2常用无土栽培基质理化性能的对比分析1

常用无土栽培基质理化特性对比分析

摘要:基质的理化特性是影响作物生长状况的主要因素，通过对常用基质理化性质的对比

分析，结合基质中水、气、肥的运输转移以及有效利用的相关机理，认为纤维素纤维制品具有较好的开发潜能。

关键字:基质、物理特性、化学特性、持水量、溶质转移、纤维素纤维

1、无土栽培作为新型农业的一个重要代表，他帮助人类成功的克服了土壤沙漠化、盐碱化、板结等作物连作障碍，同时还具有作物高产、优质、可控以及无污染等诸多优点.[1]。基质是无土栽培系统中的重要组成部分，对基质的研究在一定程度上反应了无土栽培技术的发展水平,基质的作用有四个方面：固定作物根系，供水、供肥以及气体交换。国外对基质性质的研究比较早，在1975年，荒木就已对常用基质的理化性质进行了集中分析【】，De Boodt and Verdonck 也在1983年对树皮、软木屑、椰子纤维、污泥等做为基质进行了研究报道【】，近年来，我国也出现了较多对基质研究的报道，但仅停留在对各种基质的比较选用上[2]，对基质性能深入分析研究的不多，存在一定的经验性与主观性。

2、基质的理化性质与栽培对象的关系 2.1基质的理化性质 常用基质

基质按来源不同，可分为天然基质和合成基质，按组成成分不同，可分为无机基质、有机基质和混合基质，其中无机基质包括岩棉、沙、蛭石、膨胀陶粒、炉渣、沸石、石砾、珍珠岩、火山岩以及废土矿等，有机基质包括泥炭、椰子纤维或椰糠、树皮、鸡粪、酒糟、碳化稻壳、

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锯木屑、农作物秸秆、沼渣、菇渣、甘蔗渣、棉籽壳、羊毛以及部分纤维素非织布等。为了克服单一基质的部分性能缺陷，混合基质通常包含两种或两种以上的基质，例如无机—无机型的珍珠岩—蛭石混合基质，无机—有机型的泥炭—炉渣混合基质，有机—有机型的椰糠—碳化稻壳—芦苇末混合基质等。

基质理化性质[8~12]

名称岩棉蛭石无机基质膨胀陶粒珍珠岩煤渣泥炭炭化稻壳锯末屑椰糠有机基质甘蔗渣芦苇末棉籽壳玉米秸秆稻草秸秆常用基质的理化指标 容重总孔隙率小空隙率大孔隙率大小孔隙EC值PH值（g/cm）（%）（%）（%）比(ms/cm)0.11969420.027.10.060.139565300.467.60.360.67.50.40.1693.240.2531.337.450.070.754.73321.70.467.672.230.2184.477.37.10.095.81.040.1588.247.840.42.37.33.610.1978.343.834.50.795.11.350.1690.3583.786.570.085.61.90.1290.846.344.50.964.71.340.1193.533.759.81.55.61.50.2474.92054.90.366.43.640.31736.73.150.2391.27.5

2.2基质的理化性质与栽培对象的关系

对栽培作物生长有较大影响的基质特性包括物理特性与化学特性，物理特性有：粒径、比重、密度、容重、总孔隙度、大小孔隙比 以及墒情（持水量）等。化学特性包括化学组成，酸碱度（PH值）、电导率（EC）和阳离子交换量（CEC）以及碳氮比（C/N）等。

容重:容重指单位体积（包括孔隙）内干燥基质的重量，用g/cm3表示。他反映基质的疏松、紧密程度。容重过大，基质紧密，透水性差，作物根系易缺氧烂根，容重过小，基质疏松，透气性好，但对根系的固定能力减弱，作物易倒伏，容重的大小主要受基质的化学组成、

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内部结构和颗粒的大小影响，一般采用球刀法进行测定。容重：陶粒、沙、石砾、煤灰渣等基质的容重在0.5 g/cm3以上，化学稳定性好，比较适合用于水培系统；岩棉、蛭石、珍珠岩、碳化稻壳、椰糠、甘蔗渣、芦苇末等基质的容重在0.2 g/cm3以下，不利于植株根系的固定，一般不用于辣椒、大白菜、茄子等地上部位比重较大的植株的栽培，但如果添加一些辅助设施，如架梁、套袋等，则可用于西红柿、黄瓜、西瓜、西葫芦等藤蔓植物的栽培。

总孔隙度:总孔隙度是指基质中总孔隙体积占基质总体积的百

分比，用%表示，总孔隙度包括持水孔隙度和通气孔隙度，只能反映在一种基质中空气和水分能够容纳的空间总和，不能反映基质中空气和水分各自容纳的空间量，孔隙度一般不直接测量，可根据基质容重和比重计算而得。公式为：

%）?（1- 孔隙度（容重）?100% 比重 大小孔隙比:大孔隙是指基质中空气也能占据的空间，即通气

孔隙；小孔隙是指基质中水分所能占据的空间，即持水孔隙又称为毛细孔隙度，这些孔隙会利用毛细管作用将水分吸持在基质中。通气孔隙与持水孔隙的比值称为大小孔隙比，它能够反映出基质中水、气之间的状况，通常，通气孔隙直径一般在0．1mm以上，持水孔隙直径一般在0．00l～0．1mm范围内，大小孔隙比在1：1.5～4范围内作物都能良好生长。

孔隙度：珍珠岩、碳化稻壳、甘蔗渣、芦苇末等基质的通气孔隙率均在40%以上，具有较好的透气性，比较适合根系活力强、代谢旺

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盛、需氧量高的作物，如马铃薯、豇豆、西葫芦、甜瓜、西瓜以及黄瓜等，；岩棉、泥炭、椰糠、泥炭等持水孔隙率在70%以上，能保持大量的水分，适合浅根系且需水量大的植物，如大白菜、甘蓝、生菜、芹菜、菠菜等叶类以及落葵、大葱、洋葱等鳞茎类蔬菜等，但对大葱、韭菜、胡萝卜、西葫芦等好气性作物易形成涝害；芦苇末、沙和低位泥炭的孔隙率较小，易形成涝害，故一般不单独用作植物栽培基质。

酸碱度:基质的酸碱度是指基质中H+与HO-的分布状态，它对基

质理化性质、基质肥力以及植物生长都起着重要作用，对原始基质酸碱度的分析，可作为在使用过程中基质酸碱度调节的参考，基质pH 的测定方法可分为比色法，电位法。蛭石、陶粒、珍珠岩、煤渣等大部分无机基质、碳化稻壳和水稻秸秆等部分有机基质，PH值均大于7.0，偏碱性，比较适合种植大葱、洋葱豇豆等喜碱性的作物；椰糠、锯末屑、甘蔗渣、芦苇末等少数有机基质PH在6.0以下，比较适合种植甘蓝、韭菜、大葱、生菜、西瓜、西葫芦、马铃薯等喜酸性的作物；岩棉、泥炭、棉籽壳、玉米秸秆等PH值介于6.0~7.3之间，适合绝大多数喜中性或偏酸性的作物生长。

基质的电导率:基质的电导率（EC值）是指基质在未加入营养

液之前，基质本身具有的电导率，用ms/cm表示，它表明基质内部已电离盐类的溶液浓度，反映基质中原来带有的可溶性盐分的多少。当电导率过低（小于0.37ms/cm）时需施肥，过高（超过2.5ms/cm）时则需淋洗盐分,蔬菜栽培通常要求EC值大于1.0ms/cm[3]。目前在我国采用 5 ： 1 浸提法较为普遍。盐分的测定主要采用电导法和烘干法，

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其中以电导法较简便，快速，烘干法较准确，但操作繁琐费时

在无土基质栽培中，化学有效养分与植物所吸收的养分有很好的相关性[18]，影响基质化学有效养分含量的因素主要有酸碱度PH值、电解度EC值以及阳离子交换量ECE值，同时，这三个因素本身之间又相互影响。

在上述各基质中，岩棉、蛭石、珍珠岩以及膨胀陶粒等无机基质PH值普遍大于7，显中性或偏碱性。泥炭、锯末屑、蔗渣、椰子纤维等有机基质的PH值均小于7，偏酸性，偏酸性的基质有利于作物根系的活化，有助于根系分泌的有机酸、糖、酚类物质以及其他黏胶物质等与基质营养液中的溶质结合，增强根系对营养元素的代换吸收。但当基质的PH值低于5.5时，作物易受到铝毒、锰毒等酸毒的侵害，极大的阻碍根系对营养物质的吸收。

阳离子代换量（CEC）:阳离子代换量是指在一定的酸碱度下，

每100g基质能够代换吸收阳离子的毫摩尔数，用mmol/100g表示，其反映基质对养分的吸附能力。大多数有机栽培基质具有较大的CEC值，天然无机基质的CEC值相对较小，沸石、椰子纤维等基质较为特殊，可用乙酸铵交换法进行测定[4]。在无机基质中，除煤渣的EC值和ECE值较高之外，岩棉、蛭石、膨胀陶粒等基质的EC值和ECE值均很低，低电解度和阳离子代换量的基质对新加入的营养液影响较小，有利于对营养液内各组分元素的精确检测和控制，国外玻璃温室水培和岩棉培的自动化控制大多建立在对EC值控制的基础上的，泥炭、碳化稻壳、棉籽壳稻草秸秆等有机基质的EC值和ECE值则相对

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