物。基质是否适用可从以下几方面考虑：

1.总体要求是所选用的基质的总孔隙度在60％左右，气水比在0.5左右、化学稳定性强、酸碱度适中、无有毒物质。

2.如果基质的某些性状阻碍作物生长，但可以通过经济有效的措施予以消除的，则这些基质也是适用的。基质的适用性还依据具体情况而定，例如，泥炭的粒径较小，对于育苗是适用的，但在基质袋培时却因太细而不适用，必须与珍珠岩、蛙石等配制成复合基质后方可使用。

3.必须考虑栽培形式和设备条件。如设备和技术条件较差时，可采用槽培或钵栽，选用沙子或蛭石作为基质；如用袋栽、柱状栽培时，可选用木屑或草炭加沙的混合基质；在滴灌设备好的情况下，可采用岩棉作基质。

4.必须考虑植物根系的适应性、气候条件、水质条件等。如气生根、肉质根需要很好的透气性，根系周围湿度要大。在空气湿度大的地区，透气性良好的基质如松针、锯末非常适合，北方水质呈碱性，选用泥炭混合基质的效果较好。另外，有针对性地进行栽培试验，可提高基质选择的准确性。

5.立足本国实际。世界各国均应来选择无土栽培用的基质。如加拿大采用锯末栽

培；西欧各国岩棉培居多；南非蛭石栽培居多。

知识窗 基质选用的发展趋势 进入90年代，有机基质栽培重新得到重视，特别是各种废弃物的利用使无土 栽培进入了一个新的发展阶段，这主要缘于经济和环境两方面的因素，随着产业 化工业化生产规模的提高，各种工农业副产品和废弃物的排放量日益增多，其中 有许多可用于无土栽培生产。 很多学者认为，无土栽培选用基质的方向应以有机废弃物的利用为主，实现 资源可循环利用，但同时也认为草炭是各种复合基质的基础，具有不可替代的作 用。也有的科学家家(如Y．Chen和Y.Hadar）认为有机废弃物的选用不一定要以 草炭为基础，完全可根据废弃物理化性质进行配比。 基质发展的另一个趋势就是复合化，这一方面是植物生长的需要，单一基质 较难满足作物生长的各项要求。另一方面则由经济效益、市场对有机食品的要求 及环境因素所决定。郑光华等用消毒鸡粪和蛭石混配的复合基质进行番茄、生菜 和黄瓜的栽培，取得了良好的经济效益，并且这种配比的排出液中盐分及硝酸盐 含量远低于营养液栽培者。 因此，不论是从适用性、经济性的角度出发，还是从市场需要、环境要求的 方面考虑，选择能够循环利用，不污染环境并且能够解决环境问题的有机一无机 复合基质将是将来的主要发展方向，其中有机废弃物的合理使用是关键。 有机废弃物的利用是将来基质选料的一个主要发展方向，要明确研究的问题 有：第一，各种有机废弃物作栽培基质的预处理如何进行；第二，有机废弃物是 完全替代泥炭还是部分替代；第三，配比合理的有机基质能否完全满足作物生长 的需要而不必补充营养液。在我国，对有机废弃物如鸡粪仅作为养分的供应源进 行了一定研究，而没有把它作为栽培基质，有机废弃物作栽培基质还有待进一步 深入研究。 (二)经济性

经济效益决定无土栽培发展的规模与速度。基质培技术简单，投资小，但各种基质的价格相差很大。应根据当地的资源状况，尽量选择廉价优质、来源广泛、不污染环境、使用方便、可利用时间长、经济效益高的基质，最好能就地取材，从而降低无土栽培的成本，减少投入，体现经济性。

(三)市场性

目前市场上对绿色食品的需要量日益加大，市场前景好，销售价格也远高于普通食品。以无机营养液为基础的无土栽培方式只能生产出优质的无公害蔬菜，而采用有机生态型无土栽培方式能生产出绿色食品蔬菜。基质营养全面、不含生理毒素、不妨碍植物生长、具有较强的缓冲性能的以有机基质为主要成分的复合基质才能满足有机生态型无土栽培要求，从而生产出绿色食品蔬菜。

(四)环保性

随着无土栽培面积的日益扩大，所涉及的环境问题也逐渐引起人们的重视，这些环境问题主要有：环境法规的限制，草炭资源问题以及废弃物可能引起的重金属污染。

西方国家都制定了相应的制度法规，禁止多余或废弃的营养液排到土壤或水中，避免造成土壤的次生污染和地区水体富营养化，荷兰是世界上无上栽培面积最大、技术最先进的国家，1989年规定温室无土栽培应逐步改为封闭系统，不许造成土壤的次生污染，这就要求选用的基质具有良好的理化性质，具有较强的pH值缓冲性能和合适的养分含量，但目前该国面积最大的岩棉栽培是不能满足此要求的。

草炭是世界上应用最广泛、效果较理想的一种栽培基质。同时也是一种短期内不可再生资源，不能无限制地开采，应尽量减少草炭的用量或寻找草炭替代品。

用有机废弃物作栽培基质不仅可解决废弃物对环境的污染问题，而且还可以利用有机物中丰富的养分供应植物生长所需，但应考虑到有机物的盐分含量、有无生理毒素和生物稳定性。而且必须对有机废弃物特别是城市生活垃圾及工业垃圾的重金属含量进行检测。

总之，如果仅从基质的理化性质、生物学性质的角度考虑的话，可用的基质材料很多，如果再考虑经济效益、市场需要、环境要求，则基质的选用范围大大减少，各地应因地制宜地选择基质。

二、基质的选配

每种基质用于无土栽培都有其自身的优缺点，故单一基质栽培就存在这样那样的问题，混合基质由于它们相互之间能够优势互补，使得基质的各个性能指标都比较理想。由两种或两种以上基质按一定的比例混合，即可配成复合基质(混合基质)。美国加州大学、康奈尔大学从50年代开始，用草炭、蛭石、沙、珍珠岩等为原料，制成复合基质出售。我国较少以商品形式出售复合基质，生产上根据作物种类和基质特性自行配制复合基质，这样也可降低栽培成本。

（一）基质选配(混合)的总原则

基质混合总的原则是容重适宜，增加孔隙度，提高水分和空气的含量。同时在栽培上要注意根据混合基质的特性，与作物营养液配方相结合，才有可能充分发挥其丰产、优质的潜能。理论上讲，混合的基质种类越多效果越好，生产实践上基质的混合使用以2～3种混合为宜。一般不同作物其复合基质组成不同，但比较好的混合基质应适用于各种作物，不能只适用于某一种作物。如1：1的草炭、蛭石，1：1的草炭、锯末，1：1：1的草炭、蛭石、锯末或1：1：1的草炭、蛭石、珍珠岩，以及6：4的炉渣、草炭等混合基质，均在找国无土栽培生产上获得了较好的应用效果。

以下是国内外常用的一些混合基质配方： 1.配方1 1份草炭、1份珍珠岩、1份砂。 2.配方2 1份草炭、1份珍珠岩。 3.配方3 1份草炭、1份砂。

4.配方4 1份草炭、3份砂，或3份草炭、1份砂。 5.配方5 1份草炭、l份蛭石。

6.配方6 4份草炭、3份蛭石、3份珍珠岩。

7.配方7 2份草炭、2份火山岩、五份砂。

8.配方8 2份草炭、1份蛭石、五份珍珠岩，或3份草炭、1份珍珠岩。 9.配方9 1份草炭、1份珍珠岩、l份树皮。 10.配方10 1份刨花、l份炉渣。

11.配方11 2份草炭、1份树皮、1份刨花。 12.配方12 1份草炭、1份树皮。

13.配方13 3份玉米秸、2份炉渣灰，或3份向日葵秆、2份炉渣灰，或3份玉米芯、2份炉渣灰。

14.配方14 1份玉米秸、1份草炭、3份炉渣灰。 15.配方15 1份草炭、1份锯木。

16.配方16 1份草炭、1份蛭石、1份锯末，或4份草炭、1份蛭石、1份珍珠岩。

17.配方17 2份草炭、3份炉渣。 18.配方18 1份椰子壳、1份砂。

19.配方19 5份葵花秆、2份炉渣、3份锯末。 20.配方20 7份草炭、3份珍珠岩。 （二）基质的混合方法 混合基质用量小时，可在水泥地面上用铲子搅拌，用量大时，应用混凝土搅拌器。干的草炭一般不易弄湿，需提前一天喷水或加入非离子润湿剂，每40L水中加50g次

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氯酸钠配成溶液，能把1 m的混合物弄湿。注意混合时要将草炭块尽量弄碎，否则不利于植物根系生长。

另外，在配制混合基质时，可预先混入一定的肥料，肥料可用N、P、K三元复合肥(15-15-15)以0.25%比例加水混入，或按硫酸钾0.5g/L、硝酸铵0.25g/L、硫酸镁0.25g/L的量加入，也可按其他营养液配方加入。

(三)育苗、盆栽混合基质

育苗基质中一般加入草炭，当植株从育苗钵（盘）取出时，植株根部的基质就不易散开。当混合基质中无或草炭含量小于50％时，植株根部的基质将易于脱落，因而在移植时，小心操作以防损伤根系。如果用其他基质代替草炭，则混合基质中就不用添加石灰石。因为石灰石主要是用来提高基质PH的。为了使所育的苗长得壮实，育苗和盆栽基质在混合时应加入适量的氮、磷、钾养分。以下常用的育苗和盆栽基质配方：

1.加州大学混合基质

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0.5m细沙（0.05～0.5mm） 0.5m粉碎草炭

145g硝酸钾 4.5kg白云石或石灰石 145g硫酸钾 1.5kg钙石灰石 1.5kg20％过磷酸钙 2.康乃尔混合基质

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0.5m粉碎草炭 0.5m蛭石或珍珠岩

3.0kg石灰石（最好是白云石） 1.2kg过磷酸钙（20％五氧化二磷） 3.0千克复合肥（氮、磷、钾含量5－10－5） 3.中国农科院蔬菜花卉所无土栽培盆栽基质

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0.75m草炭 0.13m蛭石 0.12m珍珠岩 3.0kg石灰石 1.0kg过磷酸钙（ 20％五氧化二磷） 1.5kg复合肥（5-15-15） 10.0kg消毒干鸡粪 4.草炭矿物质混合基质

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0.5m草炭 700g过磷酸钙（20％五氧化二磷）

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0.5m蛭石 3.5kg磨碎的石灰石或白云石 700g硝酸铵

第四节 基质的消毒与更换

一、基质的消毒

许多无土栽培基质在使用前可能含有一些病菌或虫卵，在长期使用后，尤其是连作的情况下，也会聚集病菌和虫卵，容易发生病虫害。因此，在大部分基质使用前或在每茬作物收获后，下一次使用前，有必要对基质进行消毒，以消灭任何可能存留的病菌和虫卵。基质消毒常用的方法有蒸汽消毒、化学药剂消毒和太阳能消毒。

(一)蒸汽消毒

蒸汽消毒简便易行，安全可靠，但需要专用设备，成本高，操作不便。将基质装

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入柜(箱)内(容积1～2m),通入蒸汽进行密闭消毒。一般在70～90℃条件下，消毒0.5～1.0 h就能杀死病菌。注意每次消毒的基质不可过多，否则处于内部的基质中的病菌或虫卵不能完全杀灭；消毒时基质的含水量应控制在35～45%，过湿或过干都可能降低消毒效果。需消毒的基质量大时，可将基质可以堆成20cm高，长度依地形而定，全部用防水防高温的布盖住，通入蒸汽，灭菌效果良好。

若用蒸汽锅炉供热的温室，可将蒸汽转换装置装在锅炉上，把蒸汽管直接通入每一个种植床，即可为基质消毒。如果表面通过蒸汽无效，可在床的底部装一永久性瓦管或其它有孔的硬质管，使蒸汽通过这种管道进入基质，达到消毒的目的。

(二)化学药剂消毒

化学药剂消毒操作简单，成本较低，但消毒效果不如蒸汽消毒，且对操作人员身体不利。常用的化学药剂有甲醛、高锰酸钾、氯化苦、溴甲烷、威百亩和漂白剂等。

1.40%甲醛（福尔马林） 甲醛是良好的杀菌剂，但杀虫效果较差。一般将40%

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的原液稀释50倍，用喷壶将基质均匀喷湿，所需药液量一般为20～40L/m基质。最后用塑料薄膜覆盖封闭24～48h后揭膜，将基质摊开，风干2周或暴晒2d后，达到基质中无甲醛气味后方可使用。要求工作人员戴上口罩，做好防护工作。

2.高锰酸钾 高锰酸钾是强氧化剂，一般用在石砾、粗沙等没有吸能力且较容易用清水冲洗干净的惰性基质上消毒，而不能用于泥炭、木屑、岩棉、陶粒等有较大吸

附能力的活性基质或者难以用清水冲洗干净的基质，因为这些基质会吸附高锰酸钾，会直接毒害作物，或造成植物的锰中毒。基质消毒时，用0.1～1.0%的高锰酸钾溶液喷洒在固体基质上，并与基质混拌均匀，然后用塑料包埋基质20～30min后，用清水冲洗干净即可。

3.氯化苦 氯化苦是液体，需要用喷射器施用。氯化苦熏蒸时的适宜温度为15～20℃。消毒前先把基质堆放成高30cm，长宽根据具体条件而定。在基质上每隔30cm打一个深为10～15cm的孔，每孔注入氯化苦5ml，随即将孔堵住，第一层打孔放药后，再在其上堆同样的基质一层，打孔放药，总共2～3层，或者每立方米基质中施用150ml药液，然后盖上塑料薄膜。熏蒸7～10d后，去掉塑料薄膜，晾7～8d后即可使用。氯化苦能变成气体进入基质中，这种气体可以随水喷洒在基质表面。氯化苦能有效地防治线虫、昆虫、一些草籽、轮枝菌和对其他消毒剂有抗性的真菌。氯化苦对活的植物组织和人有毒害作用，施用时要注意安全。

4.溴甲烷 利用溴甲烷熏蒸消毒基质相当有效，能杀死大多数线虫、昆虫、草籽和一些真菌，但不能杀死轮枝菌。但由于澳甲烷具有剧毒，并且是强致癌物质，因而使用时应注意安全，必须遵守操作规程，并且要向澳甲烷中加入2％的氯化苦或催泪瓦斯以检验是否对周围环境有泄漏。

消毒方法是将基质堆起，用塑料管将药剂引入基质中，每立方米基质用药100～150g，基质施药后，随即用塑料薄膜盖严，5～7d后去掉薄膜，晒7～10d后即可使用。溴甲烷穿透力很强，它能扩散到30cm的深度。

槽培时基质消毒可在原种植槽中进行。方法是：将种植槽中的基质稍加翻动，然后在基质面上铺上一根管壁上开有小孔的塑料施药管道（可利用基质培原有的滴灌管道），盖上塑料薄膜，用黄泥或其他重物将薄膜四周密闭，用特别的施入器将澳甲烷通过施药管道施入基质中，按每立方米基质用溴甲烷100～200 g量施入，封闭3～5d后，打开塑料薄膜风干4～5d，以使基质残留的澳甲烷全部挥发。袋培时基质消毒要将种植袋中的基质倒出来，剔除植物残根后将基质堆成一堆，然后在堆体的不同高度用施药的塑料管插入基质中施入澳甲烷，施完后立即用塑料薄膜覆盖，密闭3～5d之后，将基质摊开，风干4～5d后方可使用。用澳甲烷消毒时，基质的湿度要控制在30～40％，太干过湿都将影响到消毒的效果。

5.威百亩 它是一种水溶性熏蒸剂，能杀死杂草、大多数真菌和线虫，可以作为喷洒剂通过供液系统洒在基质的表面。也可把1 L威百亩加入10～15 L水中，均匀

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喷洒在10m的基质表面。施药后将基质密封，2周后可以使用。

6.漂白剂 漂白剂包括漂白粉或次氯酸钠，尤其适于砾石、沙子消毒。施用方法是在水池中制成0.3～1.0%的药液(有效氯含量)，浸泡基质0.5h以上，然后用清水冲洗，以消除残留氯。一般要求不要用于具有较强吸附能力或难以用清水冲洗干净的基质上。

(三)太阳能消毒

蒸汽消毒比较安全但成本较高；药剂消毒成本较低但安全性较差，并且会污染周围环境。太阳能是近年来在温室栽培中应用较普遍的一种廉价、安全、简单实用的基

质消毒方法。具体方法是：在夏季高温季节，在温室或大棚中把基质堆成20～25cm高，长宽视具体情况而定，堆放的同时喷湿基质，使其含水量超过80％，然后覆盖塑料薄膜。如果是槽培，可在槽内直接浇水后上盖薄膜即可。密闭温室或大棚，暴晒10～15d，消毒效果好。

二、基质的更换

基质使用一段时间（1～3年）后，各种病菌、作物根系分泌物和烂根大量积累，物理性状变差，特别是有机残体为主体材料的基质，由于微生物的分解作用使得这些有机残体的纤维断裂，从而导致基质通气性下降，保水性过高，这些因素会影响作物生长，因而要更换基质。

基质栽培也提倡轮作，如前茬种植番茄，后茬就不应种茄子等茄科蔬菜，可改种瓜类蔬菜。消毒方法大多数不能彻底杀灭病菌和虫卵，轮作或更换基质才是更保险的方法。

更换下来的旧基质可经过洗盐、灭菌、离子重新导入、氧化等方法再生处理后重新用于无土栽培，也可施到农田中作为改良土壤之用。难以分解的基质如岩棉、陶粒等可进行填埋处理，防止对环境二次污染。

复习思考题

1.固体基质在无土栽培中有何作用？ 2.水是基质吗？为什么？

3.性能良好的基质应具备的条件有哪些？ 4.基质混合的总原则是什么？

5.基质消毒的意义是什么？其消毒方法有哪些？如何对基质进行消毒？ 6.试比较各种基质在理化性质上的异同？ 7.基质的选用原则是什么？ 7.将下列基质填入表中

珍珠岩 岩棉 蛭石 炉渣 木屑 砂 草炭 炭化稻壳 消毒鸡粪 草炭＋沙 基 质 划 分 无机基质 有机基质 天然基质 人工基质 活动基质 惰性基质 单一基质 复合基质

基 质 名 称

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