固化基质设计

    无土栽培基质是能为植物根系生长提供稳定、良好的根际环境的生长介质。质量无土栽培基质要能为植物生长提供稳定、协调的水、肥、气、热根际环境条件,具有支持锚定植物、保持水分和透气的作用,有机栽培基质还具有缓冲作用,可以使根际环境保持相对稳定[1]。有机废弃物是较好的无土栽培基质的原料,例如椰糠,稻壳,花生壳等,但有机废弃物中含有的一些有害物质必须经过特定的工艺处理后,才能用于作物栽培。目前,有机废弃物的处理方法以堆制发酵为主,然后将堆制基质与无机基质混合使用。有时也用碳化的方式处理,比如稻壳,处理后的炭化稻壳由于含有硫酸盐等灰分,其碱性较强,可与泥炭混合使用,或者经过淋洗去除强碱性。 海绵质人造土壤是一种可固定形状的栽培基质，让城市绿化更简单、清洁、效率。固化基质设计

    基质不*要有生产之初的结构稳定性，还要在运输、使用和植物生长过程中维持基质结构稳定不变。在基质结构稳定性方面，基质特别是发酵生物质基质中所含有机物未发酵彻底、基质灌溉的旱涝交替、基质原料抗分解能力的差异，都可能在运输、储藏和使用过程中影响基质结构的稳定性，产生严重的水气平衡失调问题。根据基质结构稳定性，可以将基质原料结构稳定性划分为3种类型：（1）物理稳定的刚性材料。干湿交替不会导致基质总体积和固相与孔隙空间的变化，如蛭石、珍珠岩和树皮等。（2）物理不稳定的弹性材料，干时收缩，湿时膨胀，同时产生不可逆的总体积减少和相当大的孔径分布改变，导致通气程度降低，持水程度增加，中**解的草本泥炭和藓类泥炭就是这种物料的典型**。（3）中间材料，具有假弹性行为，在干时体积收缩，但湿润时体积能完全恢复到原状，基质物理性质没有根本改变，弱分解的藓类泥炭就具有如此特征。 重庆生态固化基质公司有时也用碳化的方式处理,比如稻壳,处理后的炭化稻壳由于含有硫酸盐等灰分。

    目前人工调制基质可以分为4种，不同基质具有不同的水分特征和空气含量，适应不同的作物类别（图1）。Ⅰ类基质：具有高度水分有效性和高通气，其有效水体积大于25%，空气体积大于>25％。这种基质特性虽然易于从藓类泥炭调制获得，但也可以通过多种原料调制得到上述优良性状。这种理想基质的优点在于水分管理方便，限制因素少。Ⅱ类基质：具有较高水分有效性和较弱通气性。由于基质颗粒较细，因此比Ⅰ类基质持水性更强。该类基质的主要缺点是有阻断植物根系氧气供应的潜在风险，强分解泥炭和草本泥炭就是典型例子。Ⅲ类基质：具有低水分有效性和高通气。此类基质如果单独用，需要频繁的低剂量灌溉。因此，这种基质需要混合Ⅰ类基质和Ⅱ类基质，以便改进其通气性。许多有机、矿物基质原料具有这些特征，如树皮（新鲜的和发酵的）树木纤维、珍珠岩和火山灰。Ⅳ类基质：具有高水分有效性、低水分缓冲性。这类基质的纤维内部含水很少或基本没有，水主要储存在颗粒接触点附近。这些颗粒结构材料包括岩棉、木纤维等。基质对分吸持能量太小，导致水分布不规则，在栽培容器中上部基质中具有极高的气水比，而在栽培容器的底部气水比则极低。因为此类基质水分有效性高。

    大部分为阔叶林木屑。pH值一般呈酸性,容重及孔隙比适宜,但缺乏微量元素(Fe,Zn,Mn),有时还含有毒物质,对植物生长有害。新鲜的木屑不能直接用作基质的材料,一般是先用于菇类养殖,然后再充分发酵堆置,则成为很好的有机基质材料。来源丰富、容重轻、吸水保水性较好;C/N比过高,单独使用要补充大量N肥,否则易造成植株缺N;基质较偏酸性,可与碱性基质(如灰)混合使用。锯末作为栽培基质受到越来越多的关注.但其含有大量杂菌及致病微生物,需经过适当处理和发酵腐熟才能应用.使用高温灭菌和杀苗剂,能杀死有害病菌,但使基质中的有益微生物减少,且不能使这种高碳氮比锯末中的碳素得到有效降解.CsdUe认为经过堆制的有机材料大多可以减少病菌(包括和细菌),机理是微生物之间相互拮抗的结果,可以利用这一性质在配制时省去高温灭菌和使用杀菌剂这些程序.锯末碳素含量较高,即使经过发酵腐熟分解后碳氮比值较高,也不宜直接作为育苗基质,在锯末中加入一定量的氮源可有助于碳素的降解。 锯木屑，木材加工过程中形成的小块碎屑，根据粒径大小可分为不同规格.

    对栽培作物生长有较大影响的基质化学性质主要有基质的化学组成及由此而引起的化学稳定性，酸碱性，物理化学吸收能力（阳离子代换量）.缓冲能力和电导率。◎基质的化学稳定性是指基质发生化学变化的难易程度。无土栽培基质要求有较强的化学稳定性，以减少其对营养液平衡的影响。基质的组成成分不同，其化学稳定性存在较大差异。①由无机矿物构成的基质如砂，石砾等.若其由石英．长石、云母等矿物组成。化学稳定性**强∶由角闪石、辉石等组成的次之;而以石灰石，白云石等碳酸盐矿物组成的化学性质**不稳定，产生的。②由植物残体构成的基质，如泥炭、木属、稻壳．甘蔗渣等．其组成成分复杂，对营养液的影响较大，其组成成分大体分为三类，一类是易被微生物分解的物质，如糖，淀粉、有机物等。使用初期易引起N缺乏;一类是有毒物质，如某些有机酸.酚类、丹宁等，0根系，还有一类是不易分解物质，如木质素．腐殖质等，这类基质**稳定。使用时**安全。如泥炭和经过堆沤处理后腐熟了的木屑.树皮.甘蔗渣等。作为无土栽培基质，含***，第二类物质较多的基质不经处理是不能直接使用的，比较安全的办法是要将其沤制腐熟后再使用，堆沤是为了消除基质中易分解物质和有毒物质。 椰糠，是椰子外壳纤维粉末，材料呈酸性，保水能力较强，能够压缩成比较小的体积，吸水膨胀后再使用。浙江固化基质效果图

钵块的材料可用岩棉、草炭、椰壳发酵物等。固化基质设计

采用环刀法测定基质的物理指标时，环刀容积较小( 100 cm3) ，基质孔隙度较大，导致误差较大。通 过不同基质量容重对比分析可知，选用 3 L 基质量测其物理指标精度能满足要求，浸泡时间以 24 h 为 宜，倒置时间以 8 h 为宜。取已知体( 容) 积( V≥4 L，标出 3 L 线并用小刀凿以小缝隙) 的塑料烧杯，称 净重( W1 ) ; 把自然风干的待测基质装填入塑料烧杯至 3 L 线，称重( W2 ) ; 然后将装有基质的塑料烧杯用 两层湿纱布封口，并将所凿缝隙用防水胶布封住，浸泡在水中 24 h 后( 水位线始终要没过容器顶部至少 2 cm) ，从水中取出，除去封口胶布，让 3 L 线以上水分自由溢出，即为饱和水状态下称重( W3 ) ，并将封 口用的湿纱布称重( W4 ) ; ***用湿纱布包住塑料烧杯后倒置，让烧杯内的水分( 重力水) 自由沥干，称 重( W5 ) 。按以下公式计算各物理指标:

容重( g /cm3) : BD = ( W2 － W1 ) /3 000．

持水能力( % ) : θf = ( W5 － W1 － W4 ) /( W2 － W1 ) × 100．  

总孔隙度( % ) : TP = ( W3 － W2 ) /3 000 × 100． 

通气孔隙( % ) : AFP = ( W3 + W4 － W5 ) /3 000 × 100．

 持水孔隙( % ) : WFP = TP － AFP. 

气水比 = 通气孔隙度 AFP /持水孔隙 HWP. 

针对所选材料，测定其各项物理指标。

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