无土栽培中固体栽培基质的选用

无土栽培中固体基质的使用是一个极其重要的环节。固体基质的种类很多，如草炭、岩棉、蛭石、珍珠岩、树皮、锯末、沙、泥炭、稻壳、炉渣、陶粒、各种泡沫塑料等。基质可以一种单独使用，也可多种混合使用。使用时可根据材料来源的难易、价格等条件，选择适合本地区需要的基质。（椰糠栽培基质是最新型的基质，有关介绍参见本公司的网站。）

    (一)无土栽培基质应具备的条件

    1．要有一定的透水性和保水性。基质的透水性和保水性是由基质颗粒的大小、性质、形状、孔隙度等因素决定的。

    2．无毒或不含有毒物质。钠离子、钙离子的含量也不能过高。

    3．要有稳定的化学性质。基质中加人营养液和水后，基质的pH要稳定，其化学性质也要稳定不变。

4．价格便宜，容易得到。

    (二)基质的作用

    1．支持锚定植物。要求植物扎根于固体基质中不致沉埋和倾倒。

    2．保持水分。

    3．透气。固体基质中透气和持水两者之间存在着对立统二的关系，即固体基质中空气含量高时，水分含量就低，反之亦然。

4．缓冲作用。缓冲作用可以使根系生长的环境比较稳定，即当外来物质或根系本身新陈代谢过程中产生的一些有害物质危害作物根系时，缓冲作用会将这些危害化解。

    (三)基质的物理性质

    对栽培作物生长有较大影响的基质的物理性质主要有粒径、容重、总孔隙度、持水量、大小孔隙比(气水比)。

    1．粒径  即基质颗粒的大小，通常用毫米表示。基质颗粒的大小直接影响到基质的容重、总孔隙度和大小孔隙比。同一种基质颗粒越细，容重越小，总孔隙度越大，大小孔隙比越小。因此，生产要求基质的颗粒不能太粗，也不能太细。   

    2．容重  容重指单位体积内干燥基质的重量，用克／升或克／厘米’表示。容重的大小主要受基质的质地和颗粒的大小影’响。基质的容重反映基质的疏松、紧密程度。基质的容重差异很大，同一种基质由于受到压实程度、颗粒大小影响，其容重也存在很大的差异。   

    3．总孔隙度  总孔隙度是指基质中持水孔隙和通气孔隙的总和，以相当于基质的体积百分比(％)表示。总孔隙度可以按以下公式计算：

    总孔隙度＝(1—容重／比重)X100％

    总孔隙度大的基质较轻，基质疏松，有利于作物根系生长，但对于作物根系的支撑固定作用较差，易倒伏。总孔隙度小的基质较重，水气的总容重较少。所以生产实践中常常是几种不同颗粒大小的基质混合使用。

    4．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。通气孔隙与持水孔隙的比值称为大小孔隙比。可用下式表示：

    大小孔隙比＝通气孔隙(％)／持水孔隙(％)

通气孔隙一般指孔隙直径在0．1毫米以上；持水孔隙一般是指孔隙直径在0．00l～0．1毫米范围内的孔隙。大小孔隙比能够反映出基质中水、气之间的状况。通常，大小孔隙比在1：1.5～4范围内作物都能良好生长。

    (四)基质的化学性质

    对作物栽培生长有较大影响的基质化学性质主要包括基质的化学组成及由此引起的化学稳定性、酸碱性、盐基代换量(阳离子代换量)、缓冲能力和电导度等。

    1．基质的化学组成  是指基质本身含有的化学物质种类及其含量，既包括作物可以吸收利用的矿质营养和有机营养，也包括对作物生长有害的有毒物质。基质的化学稳定性是指基质发生化学变化的难易程度。无土栽培中要求基质有很强的稳定性，且不含有毒物质。基质的化学稳定性因化学组成不同而差异很大。

    从影响基质的化学稳定性的角度来划分其化学成分类型，大致可分为三类：第一类是易被微生物分解的物质；第二类是有毒物质；第三类是难被微生物分解的物质。第一、二类物质较多的基质不经处理不能直接使用。含有第三类物质为主的基质最稳定，使用时也最安全。

    2．基质的酸碱性  基质的酸碱性各不相同，既有酸性，也有碱性，也有中性。无土栽培要求基质的酸碱性相对保持稳定，最好呈中性或微酸性。过酸、过碱都会影响到营养液的平衡与稳定，从而影响作物的生长发育。

    3．盐基代换量(阳离子代换量)  在一定的酸碱度下，基质含有可代换性阳离子的数量称为阳离子代换量。其反映基质对养分的吸附能力。基质阳离子代换量(CEC)以100克基质代换吸收阳离子的毫摩尔数(mol／hg基质)来表示。基质的阳离子代换量有不利的一面，即影响作物对营养液的吸收，也有有利的一面，即保存养分，减少损失和对营养液的酸碱度反应有缓冲作用。

    4．基质的导电度  是指基质在未加入营养液之前，基质本身具有的电导率。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。

5．基质的缓冲能力  是指基质在加入酸碱物质后，基质本身所具有的缓和酸碱性(pH)变化的能力。缓冲能力的大小主要由阳离子代换量以及存在基质中弱酸及盐类的多少而定。一般阳离子代换量高的，其缓冲能力大。

    (五)基质的选择原则与消毒

    1、基质的选择原则  基质的选择原则可以从两方面来考虑，一是适用性，二是经济性。

    (1)基质的适用性  基质的适用性是基质是否适合所要种植的作物。一般来说基质的容重在0．5克左右，总孔隙度在60％左右，大小孔隙比在0．5左右，化学性质稳定，酸碱度接近中性，没有有毒物质存在的都适合。有时基质的某一性状在一种情况下是适用的，但在另一种情况下就不适用了。决定基质的适用与否，还应该有针对性地进行试验，可以提高判断的准确性。

    (2)基质的经济性  有些基质对植物的生长有很好的促进作用，但是来源不易或价格太高，不宜使用。选择基质既要考虑基；质对作物生长的促进作用，又要考虑基质的来源容易，价格低廉。

    2、基质的消毒  基质使用时间长了，会聚积病菌和虫卵，特别是在连作的情况下，更容易发生病害。基质消毒常用的方法主要有蒸汽消毒和化学药品消毒。

    (1)蒸汽消毒  凡在温室栽培条件下以蒸汽进行加热的，均可进行蒸汽消毒。具体方法是：将基质装入柜内或箱内(体积在1～2立方米)，用通气管通人蒸汽进行密闭消毒。一般温度在70～90℃条件下持续进行15～30分钟即可。

    (2)化学药品消毒  所用的化学药品主要有甲醛、甲基溴(溴甲烷)、威百亩、漂白剂等。

    ①40％甲醛  又称福尔马林，是一种良好的杀菌剂，但对害虫效果较差。使用时一般用水稀释成40～50倍液，然后用喷壶每平方米20～40升液量喷洒基质，将基质均匀喷湿，喷洒完毕后用塑料薄膜覆盖24小时以上。使用前揭去薄膜让基质风干两周左右，以消除残留药物危害。

    ②氯化苦  氯化苦能有效地防治线虫、昆虫、一些杂草种子和具有抗性真菌等。具体使用方法是：先将基质整齐堆放30厘米厚度，然后每隔20～30厘米向基质内15厘米深度处注入氯化苦药液3～5毫升，并立即将注射孔堵塞。用同样方法处理基质 2～3层后用塑料薄膜覆盖，使基质在15～20℃条件下熏蒸7～ 10天。基质要有7～8天的风干时间，以防止直接使用时对作物造成伤害。氯化苦对人体有毒，使用时要注意安全。

    ③溴甲烷  该药剂能有效地杀死线虫、昆虫、杂草种子和一些真菌。使用时将基质起堆，然后用塑料薄膜管将药液喷注到基质上并混匀，用量一般为每立方米基质用药液100—200克。混匀后用薄膜覆盖密封2—5天，使用前要晾晒2—3天。溴甲烷对人体有毒，使用时要注意安全。

    ④威百亩  威百亩是一种水溶性熏剂，对线虫、杂草和某些真菌有杀害作用。使用时l升威百亩加人10～15升水稀释，然后喷洒在10平方米基质表面，施药后将基质密封，半月后可以使用。

⑤漂白剂  该药剂适用于砾石、沙子消毒。一般在水池中配制0．3％～l％的药液(有效氯含量)，浸泡基质半小时以上，最后用清水冲洗，消除残留氯。

    (六)常用基质的分类

    从基质的来源分类，可以分为天然基质、人工合成基质两大类。如沙、石砾等是天然基质；岩棉、塑料等为人工合成基质。

  从基质的组成来分类，可以分为无机基质和有机基质两类。沙、蛭石、岩棉等为无机基质；泥炭、稻壳等为有机基质。

    从基质的性质来分，可以分为惰性基质和活性基质两类。惰性基质是指基质本身不起供应养分作用或不具有阳离子代换量的基质。如沙、石砾、岩棉、泡沫塑料等；活性基质是指具有阳离子代换量或本身能供给植物养分的基质。如泥炭、蛭石等。

从基质的使用时组分的不同分类，可以分为单一基质和复合基质两类。单一基质是指使用的基质是以一种基质作为生长介质的；复合基质是指由两种或两种以上的基质按一定的比例混合制成的基质。

    (七)常用基质的性能

    1．沙  沙一般含二氧化硅50％以上，没有离子代换量，容重为1．5～1．8克／立方厘米。使用时选用粒径为0．5～3毫米的沙为宜。作无土栽培的沙应确保不含有有毒物质。如海沙含有较多的氯化钠，使用前应用清水冲洗。

    2．石砾  一般选用的石砾以非石灰性的为好，如花岗岩。如选用石灰质石砾，应进行磷酸钙溶液方法处理。石砾的粒径应选用1．6～20毫米的为好，其中总体积的一半的石砾直径为13毫米左右。石砾应坚硬，不易破碎。选用的石砾最好为棱角不太锋利的。   

    3．岩棉  岩棉是由60％的辉绿岩、20％的石灰石和20％的焦炭混合，先在1500～2000℃的高温炉中溶化，将熔融物喷成直径为0．005毫米的细丝，再将其压成容重为80～100千克／立方米的片，然后在冷却至200℃左右时，加入一种酚醛树脂以减小表面张力而成。岩棉是完全消毒的，不含病菌和其他有机物。岩棉孔隙度大，吸水能力强。未使用过的岩棉pH较高，加入少量的酸，l～2天后pH就会降下来。岩棉在强酸下不稳定，纤维会溶解。

    4．蛭石  蛭石为云母类硅质矿物。经高温膨胀后的蛭石其体积是原来的16倍，容重很小，孔隙度较大。一般为中性至微酸性。无土栽培用的蛭石的粒径应在3毫米以上。蛭石一般使用 l～2次，其结构变差，需重新更换。

    5．珍珠岩  珍珠岩是由一种灰色火山岩加热至l 000℃时，岩石颗粒膨胀而成。容重小，孔隙度大，阳离子代换量低于1．5毫摩尔／百克，pH为7～7．5，主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化锰、氧化钠、氧化钾。珍珠岩中的养分不能被植物吸收利用。珍珠岩是一种较易破碎的基质。

    6．泥炭  泥炭是迄今为止被世界各国普遍认为最好的一种无土栽培基质。根据泥炭形成的地理条件、植物种类和分解程度可分为低位泥炭、高位泥炭和过渡泥炭三大类。低位泥炭主要分布在低洼积水的沼泽地带，以苔草、芦苇等植物为主。其分解程度高，氮和灰分元素含量较多，酸性不强，肥分有效性较高，风干粉碎直接作肥料使用。容重大，吸水、通气性较差，不宜作无土栽培基质。高位泥炭分布在低位泥炭形成的地形的高处，以水藓植物为主。容重小，吸水、通气性较好。在无土栽培中可作合成基质的原料。过渡泥炭介于高位和低位之间，也可用于无土栽培。泥炭在生产上常与沙、煤渣、蛭石等基质混合，以增加容重，改善结构。

    7．稻壳  无土栽培上使用的稻壳是进行炭化处理的，称为炭化稻壳或炭化砻糠。容重为0．15克／立方厘米，总孔隙度为 82．5％，pH为6．5左右。如果炭化稻壳在使用前没有经水冲洗过，炭化形成的碳酸钾会使其pH升至9，使用前应用水冲洗一下。炭化稻壳不带病菌，营养元素丰富，通透性强，持水能力差。

    8．锯木屑  一般锯木屑的化学成分为：含炭48％～54％，戊聚糖14％，纤维44％～45％，木质素1-6％～24％，树脂l％～7％，灰分0，4％～2％，氮0．18％，pH在4．2～6．0。锯木屑使用前要堆沤，堆沤时可加入较多的氮素，堆沤时间至少：个月以上。用作无土栽培基质的锯木屑不应太细，小于3毫米酌锯木屑所占比例不应超过10％，一般应有80％在3．0～7．0毫米之间。多与其他基质混合使用。

    9．菇渣  菇渣是种植草菇、平菇等食用菌后废弃的培养基质。用于无土栽培，需将菇渣加水至含水量为70％左右，堆成一堆，盖上塑料薄膜，堆沤3～4个月，取出风干，然后打碎，过5毫米筛。菇渣的容重为0．41-克／厘米‘，持水量为60．8％，含氮1．83％，含磷0．84％，含钾1．77％。pH为6．9。

（椰糠栽培基质是最新型的基质，有关介绍参见本公司的网站。）