無(wú)土栽培-固體基質(zhì).ppt
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1、無(wú)土栽培固體基質(zhì),基質(zhì)substrate、matrix,無(wú)土栽培基質(zhì)是能為植物提供穩(wěn)定協(xié)調(diào)的水、氣、肥結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)介質(zhì)。它除了支持、固定植株外, 更重要的是充當(dāng)“ 中轉(zhuǎn)站” 的作用, 使來(lái)自營(yíng)養(yǎng)液的養(yǎng)分、水分得以中轉(zhuǎn), 植物根系從中按需選擇吸收。隨著世界園藝業(yè)與植物容器栽培的發(fā)展, 天然土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)已不能滿足蔬菜、花卉、種苗及其他植物容器生產(chǎn)的需求, 因此世界各國(guó)的研究機(jī)構(gòu), 早已致力于栽培基質(zhì)的研究開(kāi)發(fā)。自上世紀(jì)七十年代以來(lái), 基質(zhì)的研究逐步成為一個(gè)重要的課題。,無(wú)土栽培基質(zhì)物料資源的選擇,1 常見(jiàn)基質(zhì)物料及理化性質(zhì) 無(wú)機(jī)基質(zhì):常用的有巖棉、砂、石礫、蛭石 巖 棉,巖棉(rock w
2、ool),巖棉是以天然巖石如玄武巖、輝長(zhǎng)巖、白云石、鐵礦石、鋁礬土等為主要原料,經(jīng)高溫熔化(溫度2000以下)、纖維化而制成的無(wú)機(jī)質(zhì)纖維。 礦渣棉是以工業(yè)礦渣如高爐礦渣、磷礦渣、粉煤灰等為主要原料,經(jīng)過(guò)重熔、纖維化而制成的無(wú)機(jī)質(zhì)纖維。 這兩種纖維經(jīng)加工,可制成板、管、氈 、帶、紙等各種制品,應(yīng)可用于建筑和工業(yè)裝備、管道、窯爐的絕熱、防火、吸聲、抗震等。 巖棉是一種性能很好的無(wú)土栽培基質(zhì)。所以當(dāng)它產(chǎn)生后不久(1968年發(fā)明于丹麥。它由60%輝綠巖、20%石炭土、20%焦碳混合在一起,加熱到1600熔化,噴成直徑0.005毫米的纖維,再加粘合劑壓成人們所需要的各種形狀。)就被西歐各國(guó)用作基質(zhì)種植蔬
3、菜、花卉,到目前已得到廣泛使用。在荷蘭全國(guó)蔬菜無(wú)土栽培3500公頃當(dāng)中用巖棉作基質(zhì)的面積就占了80%。,巖棉的物、化性狀,外觀是白色或淺綠色的絲狀體, 總孔隙度大, 吸水力很強(qiáng),碳、氮比和鹽基交換量低。巖棉吸水后, 會(huì)依其厚度的不同, 含水量從下至上而遞減;相反, 空氣含量則自下而上遞增。栽培中施用營(yíng)養(yǎng)液后, 新巖棉pH 較高, 在栽培初期使?fàn)I養(yǎng)液的pH 有所升高, 但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間巖棉的高pH 會(huì)被營(yíng)養(yǎng)液的低pH所中和。巖棉作為基質(zhì)具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、物理性狀優(yōu)良、pH 穩(wěn)定以及經(jīng)高溫消毒后不攜帶任何病原菌等特點(diǎn)。巖棉質(zhì)輕, 不會(huì)腐爛, 透氣性好, 被認(rèn)為是當(dāng)今無(wú)土栽培最好的基質(zhì)之一, 世界上已
4、普遍采用。但塊板狀的巖棉, 廢棄后由于在土壤中極難分解, 并損害土壤的耕作性狀, 故被視作污染物。 容重0.11g/cm3,總孔隙度100.0%,大孔隙(空氣容積)64.3%,小孔隙(毛管容積)35.7%,水氣比(以大孔隙值為1)10.55。 剛剛使用的巖棉pH值較高,一般為78。這主要是含有少量氧化鈣的緣故。當(dāng)使用一段時(shí)間后,pH值就會(huì)下降。,砂(sand),是巖石風(fēng)化后經(jīng)雨水沖刷或由巖石軋制而成的粒徑為.0742mm的粒料。 砂的來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉,碳、氮比和持水量均低;沒(méi)有鹽基交換量。用作無(wú)土栽培的砂應(yīng)確保不含有毒物質(zhì),營(yíng)養(yǎng)管理合理可使作物生長(zhǎng)良好,是無(wú)土栽培最早使用的無(wú)機(jī)基質(zhì)。應(yīng)
5、注意,不同地區(qū)不同來(lái)源的砂的組成成分差異很大;沙的粒徑大小應(yīng)相互配合適當(dāng), 如太粗易產(chǎn)生基質(zhì)中通氣過(guò)剩, 保水能力較差, 植株易缺水, 營(yíng)養(yǎng)液的管理麻煩;沙的容重大, 給搬運(yùn)、消毒和更換等管理工作帶來(lái)了很大不便。,石礫(Gravel),在蔬菜營(yíng)養(yǎng)液栽培中礫培較為普遍, 其來(lái)源是河邊石子或石礦場(chǎng)巖石碎屑。礫石本身不具有鹽基交換量, 保持水分和養(yǎng)分的能力差, 但通氣排水性能良好。石礫的粒徑應(yīng)選在1. 6 20 mm的范圍內(nèi), 其中總體積一半的石礫直徑為13 mm左右。石礫應(yīng)較堅(jiān)硬,不易破碎; 選用的石礫最好棱角不明顯, 特別是株型高的植物或露天風(fēng)大的地方, 更應(yīng)選用棱角鈍的石礫, 否則會(huì)使植物莖部
6、受到劃傷。,蛭石(Vermiculite),是一種含鎂的水鋁硅酸鹽次生變質(zhì)礦物,外形似云母,通常由黑(金)云母經(jīng)熱液蝕變作用或風(fēng)化而成,因其受熱失水膨脹時(shí)呈撓曲狀,形態(tài)酷似水蛭,故稱(chēng)蛭石。質(zhì)地輕而多孔隙, 有良好的透氣性、吸水性及一定的持水力, 并含有可供花卉吸收利用的鎂、鉀等元素。蛭石的容重很小, 能提供一定量的鉀, 少量的鈣、鎂等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。蛭石具有較高的緩沖性和離子交換能力, 通氣性也好, 園藝上用它作育苗、扦插或以一定比例配置混合栽培基質(zhì), 效果較好。無(wú)土栽培用蛭石的礫徑應(yīng)在3 mm以上, 用作育苗的蛭石可稍細(xì)些。重復(fù)使用時(shí), 其物理性狀會(huì)有所改變。,珍珠巖(Perlite),含硅質(zhì)礦物
7、, 由灰色火山巖經(jīng)粉碎加熱至1 000 , 膨脹形成的一種白色顆粒狀物。性質(zhì)穩(wěn)定、堅(jiān)固、質(zhì)地輕、清潔無(wú)菌, 具有良好的排水和通氣性,但保水、保肥性稍差。是一種封閉的輕質(zhì)團(tuán)聚體, 容重?。ㄈ葜?0kg/m3200 kg/m3 ), 碳氮比低。作育苗基質(zhì)時(shí)常和其它基質(zhì)混用, 澆水時(shí)容易浮起。 農(nóng)林園藝上主要用于土壤改造,調(diào)節(jié)土壤板結(jié),防止農(nóng)作物倒伏,控制肥效和肥度,以及作為殺蟲(chóng)劑和除草劑的稀釋劑和載體,膨脹陶粒(Expansion ceramic),膨脹陶粒又稱(chēng)多孔陶?;蚝J降[石,是用大小比較均勻的團(tuán)粒狀陶土, 在800 1 100 的高溫陶窯中煅燒制成的其化學(xué)成分和性質(zhì)受陶土原料成分的影響, 有
8、一定的鹽基代換量。膨脹陶粒作為基質(zhì)其排水通氣性能良好, 每個(gè)顆粒中間有很多小孔可以持水。陶粒本身價(jià)格雖高于珍珠巖、蛭石等基質(zhì), 但因其耐用, 故實(shí)際使用價(jià)格并不高。,爐渣(Slag),為燃燒后的殘?jiān)? 民用燃料的廢棄物, 工企業(yè)的鍋爐、食堂及北方地區(qū)居民的取暖等都有大量爐渣, 各地均有, 數(shù)量較大, 取材方便。爐渣灰通氣性好, 容重適中, 有利于固定作物根系, 種植作物時(shí)不易倒苗, 但由于顆粒大小相差懸殊以及常混有石塊, 使用前最好將其粉碎, 具有良好的理化性質(zhì), 同時(shí), 爐渣的價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是堿性大, 保水吸水性能力差, 質(zhì)地不均一,熱容量小, 變溫幅度大, 對(duì)營(yíng)養(yǎng)液成分影響大。,有機(jī)基質(zhì),
9、常用的或有待進(jìn)一步應(yīng)用的有:草炭、椰子纖維、稻殼、鋸木屑、甘蔗渣、蘆葦末 有機(jī)基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)一般穩(wěn)定性較差, 它們通常具有較高的鹽基交換量, 其蓄肥能力相對(duì)較強(qiáng),草炭(Peat)、泥炭(sphagnum peat),“草炭”又名“泥炭”,亦叫作“泥煤”,是沼澤發(fā)育過(guò)程中的產(chǎn)物,形成于第四紀(jì),由沼澤植物的殘?bào)w,在多水的嫌氣條件下, 不能完全分解堆積而成。含有大量水分和未被徹底分解的植物殘?bào)w、腐殖質(zhì)以及一部分礦物質(zhì)。有機(jī)質(zhì)含量在30以上(國(guó)外認(rèn)為應(yīng)超過(guò)50),質(zhì)地松軟易于散碎,比重0.71.05,多呈棕色或黑色,具有可燃性和吸氣性,pH值一般為5.56.5,呈微酸性反應(yīng),呈層狀分布, 稱(chēng)為泥炭層。
10、是沼澤發(fā)展速度和發(fā)育程度的重要標(biāo)志。是一種寶貴的自然資源。草炭是煤化程度最低的煤(為煤最原始的狀態(tài)),乃有機(jī)物質(zhì)。,草炭是迄今為止被世界各國(guó)普遍認(rèn)為是最好的無(wú)土栽培基質(zhì)之一。生產(chǎn)上通常和其它基質(zhì)( 如珍珠巖、砂、蛭石、爐渣灰等) 混合使用。我國(guó)草炭資源分布不均勻, 主要分布于北方, 其質(zhì)量較好, 這與北方的地理和氣候條件有關(guān)。是低溫、濕地的植物殘?bào)w經(jīng)堆積, 在氣溫較低、雨水較少的條件下, 植物殘?bào)w緩慢分化而成, 為不可再生的自然資源, 長(zhǎng)期采用必然會(huì)造成草碳資源枯竭, 所以應(yīng)該合理的利用。,稻殼(Rice husk),水稻產(chǎn)區(qū)最常見(jiàn)的有機(jī)廢棄物, 是水稻產(chǎn)區(qū)加工時(shí)的副產(chǎn)物; 常用的是炭化稻殼又
11、叫礱糠, 由暗火悶燃( 炭化處理) 而成。容重、總孔隙度及大小孔隙都比較適中, 通透性好; 保肥保水性能一般, 養(yǎng)分含量低,pH 值偏高。能與其他任何基質(zhì)材料配合使用, 也是復(fù)合育苗基質(zhì)的優(yōu)質(zhì)原料之一。近些年, 關(guān)于生稻殼在無(wú)土栽培上的應(yīng)用日益被人重視。,椰子纖維(Coconut fiber),長(zhǎng)纖維素, 松泡多孔, 保水和通氣性能良好。與泥炭相比, 椰子纖維含有更多的木質(zhì)素和纖維素, 半纖維素含量卻很低; 其本身所含可供植物利用的礦質(zhì)元素含量很低, 但P 和K 的含量卻很高。我國(guó)海南等地具有豐富的椰子纖維資源, 有待很好地開(kāi)發(fā)利用?;谝永w維的良好性能, 應(yīng)以生產(chǎn)模制基質(zhì)等高檔成型產(chǎn)品為主
12、才能創(chuàng)造更好的效益。,鋸木屑( wood Sawdust),鋸木屑來(lái)源豐富、容重輕、吸水保水性較好; 但碳氮比過(guò)高, 單獨(dú)使用要補(bǔ)充大量N 肥, 否則易造成植株缺N; 基質(zhì)較偏酸性, 可與堿性基質(zhì)( 如灰)混合使用。鋸末作為栽培基質(zhì)受到越來(lái)越多的關(guān)注, 但其含有大量雜菌及致病微生物, 需經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理和發(fā)酵腐熟才能應(yīng)用, 使用高溫滅菌和殺苗劑, 能殺死有害病菌, 但使基質(zhì)中的有益微生物減少, 且不能使這種高碳氮比鋸末中的碳素得到有效降解。,甘蔗渣(Bagasse),新鮮的甘蔗渣碳氮比很高, 不能直接使用, 經(jīng)過(guò)添加氮肥并堆漚處理后, 可成為與泥炭種植效果相當(dāng)?shù)牧己迷耘嗷|(zhì)。用甘蔗渣作育苗基質(zhì)的蔗
13、渣應(yīng)較細(xì),最大粒徑不超過(guò)5 mm; 用作袋培或槽培, 粒徑可稍大,但最大也不超過(guò)15 mm。,蘆葦末(reed residue),利用造紙廠廢棄下腳料, 添加一定比例的輔料(如雞糞等), 在發(fā)酵微生物的作用下, 堆制發(fā)酵合成優(yōu)質(zhì)環(huán)保型無(wú)土栽培有機(jī)基質(zhì)。已廣泛應(yīng)用于無(wú)土栽培和育苗之中, 尤其在長(zhǎng)江流域普遍采用。,復(fù)合基質(zhì)(compound substrates),復(fù)合基質(zhì)也叫混合基質(zhì), 是指兩種以上的單一基質(zhì)按一定比例混合而成的基質(zhì)。這些復(fù)合基質(zhì)包含了各種組成物料的優(yōu)良的理化性質(zhì), 克服單一物料的缺點(diǎn),有利于提高栽培效果。使用中針對(duì)不同植物, 復(fù)合基質(zhì)的組成不同, 如草炭、蛭石、爐渣、珍珠巖按2
14、: 2 :5 :1混合, 適于番茄、辣椒育苗; 按4 :3 : 1:2 混合, 適于西瓜育苗; 草炭和爐渣按1:1 混合適宜黃瓜育苗 。復(fù)合基質(zhì)的選用一定要在少量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行大規(guī)模使用。,基質(zhì)材料的開(kāi)發(fā)與重復(fù)利用,泥炭(sphagnum peat)具有理想的理、化條件, 是 迄今為止最好的無(wú)土基質(zhì)。然而泥炭是有限的資源,大量開(kāi)采會(huì)破壞沼澤地的生態(tài)環(huán)境, 因此從環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性出發(fā), 探求新的基質(zhì)已成為各國(guó)政府和學(xué)者刻不容緩的課題。二十世紀(jì)七十年代以來(lái), 國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者提出利用堆肥、農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物、下水道污泥等材料, 如紙泥(paper-sludge), 煤渣(coal bottom as
15、h), 橡膠屑(shredded rubber), 洋麻纖維( kenaf), 廢棉(cotton waste), 堆肥土(composted yard waste), 椰粉纖維(coconut coir dust), 魚(yú)骨堆肥(fishwaste Composting ) 生物固體(bio-solid), 污泥(sludge)等原料企圖以部分或全部取代泥炭的利用, 但因其性質(zhì)不易掌握或容易再造成污染, 一直無(wú)法動(dòng)搖泥炭的地位。,,自20世紀(jì)80年代后期以來(lái), 歐美國(guó)家頒布實(shí)施了有關(guān)環(huán)保法規(guī), 如禁止?fàn)I養(yǎng)液的排放以免污染地下或地表水源, 禁止泥炭資源的開(kāi)采等, 促使無(wú)土栽培逐步向環(huán)保型、經(jīng)濟(jì)型
16、、技術(shù)型的方向轉(zhuǎn)變 。另一方面, 如何處理與再利用廢棄基質(zhì), 也是保護(hù)環(huán)境的一個(gè)重要措施。由于基質(zhì)的結(jié)構(gòu)在灌溉和植物根系作用下有所改變, 同時(shí)基質(zhì)中積聚了根分泌物和鹽分, 以及可能存在的病蟲(chóng)等因素, 所以基質(zhì)重復(fù)利用前應(yīng)進(jìn)行處理, 如結(jié)構(gòu)重組、水分淋洗、消毒等。,無(wú)土栽培基質(zhì)應(yīng)具備的條件,1要有一定的透水性和保水性。基質(zhì)的透水性和保水性是由基質(zhì)顆粒的大小、性質(zhì)、形狀、孔隙度等因素決定的。 2無(wú)毒或不含有毒物質(zhì)。鈉離子、鈣離子的含量也不能過(guò)高。 3要有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)?;|(zhì)中加入營(yíng)養(yǎng)液和水后,基質(zhì)的pH要穩(wěn)定,其化學(xué)性質(zhì)也要穩(wěn)定不變。 4價(jià)格便宜,容易得到。,基質(zhì)的作用 供水、供營(yíng)養(yǎng)、供氧、供支
17、撐,1支持錨定植物。要求植物扎根于固體基質(zhì)中不致沉埋和傾倒。 2保持水分。 3透氣。固體基質(zhì)中透氣和持水兩者之間存在著對(duì)立統(tǒng)二的關(guān)系,即固體基質(zhì)中空氣含量高時(shí),水分含量就低,反之亦然。 4緩沖作用。緩沖作用可以使根系生長(zhǎng)的環(huán)境比較穩(wěn)定,即當(dāng)外來(lái)物質(zhì)或根系本身新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)危害作物根系時(shí),緩沖作用會(huì)將這些危害化解。,基質(zhì)的物理性質(zhì),影響作物生長(zhǎng)的主要物理因子有基質(zhì)的三相比,基質(zhì)的吸水性, 排水性, 再吸濕力及其表面水分散失特性等。反映其物理性質(zhì)的重要參數(shù)有容重(Bulk Density,DY)、總孔隙度(Total Porosity ,TY) 、通氣孔隙度(Air filled
18、 porosity ,AFP) 、粒徑分布(paticle size distribution)、容器容水量(Containe capasity,CC )等。,基質(zhì)的物理性質(zhì),對(duì)栽培作物生長(zhǎng)有較大影響的基質(zhì)的物理性質(zhì)主要有粒徑、容重、總孔隙度、持水量、大小孔隙比(氣水比)。 1基質(zhì)孔隙與粒徑: 粒徑即基質(zhì)顆粒的大小,通常用mm表示。可分五級(jí)(<1、1<<5、5<<10、10<<20、20<<50。單位:mm)基質(zhì)顆粒的大小直接影響到基質(zhì)的容重、總孔隙度和大小孔隙比。同一種基質(zhì)顆粒越細(xì),容重越小,總孔隙度越大,大小孔隙比越小。因此,生產(chǎn)要求基質(zhì)的顆粒不能太粗,也不能太細(xì)。 配制混合基質(zhì)時(shí),
19、顆粒大小不同的基質(zhì)混合后, 其總體積小于原材料體積的總和。栽培的基質(zhì)應(yīng)有較好的形狀, 不規(guī)則的顆粒具有較大的比表面(比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積), 因而持水力強(qiáng)。,總孔隙度是指基質(zhì)中持水孔隙和通氣孔隙的總和,以相當(dāng)于基質(zhì)的體積百分比()表示。 最適宜的基質(zhì)孔隙狀況是同時(shí)能提供20%的空氣和20-30%易利用水, 孔隙比在1:2-4范圍為宜。(孔隙比:土中孔隙容積和固相土粒容積的比值) 在基質(zhì)種類(lèi)的劃分中, 大孔隙占5一30%的基質(zhì)屬于中等 孔隙度,小于5%的屬低孔隙度, 而大于30%的屬高孔隙度。(0.1mm為大孔隙稱(chēng)通氣孔隙,0.0010.1mm為小孔隙稱(chēng)持水孔隙),大小孔
20、隙比稱(chēng)氣水比=通氣孔隙%/持水孔隙%,氣水比大,通氣好持水差. 花卉根系對(duì)大孔隙的需求各不相同。杜鵑、蘭花、秋海棠、桅子、大巖桐、觀葉植物等需要大孔隙值高些山茶、菊花、唐營(yíng)蒲、一品紅、百合等需要大孔隙度康乃馨、天竺葵、棕桐、草坪草、松柏等要求大孔隙可少些,基質(zhì)的通氣性,基質(zhì)的通氣性,一直以來(lái), 通氣孔隙度是表示基質(zhì)通氣性的最重要指標(biāo)。然而, 近年來(lái)的研究令這一傳統(tǒng)觀念受到質(zhì)疑, 認(rèn)為基質(zhì)的氣體擴(kuò)散率(任何物質(zhì)都不停的在做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)(分子運(yùn)動(dòng)論);擴(kuò)散是指某種物質(zhì)的分子通過(guò)不規(guī)則運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入到其他物質(zhì)里的過(guò)程;氣體擴(kuò)散是指某種氣體分子通過(guò)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入到其它氣體里;因?yàn)闅怏w分子的不規(guī)則
21、運(yùn)動(dòng)比較激烈,所以擴(kuò)散比較明顯。)可能比通氣孔隙度更為確切。有報(bào)道基質(zhì)中加入大顆粒樹(shù)皮或泥炭后,盡管通氣孔隙度增大, 但基質(zhì)的氣體擴(kuò)散下降了。更多的研究結(jié)果表明該種通氣限制存在于椰糠、木質(zhì)纖維與珍珠巖中。鑒于此, 今后應(yīng)以氣體擴(kuò)散率為基礎(chǔ), 深人研究基質(zhì)的通氣過(guò)程。,容器容水量,表示介質(zhì)中最大容水量。現(xiàn)在這一概念成了選擇基質(zhì)的決定性因子。容器容水量包括有效水 和無(wú)效水。而有效水又可分為極容易取得水分、次容易取得水、緩沖水分含量以及無(wú)效水分含量、飽和導(dǎo)水度(在水分飽和條件下,土壤的導(dǎo)水率又稱(chēng)土壤滲透系數(shù)) 等。另一個(gè)重要的基質(zhì)水分特性念是容器基質(zhì)的有效水。其定義為容器容量水勢(shì)(水勢(shì)為-1kPa1
22、0kPa)與水分緩沖容量水勢(shì)(水勢(shì)為-5kPa10kPa)的差值。 泥炭中腐殖酸含量多, 一旦失水干燥后易結(jié)硬塊,再濕性差, 灌溉水多會(huì)從旁邊流失, 造成氮素淋失, 易發(fā)生缺氮現(xiàn)象。因此, 長(zhǎng)期以來(lái),泥炭保濕性一直是研究的主題。對(duì)泥炭再吸濕力的研究導(dǎo)致了保濕劑與表面活性物質(zhì)(surfactants)的應(yīng)用。,2.容重 :,容重 :容重指單位體積內(nèi)干燥基質(zhì)的重量,用gL或gcm3表示。容重的大小主要受基質(zhì)的質(zhì)地和顆粒的大小影響?;|(zhì)的容重反映基質(zhì)的疏松、緊密程度。基質(zhì)的容重差異很大,同一種基質(zhì)由于受到壓實(shí)程度、顆粒大小影響,其容重也存在很大的差異。(用量筒或有體積刻度容器將干燥基質(zhì)裝至刻度倒出
23、稱(chēng)重即為容重) 一般認(rèn)為: 小于0.25g/cm3屬于低容重基質(zhì), 0.25-0.75g/cm3屬于中容重基質(zhì),大于0.75g/cm3屬于高容重基質(zhì), 而基質(zhì)容重在0.1-0.8g/cm3范圍內(nèi)作物栽培效果較好。,比重:,也稱(chēng)相對(duì)密度,固體和液體的比重是該物質(zhì)(完全密實(shí)狀態(tài))的密度與在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,3.98時(shí)純H2O下的密度(999.972 kg/m3)的比值。氣體的比重是指該氣體的密度與標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣密度的比值。液體或固體的比重說(shuō)明了它們?cè)诹硪环N流體中是下沉還是漂浮。比重是無(wú)量綱量,即比重是無(wú)單位的值,一般情形下隨溫度、壓力而變。比重簡(jiǎn)寫(xiě)為s.g. 密度是有量綱的量,比重是無(wú)量綱的量。,優(yōu)
24、良的基質(zhì)理化性質(zhì):,物理性質(zhì):固、液、氣三相比例恰當(dāng), 容重為0. 1 0. 8g/ cm3 , 總孔隙度在75% 以上, 大小孔隙比在0. 5 左右; 化學(xué)性質(zhì): 陽(yáng)離子交換量大, 基質(zhì)保肥性好, pH 值接近中性, 并具有一定的緩沖能力, 具一定的C/ N( 3/1)比以維持栽培過(guò)程中基質(zhì)的生物穩(wěn)定性,基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),是指影響基質(zhì)PH值和養(yǎng)分含量的因子,主要有基質(zhì)的化學(xué)組成及穩(wěn)定性, 酸堿性, 陽(yáng)離子交換量, 緩沖能力, 含鹽量等。它們相互作用、共同影響基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。 但是, 這些因子的影響效應(yīng)并不是同時(shí)或同等的。近年來(lái), 基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的研究主要集中于微量元素的固定、 滲透勢(shì)、 基質(zhì)鹽分
25、、N 的移動(dòng)性等。對(duì)有機(jī)化合物的微量元素的養(yǎng)分固定研究促成了泥炭珍珠巖肥料的成功研制, 豐富了微量元素的供應(yīng)。在北歐, 許多研究涉及巖棉或玻璃棉的性質(zhì), 如PH、 鹽分淋洗效應(yīng)等, 主栽作物西紅柿、黃瓜、月季已實(shí)現(xiàn)了礦質(zhì)棉栽培的精確管理。,1.化學(xué)穩(wěn)定性,基質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性是指發(fā)生化學(xué)變化的難易程度,主要由無(wú)機(jī)礦物組成的基質(zhì),如沙、石礫,如其成分由石英、長(zhǎng)石、云母等礦物組成,則其化學(xué)穩(wěn)定性最強(qiáng);由角閃石、輝石等組成的次之;而以石灰石、白云石等碳酸鹽礦物組成的最不穩(wěn)定。前二者在無(wú)土栽培生產(chǎn)中,不會(huì)產(chǎn)生影響營(yíng)養(yǎng)液平衡的物質(zhì);后者則會(huì)產(chǎn)生鈣、鎂離子而嚴(yán)重影響營(yíng)養(yǎng)液的化學(xué)平衡,這是無(wú)土栽培中要經(jīng)常注意的
26、問(wèn)題。,由植物殘?bào)w構(gòu)成的有機(jī)基質(zhì),如泥炭、木屑、稻殼、甘蔗渣等,其化學(xué)組成比較復(fù)雜,對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的影響較大。從影響基質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性的角度來(lái)劃分其化學(xué)成分類(lèi)型,大致可分為3類(lèi):第一類(lèi)是易被微生物分解的物質(zhì),如碳水化合物中的糖、淀粉、半纖維素、纖維素、有機(jī)酸等;第二類(lèi)是有毒物質(zhì),如某些有機(jī)酸、酚類(lèi)、丹寧等;第三類(lèi)是難被微生物分解的物質(zhì),如木質(zhì)素、腐殖質(zhì)等。含第一類(lèi)物質(zhì)多的基質(zhì)(新鮮稻草、甘蔗渣等),使用初期會(huì)由于微生物活動(dòng)而引起強(qiáng)烈的生物化學(xué)變化,嚴(yán)重影響營(yíng)養(yǎng)液的平衡,最明顯的是引起氮素的嚴(yán)重缺乏。含有第二類(lèi)物質(zhì)比較多的基質(zhì)會(huì)直接毒害根系。所以第一、二類(lèi)物質(zhì)較多的基質(zhì)不經(jīng)處理是不能直接使用的。含第三類(lèi)
27、物質(zhì)為主的基質(zhì)最穩(wěn)定,使用時(shí)也最安全,如泥炭、經(jīng)過(guò)堆漚處理后腐熟了的木屑、樹(shù)皮、甘蔗渣等。堆漚是為了消除基質(zhì)中易分解物質(zhì)和有毒物質(zhì),使其轉(zhuǎn)變成以難分解的物質(zhì)為主體的基質(zhì)。,2.無(wú)土栽培基質(zhì)的酸堿性應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定,pH值表示基質(zhì)的酸堿度。pH=7為中性,PH<7為酸性,pH7為堿性。pH變化一個(gè)單位,酸堿度就增加或減少10倍。例如pH5較pH6酸度增加10倍,較pH7酸度增加100倍。 基質(zhì)的酸堿性各不相同,既有酸性的,也有堿性的和中性的。無(wú)土栽培基質(zhì)的酸、堿性應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定,且最好呈中性或微酸性狀態(tài)。過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)液的平衡和穩(wěn)定。 多數(shù)觀賞植物比較適應(yīng)5.56.5的pH值范圍,但
28、基質(zhì)的 pH值以6.5(微酸性)7.0(中性)為宜,并且最好容易人為調(diào)節(jié),又不會(huì)供液后影響營(yíng)養(yǎng)液某些成分的有效性,導(dǎo)致植物出現(xiàn)生理障礙。,3.鹽基交換量(base exchange ),鹽基交換量是指基質(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。鹽基交換量可表示基質(zhì)對(duì)肥料養(yǎng)分的吸附保存能力,并能反映保持肥料離子免遭水分淋洗并能緩緩釋放出來(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。 通常情況下, 盆栽時(shí),基質(zhì)的鹽基交換量(CEC)在10一100me/100m3比較適宜, 小于偏低, 大于 偏高。若較低, NH3等元素容易被淋洗, 需要補(bǔ)充氮素以維持植物健康
29、生長(zhǎng) me:離子毫克當(dāng)量(每毫升溶液中所含溶質(zhì)的毫克當(dāng)量數(shù)),4.基質(zhì)的電導(dǎo)率,基質(zhì)的電導(dǎo)率也叫電導(dǎo)度,是指基質(zhì)未加入營(yíng)養(yǎng)液之前,本身具有的電導(dǎo)率,用以表示各種離子的總量(含鹽量),一般用毫西門(mén)子/厘米(mS/cm)表示。電導(dǎo)率是基質(zhì)分析的一項(xiàng)指標(biāo),它表明基質(zhì)內(nèi)部已電離鹽類(lèi)的溶液濃度。它反映基質(zhì)中原來(lái)帶有的可溶鹽分的多少,將直接影響到營(yíng)養(yǎng)液的平衡?;|(zhì)中可溶性鹽含量不宜超過(guò)1000mg/kg,最好500mg/kg。,受海水影響的沙,常含有較多的海鹽成分;煤渣含代換鈣高達(dá)9247.5mg/kg;某些植物性基質(zhì)含有較高的鹽分,如樹(shù)皮、炭化稻殼等。使用基質(zhì)前應(yīng)對(duì)其電導(dǎo)率了解清楚,以便用淡水淋洗或作
30、其它適當(dāng)處理。 基質(zhì)的電導(dǎo)率和硝態(tài)氮之間存在相關(guān)性,故可由電導(dǎo)率值推斷基質(zhì)中氮素含量,判斷是否需要施用氮肥。一般在花卉栽培時(shí),當(dāng)電導(dǎo)率值小于0.370.5mS/cm時(shí)(相當(dāng)于自來(lái)水的電導(dǎo)率值),必須施肥;電導(dǎo)率值達(dá)1.32.75mS/cm時(shí),一般不再施肥,并且最好淋洗鹽分;栽培蔬菜作物時(shí)的溶液電導(dǎo)率值應(yīng)大1mS/cm。,5.基質(zhì)的生物性質(zhì),有機(jī)基質(zhì)中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)占基質(zhì)的比例表示,當(dāng)無(wú)土介質(zhì)的C/N超過(guò)30, 便會(huì)造成植物與微生物奪氮而導(dǎo)致早期缺氮。碳氮比很高的基質(zhì),即使采用了良好的栽培技術(shù),也不易使植物正常生長(zhǎng)發(fā)育。因此,木屑和蔗渣等有機(jī)基質(zhì),在配制混合基質(zhì)時(shí),用量不要超過(guò)
31、20%,或者每立方米加 8kg氮肥,堆積23個(gè)月,然后再使用。另外,大顆粒的有機(jī)基質(zhì)由于其表面積小于其體積,分解速度較慢,而且其有效碳氮比小于細(xì)顆粒的有機(jī)基質(zhì)(細(xì)鋸末的碳氮比為1000:1,而直徑0.5cm的粗鋸末的碳氮比則為500:1)。所以,要盡可能使用粗顆粒的尤其是碳氮比低的基質(zhì)。 一般規(guī)定,碳氮比200:1500:1屬中等,小于200:1屬低,大于5001屬高。通常,碳氮比宜中宜低而不宜高。C/N=30左右較適合于作物生長(zhǎng)。,6.基質(zhì)的緩沖能力,基質(zhì)的緩沖能力是指基質(zhì)在加入肥料后,基質(zhì)本身所具有的緩和酸堿性(pH值)變化的能力。緩沖能力的大小,主要由鹽基交換量以及存在于基質(zhì)中的弱酸及鹽類(lèi)的多少而決定。 含有較多的腐殖質(zhì)的基質(zhì)對(duì)酸堿兩性都有緩沖能力。依基質(zhì)緩沖能力的大小排序,則為:有機(jī)基質(zhì)無(wú)機(jī)基質(zhì)惰性基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)液。在常用基質(zhì)中,有些礦物性基質(zhì)有很強(qiáng)的緩沖能力,如蛭石,但大多數(shù)礦物性基質(zhì)緩沖能力都很弱。因此,應(yīng)了解清楚基質(zhì)的緩沖能力,以便利用其優(yōu)點(diǎn),避免其缺點(diǎn)。,,Thank you,
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