花卉无土栽培基质与类型.doc

花卉无土栽培基质与类型-作者：-日期：一、无土栽培的概念及其特点(一)无土栽培的概念：所谓无土栽培技术就是将植物放在没有土壤的容器中进行栽培的技术。只要有一定的栽培设备并采取一定的管理措施，作物就能正常生长，并获得高产量。由于栽培作物不是用天然土壤，而用营养液浇灌来培养作物故称之为无土栽培，又称为溶液培养或水培。农业的发展方向是：土壤农业设施农业无土农业植物工厂。无土栽培不仅需要正确的植物营养生理知识，还需要良好的环境控制技术。它属于农学和工学的交叉技术，不仅涉及作物田间管理和适合植物生长发育的营养液配方，而且需要合理的设施结构设计、环境控制、供液和供氧控制等。因此，在我国应该研制制和开发成本低、节约能源、操作简单实用的无土栽培体系，并加快无土栽培技术的普及与推广。(二)无土栽培的优点：无土栽培是农业技术发展史上的技术革命之一，是超越设施农业的更高层次的农业生产方式。无土栽培使植物在人为控制的最适条件下生长发育，加上设施栽培的环境控制，基本可以摆脱自然环境的制约而实现真正意义上的周年生产，所以应称之为第三代农业。无土栽培的特点是以人工创造的作物根系生长环境，取代土壤环境，它不仅能满足作物对养分、水分、空气等条件的需要，而且对这些条件按要求加以控制调节，以促进作物更好的生长，并获得高产。所以，无土栽培的作物通常生长发育良好，产量高，品质上乘。无土栽培具有高产、高品质、无污染、无土壤病害、节约用水等很多优点。(三)无土栽培的应用范围：由于无土栽培摆脱了土壤栽培的限制，因而其应用范围很广。1.用于蔬菜栽培：培养无污染的绿色食品，深受人们的重视。2.用于花卉栽培：无论是切花或是盆花都适合无土栽培，无土栽培的花卉不仅花头大，而且颜色鲜艳。3.用于栽培药用植物：许多药用植物都是根用植物，根的生长环境十分关键，无土栽培可为药用植物提供良好的生长环境，因而种植效果十分明显。4.用于果木栽培：无土栽培培育的幼苗，生长快，成活率高。5.用于生产食用菌：英国等西方国家用无土栽培方法生产食用菌，已获得成功。此外，在没有土地的城市楼顶、阳台上可发展无土栽培种植蔬菜和花卉，以调节生活，美化环境，在荒岛、沙滩和不适宜种植的沙、石、盐碱地，可大面积发展无土栽培蔬菜，解决或缓解食品供应的问题。二、无土栽培发展历史概况19世纪中叶，德国科学家萨克斯和他的学生Knop在1860年前后成功地在营养液中种植植物，并对营养液培养技术、营养液配方进行了研究，他们先后为无土栽培的理论与技术奠定了基础。1929年，美国的WFGerioke进行了大规模的无土栽培研究，用营养液种出的番茄，单株收果实14kg，到20世纪40年代，无土栽培作为一种新的栽培方法，陆续用于农业生产。不少国家都先后建立起了无土栽培基地，有的还建起了温室。在第二次世界大战期间，英国空军在伊拉克沙漠、美国在威克岛曾先后用无土栽培的方法生产蔬菜作物，供应战时的需要。后来，各国都在应用无土栽培的技术，并获得较大的发展。1955年，在荷兰举行的第14届国际园艺会议期间，一些无土栽培研究者发起成立了国际无土栽培组织(简称IWOSC)，1980年改称为无土栽培学会(简称ISOSC)。我国无土栽培的研究和应用于生产始于20世纪70年代，主要是水稻无土育秧，蔬菜作物无土育苗。1980年全国成立了蔬菜工厂化育苗协作组，除研究无土育苗外，还进行了保护地无土栽培技术研究。无土栽培虽是一门年轻的科学，但它已经发展应用到许多领域，这与它具有许多优点是分不开的。三、花卉营养生理基础花卉的营养生理是指花卉吸收、运输、贮存和利用各种营养物质的规律。花卉营养有两大类：无机营养和有机营养。有机营养是从无机营养转化来的。因此,花卉营养从根本上说都是来自无机物。花卉营养的功能有三大类：提供生命活动所需的能源；提供电子供体(还原剂)用以制造还原型辅酶以供生物合成之用；提供原料用以制造结构及功能组织。营养不足,花卉表现出营养不良症状,通常叫做缺素症。了解花卉营养生理的目的就在于根据花卉营养的需求规律,提供最合适的保障。(一)花卉无机营养的生理作用：到目前为止,已知的植物必需元素有16种。还有一些有益元素,有人把它们叫做候补必需元素。按植物营养元素的生物化学作用和生理功能把植物所需的必需元素划分为四组,见表1。表1植物必需元素在体内的含量和主要功能组别元素在干物质中的含量主要功能微摩/克百分含量%碳(C)4000045有机化合物组分氢(H)600005有机化合物组分氧(O)3000045有机化合物组分氮(N)10001.5氨基酸、蛋白质、辅酶、核酸组分磷(P)300.1含硫氨基酸、蛋白质、辅酶A组分硫(S)600.2三磷酸腺苷(ATP)、烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADP)代谢反应中间体(如糖磷酸),细胞膜磷脂和核酸组分。钾(K)2501约60种酶(如丙酮酸激酶)的活化剂,蛋白质合成所必需,调节渗透压,调节叶子和保卫细胞以渗透势为基础的运动。钙(Ca)1250.5酶活化剂(如-淀粉酶和质膜三磷酸腺苷酶),细胞膜透性所必需,在细胞壁中与果胶质结合。镁(Mg)800.2大多数酶的活化剂,特别是三磷酸腺苷转移酶,叶绿体的成分。锰(Mn)1.00.050IAA氧化酶、苹果酸酶和异柠檬酸脱氢酶的活化剂,水光解(可能是氧化还原转换Mn2+Mn3e)所必需。锌(Zn)0.300.0020酶活化剂(如脱氢酶、醛缩酶、磷酸酯酶、DNA及RNA聚合酶、碳酸酯酶和IAA合成酶等),80多种酶的成分,但如不与植酸结合难以被吸收。铁(Fe)2.00.010细胞色素组成成分(Fe3+e-Fe2+)铜(Cu)0.0940.0006细胞色素氧化酶和质体蓝素组分(Cu2+e-Cu+)钼(Mo)0.0010.00001参与NO3-还原酶、N2还原酶和根瘤菌还原酶胞色素组成成分(Mo6+e-Mo5+)硼(B)2.00.002细胞膜活性、根生长对硼缺乏非常敏感。氯(Cl)3.00.010与渗透、电荷平衡、水光解有关。注：元素在干物质中的浓度低于3.0微摩/克的为微量元素,在过去的资料中用ppm表示。钼、铜、锌、锰、铁、硼和氯分别为0.1.6、20、50、100、20和100ppm。第组：结构元素,碳(C)、氢(H)、氧(O)、氯(N)、磷(P)和硫(S)。它们是生物体化合物(碳水化合物、蛋白质、脂类、核酸)的结构成分和代谢反应的中间体。例如构成细胞壁的成分,几乎全是碳水化合物和含碳、氢、氧的化合物,细胞质主要是由碳、氢、氧、氮和少量硫所组成的蛋白质；细胞器里的核酸是由碳、氢、氮和磷所组成。第组：酶活化剂,钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、锰(Mn)和锌(Zn)。其中,钾一直被看作是调节细胞渗透势的元素,实际上钾的作用更重要的是调节酶活性和参与物质的运输。钙的作用自从发现钙调蛋白之后有了更全面的认识,它不仅是细胞壁的成分而且在调节细胞膜通透性方面起重要作用。但钙过量对植物生长不利,特别是像杜鹃花一类嫌钙植物,在钙质土上生长不良,其机理还不十分清楚。北方水土碱性地区,自来水中的钙、镁含量很高,在设计营养液配方时应该考虑这一因素,否则容易造成营养液的钙、镁的比例过高。第组：氧化还原剂,铁(Fe)、铜(Cu)和钼(Mo)。以其多价态进行氧化还原(电子供体和受体)反应的元素。在呼吸作用和光合作用过程中,靠这些元素的价态变化传递能量,实现呼吸电子传递链和光合电子传递链,产生三磷酸腺苷。第组：功能尚未确定的元素,硼(B)和氯(Cl)。硼在土壤中以硼酸根离子(BO3)形式存在。当缺硼时,脱氧核糖核酸、核糖核酸合成减少,但尚不能建立它们之间的联系；最近研究表明,硼与细胞膜系统的物质运输有关。缺硼时根尖的伸长迅速受到抑制,这表明,硼有可能参与根的生长。氯是在使叶绿体隔离,保持其空间距离方面所必需的,也很可能作为钾的陪伴阴离子,但这也不及硝酸根离子(NO3-),其作用还需进一步研究。(二)缺素和元素过量症状：花卉植物缺乏必需元素显然会出现生长不良,这在过去的文献中已有大量阐述。但对元素过量的危害重视不够,我们提倡营养平衡,营养缺乏或营养过剩都不利于植株生长。植物的养分状况能比较集中地在叶子上表现出来。因此,很多年以来人们都是根据叶色和叶斑判断植株的营养是否正常,必要时以其他器官的特征作为辅助判断。有关植物必需元素的缺乏和过量症状归纳于表2。表2植物必需元素的缺乏和过量症状元素缺乏症状过量症状氮(N)老叶先淡绿或黄色,植株矮小,枝纤细。叶大、茎长、徒长、茎木质化程度低磷(P)老叶先暗绿,易过早脱落,叶脉紫红色。叶肥厚、密集、色浓。植株矮小、节间短、早熟。钾(K)老叶先出现斑驳失绿,叶缘叶尖坏死,叶身卷曲发黑枯死。引起缺镁症。钙(Ca)幼叶尖或缘白化坏死,顶芽白化枯死,根尖停止生长、变白和死亡。引起缺铁、锰、镁,干扰锌的吸收。镁(Mg)老叶脉间先失绿,有时有红、绿、紫等鲜明色泽。叶暗绿,小叶和年轻叶子卷曲,毒害可被高浓度钙减轻。硫(S)与缺氯相似,但先从幼叶开始,叶脉失绿,如(茶黄病)叶蓝绿,小叶卷曲,限制钙的吸收铁(Fe)幼叶脉间失绿,叶脉绿色老叶褐色斑,根灰黑色,易腐烂锌(Zn)节间生长严重受阻,叶畸形,脉间失绿,簇生植株对过量锌的耐受力较强锰(Mn)幼叶脉间失绿,有坏死斑点缺铁症,缺钙症铜(Cu)幼叶叶尖坏死,叶片枯萎发黑,花器褪色新叶失绿,老叶坏死,叶柄、叶背紫红色,很像缺铁硼(B)幼叶基部失绿、枯死、捻曲,老叶变厚、变脆、畸形,茎木栓化,花器发育受阻,果小畸形成熟叶片尖端和边缘出现白化斑驳,幼苗可以通过吐水泌硼钼(Mo)老叶脉间失绿,叶缘坏死,有大小不一的黄或橙色斑。叶片扭曲呈杯状,变厚枯焦,十字花科呈鞭尾叶植株耐受力强氯(Cl)叶尖凋萎,尔后叶片失绿,呈青铜色,以致坏死叶缘似烧伤,早熟性发黄,叶片脱落(三)无机营养的吸收 无机营养主要通过植物的根吸收。叶片也可吸收,这叫根外施肥。植物吸收无机营养的特点：植物对离子的吸收具有选择性。植株在营养液中生长时,营养液的浓度在几天内会发生明显变化,钾、磷酸根离子和硝酸根离子的浓度明显降低,而钠和硫酸根离子的浓度变化不明显。生长在淡水中的丽藻细胞的液泡中,钾、钠、钙和氯的浓度远比淡水里的浓度高；而生长在含盐量高的海水中的法囊藻的细胞液中,只富集大量的钾和氯,而钠和钙的浓度却比海水中相应离子的浓度低很多。植物对离子的选择性吸收特点给我们以下启示：第一,植物为了正常生长,从环境中吸收各种无机营养,即使营养液中的离子浓度与体内的浓度不一致也没关系,根系可以从中有选择地吸收。因此,无土栽培的营养液中各种离子的浓度允许有一定范围。第二,营养液中各种离子的浓度必须保持在植株合适的范围内。,离子浓度过低植株表现出缺素症,浓度过高表现出中毒症。因此,植物要求介质中离子的浓度有一个合适的范围,超过这个范围就会出现失调。从这个意义上说,无土栽培的营养液又必须根据植株需要设计出最合适的配方。第三,无土栽培的营养液必须经常更换才能保持其离子浓度的相对稳定性。由于植株选择性吸收的结果改变了营养液中的离子平衡,超过一定范围将导致营养失调,因此,必须及时更新和补充新的营养液,以保证植株正常生长分化。四、影响植物营养代谢的环境因素(一)基质因素：基质(介质)主要是指根系所处的环境物质。其温度、水分含量、通气状况、养分浓度、氢离子浓度(pH值)都影响无机物的吸收和根系的生理功能。基质温度一般比气温低,通常以1525最合适,在冬季,如果有条件,把根系温度控制在该范围内,可以促进花卉生长。在夏季,基质温度不应过低或过高,否则根系功能受限制,造成地上部分的伤害。例如,在炎热的天气,给根浇冷水,根的呼吸作用受到限制,减少了吸水和吸收养分的动力,地上部分因得不到足够水分而萎蔫。冬季根系的最低温度应保持在510为宜。水分与通气是相互矛盾的,水分多则占用气体空间,使基质的氧气供应减少,二氧化碳排不出去,造成根系缺氧窒息。水分不足,根系吸收不到足够的水分而干死。基质的水分多少要根据植物及其所处的特定环境而决定。养分的浓度和养分量是限制植物吸收无机营养的最主要因素之一。因为其他条件再好,没有足够的养分供应也无济于事。植物对养分的利用规律主要是：植物对养分的需求和忍耐有一个合适的范围,超过或低于该范围将出现中毒或缺素症。植物对养分的吸收具有选择性。因此即使营养液的离子比例不是很合适也没关系,只要在有效范围内,植物可以选择性地吸收所需的养分。氢离子浓度(pH值)对植物营养生理影响极大、根系对氢离子浓度的适应性与植物的遗传性有关。有的根系能在酸性基质中生长良好,如杜鹃花；有些根系在中性甚至偏碱的基质中生长良好,如菊花。植物对氢离子浓度的反应主要在根部。简单的实验可以证明这一点,不耐低氢离子浓度(pH高)的植物如杜鹃花,嫁接到较耐低氢离子浓度的砧木上同样生长良好。相反特耐碱植物嫁接到不耐碱的砧木上也同样生长良好。这表明根系生理是植株抗性的基础。(二)大气因素：大气因素主要有光照、温度、大气水分和气体成分等。光的强弱、光质(光谱)和光照时间是控制花卉植物生长发育的重要因素之一,它主要影响植物的光合作用、光控发育系统,从而间接地控制着营养和水分的吸收。生产上常常采用控制光照的办法改变植物的光合作用,从而控制其生长分化。温度是影响酶活性的最重要因素,也是影响酶参与的所有生化反应的最重要因素。通常气温的变化比基质温度快,在极端温度下地上部分虽然受害,只要保持根系的正常,仍然具有吸收水分和无机盐的功能,地上部分还会萌生。大气水分包括各种降水和空气湿度。对于一些花卉而言,平时浇水都不少,但生长缓慢,而一旦降水,植株的无机营养和有机营养的生理代谢都加快,植株很快就长起来。在有条件的温室或基地,如果能模拟大气降水,可以明显地促进植株生长。大气的气体成分对花卉生长和质量都有重要影响。大气污染物如二氧化硫(SO2)、酸雾、氟化物等对兰花生长不利。而有些植物如吊兰对一些有毒气体吸收能力很强。实际上大气中的二氧化碳对人体是有害的,但所有植物都能吸收二氧化碳并放出氧气,与我们人类形成相辅相成的营养关系。五、花卉无土栽培的类型(一)基质培基质培无机基质培颗粒基质沙砾石膨胀陶粒泡沫基质:聚乙烯、聚丙烯、尿醛纤维基质:岩棉其它: 珍珠岩、蛭石有机基质培草炭、锯末、树皮、稻壳、麦秸、稻草、砻糠、棉籽皮基质培概念在一定的容器中装入固体基质，固定植物，并通过向基质浇灌营养液，为栽培的植物提供营养、水分和空气等进行栽培的形式。基质培特点有基质固定并保持和供应营养液和空气。基质培形式：基质槽式栽培、基质盆式栽培、柱式立体无土栽培。 1.沙培：塑料、离子交换剂等作基质进行无土栽培均属此类。该方法是以直径小于3mm的松散的颗粒基质作为根系生活的介质。早在20世纪30年代就有人进行研究,现已发展为多种形式。(1)新泽西法：液桶装在大约lm高处,桶内装营养液,液体从管中流下,注入栽培床的沙里。后来改用防水的槽,用抽水机一日数次将营养液抽入槽内,全部机械化操作。其缺点是费用高,须在室内进行。(2)表面浇灌法：植株种在沙子里,营养液用管子或喷液器达到沙层表面,液体任其排走。这种方法浪费营养液,下雨时槽内可能积水。(3)自动稀释表面浇灌法：在沙层下面铺一层直径2mm的砾石,抽水机从50升贮液罐中抽取营养液排放到沙层表面。(4)滴灌法：在高处的水池中装营养液,通过输液管将营养液传送到种植床的沙里,在沙层下面铺塑料膜并将多余的营养液收集到穴中,随时抽回贮水池内。此法要定期检查营养液的氢离子浓度。一种适用的滴灌系统见图4。(5)干施法：这是一种改良的沙培法。将干燥的养分混合物定期撒在沙床上,立即淋水。总的说来,沙来源丰富,价格低。但沙培法(特别是细沙)营养液循环慢,不能带进充分的氧。要使根系环境有充分的氧,沙培法不易掌握,太干植株萎焉,太湿空气不足。大规模生产很少用沙培。2.砾培：砾培也适合陶粒培、珍珠岩培等,以直径大于3mm的结构颗粒作基质,植物生长在多孔的或无孔的基质中。砾培设备包括：盛营养液的槽、培养床、水泵、水管或流水槽。供给营养液的方法有2种：(1)下方灌溉(即美国系统)：其特点是营养液从罐里抽入培养床,使新的溶液与旧的溶液相混合。在不透水的糟内装入砾石或其他比沙粗的基质如陶粒、珍珠岩等。厚1520cm,从下面定期灌入营养液,然后任其溢出。悬在砾石或根系表面的原来的营养液与新灌入的营养液混合后从同一条管道排回罐中。整个系统自动化,借助营养液的流入流出,使根系得到充分接触空气的机会,如图45所示。(2)上方灌溉(即荷兰系统)：其特点是完全更换基质中的旧的营养液。营养液通过泵打入培养床的上表面,而多余的营养液从另一条管中排回,排回时流动强烈。营养液从高处自由落下,因而通气好。3.蛭石培：蛭石培也适合珍珠岩培,栽培床(槽)可以用砖垒,也可用泡沫塑料板(聚苯板)做,内衬塑料膜,可以种植株24行,灌溉系统用聚乙烯软管送入栽培床。其他方法同沙、砾培。这种基质的特点是吸水量大,保水保肥,但过大的吸水量易造成通气不良而烂根,应特别注意。蛭石还可以与珍珠岩、泥炭等混合。4.珍珠岩培：在栽培床里垫入珍珠岩作基质,可栽培植物,也适合种植根系粗壮的花卉。珍珠岩的吸水量超过自身重量的4倍,是生产鲜切花和扦插育苗的好基质。珍珠岩与泥炭混合是很好的栽培基质。5.岩棉培：自1968年由丹麦岩棉社研究开发以来,现在,世界上已有90%以上的无土栽培用岩棉作为基质培育或固定植株。但由于岩棉在自然环境中不易降解,造成环境污染,现在多采用蛭石取代岩棉作为基质的方法。岩棉培也适合脲醛等塑料基质培。将岩棉切成不同大小的块状,适用于营养膜技术和搬运频繁的盆花栽培。岩棉培的特点是根系不能从中拔出,只能以小块套入大块的方式更换基质,用以栽培多年生的矮化花卉或盆景很合适。6.陶粒培：陶粒与珍珠岩、蛭石混合,栽培各种植物都能获得满意的结果。在切花和盆花生产中都可以用,但对于根系纤细的植物最好先试验成功后再行推广,对于有气生根的花卉则毫无问题,可以使用。7.木屑锯末培：目前国外流行用轻质材料种植花卉,与谷壳混合,质地轻,正是盆栽花卉的好材料。但在北方天气干燥的地区,木屑的透气性太好,根系容易风干,雨季也容易积水。因此，在海洋性气候或类似潮湿气候的地区,木屑锯末培是很好的栽培方法,而在天气干燥的地区,则不太合适。其他基质培,可以参考上述各有关方法因地制宜地进行。8.混合基质培：根据当地基质的资源选择物理性状不同的基质,按照一定的比例进行混合,综合各自的优点,为作物根系提供一个营养充分、水分适中、空气持有量高的生态环境。9.立体栽培：(1)袋式：将塑料薄膜做成一个桶形,用热合机封严,装入岩棉,吊挂在温室或大棚内,定植果菜花卉幼苗。(2)吊槽式：在温室空间顺畦方向挂木栽培槽种植作物。(3)三层槽式：将三层木槽按一定距离架于空中,营养液顺槽的方向逆水层流动。(4)立柱式：固定很多立柱,花卉蔬菜围绕着立柱栽培,营养液从上往下渗透或流动。10.有机生态型无土栽培：利用河沙、煤渣、菇渣和作物秸秆等廉价材料作为栽培基质,利用各地易得到的有机肥和无机肥为肥料。(三)综合栽培：选择无土栽培方法,应考虑生物因素、成本和效益、只要是能以最低的成本获取最大效益的方法都可以选用。综合栽培是针对花卉无土栽培的特点提出来的。主要意思是：花卉栽培在某些方面不同了蔬菜栽培,例如在一些花园式的地方(屋顶花园、庭院花园、公园等庭园),花卉一种下去即可观赏,也不必经常挪动,具有持久性。因此,在设计无土栽培时可以将滴灌设施加入,使之具有自动化和高档化的性质。在自动化控制系统方面,可以参考图42的水培技术,栽培基质可以考虑选用陶粒、蛭石、珍珠岩、脲醛等。花卉综合栽培与蔬菜栽培的主要区别在于：蔬菜栽培更注重实用性和经济性,而花卉无土栽培更注重观赏性、娱乐性和艺术性。(二)无基质培无基质培水培营养液膜技术（NFT）深液流技术 （DFT）浮板毛管技术（FCH）雾培(气培)喷雾培半喷雾培1.水培营养液膜栽培方式(NFT)2.水培深液流栽培方式(DFT)3.汽雾培六、花卉无土栽培基质(一)基质的作用和要求：花卉无土栽培基质是指用以代替土壤栽培花卉的物质。土壤是植物赖以生存的基础，这是自然界赐于人类的最宝贵财富之一。但它存在一些局限性,如黏重、带菌、不卫生、污染居室环境,甚至存在严重的化学问题,如酸、碱等,而有些地方很难找到用以栽种植物的土壤。为解决这些问题必然要发展无土基质。1.基质的作用：用以代替土壤的物质即非土壤基质,应该具有以下作用：锚定植株；有一定保水、保肥能力,透气性好；有一定的化学缓冲能力,如稳定氢离子浓度,处理根系分泌物,保持良好的水、气、养分的比例等。通常所讲的无土栽培基质,都要求具有上述第一、第二作用,第三个作用可以用营养液来解决。2.基质的要求：无土栽培基质还应该满足以下要求：(1)安全卫生：无土基质可以是有机的也可以是无机的,但总的要求必须对周围环境没有污染。有些化学物质不断地散发出难闻的气味,或是释放一些对人体、对植物有害的物质,这些物质绝对不能作为无土基质。土壤的一个缺点就是尘土污染,选用的基质必须克服土壤的这一缺陷。不论是花卉生产者还是花卉消费者都应该首先了解一些无土基质的基本物理和化学性质,然后选择绝对安全卫生的基质种植花卉。(2)轻便美观：无土栽培是一种高雅的技术和艺术。无土花卉必须适应楼堂馆所装饰的需要。因此,必须选择重量轻、结构好,搬运方便,外形与花卉造型、摆设环境相协调的材料,以克服土壤黏重、搬运困难的不足。(3)有足够强度和适当结构：这是从基质还要支撑适当大小的植物躯体和保持良好的根系环境来考虑的。只有基质有足够的强度才不至于使植物东倒西歪；只有基质有适当的结构才能使其具有适当的水、气、养分的比例,使根系处于最佳环境状态,最终使枝叶繁茂,花姿优美。有的基质能提供植物适当的营养成分,如果没有这种能力,只要有适当的保水、保肥、通气能力,提供根系良好的环境,仍然是最好的。因为,植物生长所需的营养完全可以按科学配方制成营养液来供给。不同的植物根系要求的最佳环境不同,不同的基质所能提供的水、气、养分比例也不同。因此,我们可以根据植物根系的生理需要,选择合适的基质,也可以配制混合基质。(二)基质的种类和选择1.基质的种类及其理化性质：用于花卉无土栽培的基质很多,都是根据各地的条件发掘和选择的。这里所说的基质种类是指常用的那些基质。仅供参考。基质的分类是根据基质的形态、成分、形状等来划分的。以下是一个无土基质分类系统,是根据池田照雄先生的分类系统修改的(表3)。表3无土基质分类系统无土基质液体基质水 雾 固体基质无机基质颗粒：沙、砾、陶粒泡沫：浮石、火山熔岩纤维：岩棉其他：珍珠岩、蛭石、硅胶有机基质天然：泥炭、树皮、锯末、稻壳、稻壳炭合成：脲醛、酚醛泡沫、环氧树脂、聚苯乙烯、聚氨酯。混合基质无机无机：陶粒珍珠岩、陶粒蛭石有机有机：泥炭刨花、泥炭树皮无机有机：泥炭沙、泥炭珍珠岩在该系统中,无机基质和有机基质统称为单一基质与混合基质对应。表4泥炭的使用组成比例用途泥炭：珍珠岩：砂2：2：1盆栽植物泥炭：珍珠岩1：1盆栽植物、蔬菜及插条繁殖泥炭：砂1：1盆栽植物、蔬菜及插条繁殖泥炭：蛭石1：1袋栽植物、蔬菜、花卉插条泥炭：浮石：砂2：2：1盆栽植物2.花卉无土栽培基质的选择基质选用应考虑三个方面：根系的适应性,即能满足根系生长需要；实用性,即质轻、性良、安全；经济性,即能就地取材。(1)根系的适应性：无土基质的优点之一是可以创造植物根系生长所需要的最佳环境条件,即最佳的水、气比例。气生根、肉质根需要很好的通气性,同时需要保持根系周围的湿度达80%以上,甚至100%的水气。粗壮根系要求湿度达80%以上,通气较好。纤细根系如杜鹃花根系要求根系环境湿度达80%以上,甚至100%,同时要求通气良好。在空气湿度大的地区,一些透气性良好的基质如松针、锯末非常合适,而在大气干燥的北方地区,这种基质的透气性过大,根系容易风干。(2)实用性：性良：北方水质碱性,要求基质具有一定的氢离子浓度调节能力,选用泥炭混合基质的效果就比较好。质轻：基质容重小,是考虑到无土栽培花卉指运方便。首选的基质包括陶粒、蛭石、珍珠岩、岩棉、锯末、脲醛和泥炭及其混合的基质。如果在生产基地使用,像沙、砾、沪渣等来源丰富、价格低廉的基质能大大降低成本,更合算。特别是在育苗阶段使用这些基质更合适。无论使用那种基质,都必须满足植物根系所需的环境要求。因此,在选用基质时应当注意：第一,如果当地只有某种基质,就应该以这种基质为基础,选择适合于这种基质上生长的花卉来种植；第二,如果已有某种花卉,就应该根据这种花卉的生物学特性选择适合该花卉种植的基质。如已有君子兰,就应该选择泥炭与蛭石或珍珠岩或沙配成的复合基质。无土栽培基质还必须对人类健康没有危害,首先必须无毒无味,最好选用天然的无机物基质。一些有机基质虽然对植物生长是良好的,但它在分解过程中所释放的物质难以预测和保证无害,特别是有小孩的家庭在选用无土栽培基质时,更应该注意这一点。有些合成的基质虽然性能良好,但如果散发异味,也不该用作宾馆饭店的花卉无土栽培基质,正因为如此,栽培花卉的基质与栽培蔬菜的基质相比,更要注意安全卫生要求。(3)经济性：选用无土基质一个重要的问题就是尽量少花钱,最好就地取材。这不仅是为了降低成本,也是为了突出自己的特色。表5 硬水或软水配营养液和用肥量（母液kgL水，灌溉时别水稀释100倍）比较： 硬水软水硝酸钙5kg6.5kg硝酸钾8kg6.2kg硫酸镁4kg1.3kg硫酸钾4kg2.3kg硝酸铵600g 螯合铁300g150g硫酸锰40g30g硼酸24g15g硫酸铜8g6g硫酸锌8g6g钼酸铵1g1g硝酸6L1L磷酸3L 例如,有些地方松针来源很方便,栽培杜鹃花时选用松针效果良好,但将这种方法引用到北方一些天气干燥的地区就不适用了,不仅是因为成本高,而且透气性太好,根系容易风干。有些地方长途贩运君子兰土,造成基质成本猛涨。其实各地都有不少通气性良好,又能保水保肥的基质,例如用蔗渣配一些炉渣、沙或砾,也可以成为很好的基质。岩棉是最经济最省事的基质,正因为它的成本低,在西方国家大量使用,用作花卉生产也是很好的基质之一。但是岩棉使用之后的处理问题至今尚未很好地解决。如果不考虑善后处理当然是最方便的基质,从环境保护的角度多思考一下便会发现,岩棉在自然界中不分解。它造成的环境污染恐怕后果是严重的。从综合经济的角度考虑,花卉栽培中选用陶粒、珍珠岩等可能更经济更合算,同时稍加处理(洗涤)还可重复使用。七、花卉无土栽培营养液营养液和基质一样,是无土栽培的核心部分。只有认真了解、掌握和活用基质，了解、掌握营养液的配制与选择,才能真正掌握无土栽培技术。(一)营养液的组成和要求1.水质的要求：所有洁净的水都可以用来配制营养液,但在使用之前,要对水质有基本的了解。例如水的来源、污染程度、酸碱性、离子含量等。一般饮用水即可用来配制营养液。与无土栽培有关的几项水质指标如下：(1)硬度：水有软硬之分。主要是根据水中含钙镁离子的浓度来划分。其含量标准统一用氧化钙多少来表示，含氧化钙在90100mg/L以上的称为硬水，不足90mg/L的称为软水，电导度在0.5ms/cm左右，水质较好，适宜作为无土栽培用。硬水或软水配营养液和用肥量(母液kg/L水，灌溉时用水稀释100倍)比较如表。表6 重金属及有害健康的元素的容许浓度（molL）金属容许浓度金属容许浓度汞（Hg）25+铬（Cr）962镉（Cd）89+铜（Cu）1574+砷（As）133锌（Zn）3059硒（Se）12.7+铁（Fe）8954-铅（Pb）241-氟（F）52636注：“-”表示舍去小数，“+”表示入进小数，四舍五入。(2)酸碱度：以氢离子浓度3.1633163mol/L(pH7.01.5)为宜,通常宜酸不宜碱。(3)溶解氧：使用前应接近饱和。(4)氯化钠(NaCl)浓度：应小于2mmol/L。(5)余氯：自来水消毒常用氯(Cl2),水中的氯含量常大于0.3mg/L,这对植物根系有害。自来水在进入培养系统之前最好放置半天,使氯气散逸后再用。(6)重金属及有害健康的元素的容许浓度(表6)表7 化学制品按用途分类化学试剂优级纯(GR)分析纯(AR)化学纯(CP)医用：纯度较高工业用：纯度较低农用：纯度低 2.植物必需元素化合物的要求：在配制营养液时,碳、氢、氧等元素植物可以从大气中吸取,不计入。氮、磷、钾、钙、镁、硫等为大量元素,铁、锌、锰、铜、硼、钼、氯等为微量元素,它们都存在于化合物里,一种化合物可能含有两种或两种以上的营养元素,在配制营养液时应从几种化合物中求出所需的总量。在无土栽培中,如果为了研究营养液配方和研究营养元素缺乏或过量的症状,必须用化学纯级以上。在生产中,可以来用工业用或农用品,以便降低营养液成本。微量元素用量少，最好用化学纯或医用品。3.营养液的酸碱性：大多数花卉喜欢微酸性环境。植物对环境中酸碱性的适应性是由植物的根系特性决定的。根据植物根系对环境酸碱性的适应性将其分为：酸性土植物；弱酸性土植物；近中性(偏酸性)土植物；弱碱性土植物。各种植物对氢离子浓度的适应范围见表8。表8植物对pH值的适应范围pH值适应植物7.0石榴(8.24.5)、葡萄(8.06.0)7.06.3菊花、蔷薇、芦笋、草木犀、狗尾草、白三叶草、玉兰、桂花、牡丹、月季、风信子、水仙、晚香玉、文竹、香石竹6.25.3鸢尾、胡枝子、欧洲防风、小糠草、桃、草莓、牛角花、绿巨人、龙利、澳洲坚果、杧果、袖珍椰子、散尾葵、五针松、孔雀柏、金边柏、鹤望兰、龟背竹、一品红、一叶兰、巴西木、红宝石、苹果、黄瓜、大多数禾本科植物。4.营养液的离子总浓度：如果营养液的离子总浓度略高于植物根系内的浓度,危害不大,但铁和硫过多对植物是有害的。各种花卉植物的根系对离子的吸收是有选择性的,这就是说,如果营养液中离子之间的比例不很合适或营养液的浓度高一点或低一点问题也不大。根系可以根据体内需要选择性地吸收离子。但是营养液的浓度变化与最适浓度之间的差值不能太大,否则超出根系选择性吸收能力的范围就要出问题。一般营养液盐分不能超过0.4%,对绝大多数植物,营养液盐分为0.2%左右比较合适。某些花卉蔬菜无土栽培中所需的营养液盐分总量见表9。表9某些花卉蔬菜无土栽培中所需的营养液盐分总量(克/升)盐分总量花卉、蔬菜种类1杜鹃花、秋海棠、仙人掌、蕨类植物、胡椒科植物1.5仙客来、小苍兰、非洲菊、风信子、鸢尾、百合、水仙、蔷薇、郁金香2彩叶芋、马蹄莲、龟背竹、大丽花、香豌豆、昙花、唐菖蒲、草莓、胡萝卜、葱头23文竹、红叶甜菜、香石竹、天竺葵、一品红、烟草、甜瓜、黄瓜3天门冬、菊花、茉莉、水芋、荷花、千屈菜、八仙花、绣球花、结球甘蓝、番茄、芹菜5.营养液的离子比例：营养液是否适合花卉植物生长,最重要的是营养液中各种离子的比例是不是合适。如果比例合适,浓度高低问题都不大。如果比例不合适。其他条件再合适也不行,植物将受到危害。所谓营养液合适不合适,主要是指营养液中各种离子的比例。如何确定营养液中各种离子的比例是否合适呢？常用的方法有3种。(1)缺素症观察试验：选用几种植物所需的营养元素化合物,在营养液中分别加入全部营养和不加入某种营养或调整某种营养的比例,观察植株生长状况。选择植株生长最好的那种元素浓度作为基本浓度。全部元素的浓度确定之后,再以调整后的浓度配营养液,重复上述过程,最终可能得到合适的比例。(2)叶分析：用化学分析或仪器分析方法确定植物叶片中各种营养元素的浓度比例,以此作为最重要的参考依据来配制和调整营养液的离子比例。(3)营养液浓度配制与试种：模拟根际土壤溶液的浓度配制成不同种类的营养液种不同植物。表10霍格兰营养液的成份盐分营养液(一)营养液(二)g/L摩尔浓度g/L摩尔浓度Ca(NO3)24H2O1.180.0050.950.004KNO30.510.0050.610.006MgSO47H2O0.490.0020.490.002KH2PO40.140.001 NH4H2PO4 0.120.001酒石酸铁0.005 0.005 目前用的最多的方法是叶分析方法,这种方法的依据是：叶集中了许多营养元素,只要叶色很纯正,浓绿有生机,说明营养比例是合适的。根据叶子的营养元素的浓度比例配制的营养液,一般都不会有问题。6.常用营养液配方简介目前已发表许多营养液配方，其中以美国营养学家霍格兰研究的配方最为有名。表111963年休伊特提出的一种营养液配方盐类mg/l营养元素浓度(mg/kg)毫摩尔浓度硝酸钾505K195;N705硝酸钙820Ca200;N1405磷酸二氢钠含水208P411.33硫酸镁含水369Mg243柠檬酸铁24.5Fe5.60.1硫酸锰2.23Me0.550.1硫酸铜含水0.24Cu0.0640.001硫酸锌含水0.29Zn0.0650.001硼酸1.86B0.370.033锰酸铵含水0.035Mo0.0190.0002硫酸钴含水0.028Co0.0060.0001氯化钠5.85Cl3.550.1早期提出的各种营养液配方中，多数仅含7种大量元素，其他微量元素必须另外补充，所需微量元素的种类和浓度可参考休伊特营养液的微量元素成份；也可用阿农(ARNON)的微量元素混合液，每升溶液中添加微量元素1ml，即可成为养分种类齐全的完全营养液。在日本的营养液栽培中广泛采用的是一种称为园试配方均衡营养液。在许多生产单位,不可能也没有条件去研究营养液的配方,可以参考其他人的研究结果。只要是同一类植物,配方一般都能用。例如,南方花卉选用一种或几种酸性营养液,北方花卉选用一种或几种氢离子浓度较低(pH较高)的营养液就可以了。观叶植物和观花植物的配方有些差别,特别是观花植物的营养生长期、促花期和成花期的配方是有区别的,这一点应予以注意。(二)营养液配制：计算营养液中各种元素的用量首先阅读营养液配方,了解其中各种化合物的用量,元素的浓度,化合物的纯度等。总之,要了解配方背景。有的配方标明的是化合物用量,有的是离子浓度,如果现有的肥料与配方中的肥料种类不符,要根据各种离子的浓度重新拟定。配制营养液要有一定的基础知识,初学者最好购买已配制好的营养液来使用,待有一定的化学知识之后再试配。1.营养液量浓度：营养液量浓度是指1升营养液中某种离子或化合物的摩尔数,单位是摩/升(mol/L)。2.配制营养液(1)配制储备液或母液：(浓度为使用配方的200倍,铁盐1000倍)将营养液配方中的肥料配成浓度较大的浓缩液,分别贮备；或以钙为中心,凡是与钙作用不会产生沉淀的肥料配在一起,再以磷为中心,凡是与磷酸根离子反应不沉淀的肥料配在一起。铁盐必须单独贮备。(2)配制工作液(栽培营养液)：有两种方法：一是分别按己试验出来的顺序取贮备液倒入大贮液罐内,加入水使总体积达到刻度,静置一段时间(35h以上)方可进行其他步骤。二是先在大贮液罐内加入水,水量为要配制的营养液体积的40%,将母液A按应加入的量加入其中,开动电泵使其流动扩散均匀,然后将B液按应加入的量慢慢加入其中,再将C液加入,最后加足水量,再使其流动一段时间。只要各种肥料混合的先后次序正确,一般不会有沉淀。霍格兰和阿农营养液的各种肥料加入顺序为：磷酸二氢钾；硝酸钾；硝酸钙；硫酸镁；不加铁的微量元素；EDTA二钠铁；调节氢离子浓度。营养液的氢离子浓度要根据各种花卉植物生长所需的最佳氢离子浓度来调整。调整氢离子浓度的方法是往营养液中加酸或碱。加酸使氢离子浓度增加(pH值下降),常用的酸有盐酸、醋酸或醋精、柠檬酸。加碱使氢离子浓度降低(pH值升高),常用的碱有氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)。所用的酸或碱的浓度为1摩/升。调整氢离子浓度时不应使营养液体积变化过大,一般控制在0.5%1%以内。调整营养液氢离子浓度时，应该边调整边测定。最方便的测定方法是用精密氢离子浓度试纸。取一条试纸浸入营养液中30秒后取出,与标准色板(在试纸的包装盒上)比较其颜色,即可判断营养液的氢离子浓度。在生产上用这种方法已能满足要求。如果条件许可,投资1500元左右,买1台酸度计,测定结果准确可靠,是规模化生产必备的仪器。3.配制规程第一,仔细阅读肥料或化学品说明书,注意分子式、含量、纯度等指标。第二,仔细核对计算的配方用量，至少三遍。第三,准备盛装贮备液的容器,贴上不同颜色的标识。第四,称取肥料或化学试剂,再核实三遍。第五,加水溶解稀释,有些试剂溶解太慢,可以加热；有些试剂如硝酸铵,不能用铁质的器具敲击或铲,只能用木、竹或塑料器具取用。第六,加水定容,浓缩液一般为100200倍,但铁盐可以浓缩至1000倍。配工作液时调整氢离子浓度。第七,配制完成后贴上标签,注明溶液名称、浓度、配制原料及用量、配制日期和配制人、审核人。第八,认真填写配制记录表格。第九,营养液的存放及注意事项：营养液配好后应避免见光,以免孳生绿藻；随时注意调整营养液的氢离子浓度；如果营养液不马上使用最好不要把铁盐加入,因为加入铁盐后容易长绿藻,同时铁盐不很稳定,容易沉淀。营养液的存放温度可以低一些,但以不结冰为宜,使用时的温度应与植物根系吸收功能的最有效温度一致。(三)营养液的使用：营养液的使用方式有3种即水培、雾培和基质培。1.水培营养液：水培是将花卉的根系直接浸入营养液中,让根系直接从营养液中吸收水分、养分和氧气。为了避免根系在营养液中供氧不足,已经发展了模拟根系在土壤中吸收水分，氧气的营养液供应方法：把根系固着在吸水性较强、有一定结构的基质中,将基质的一部分浸在营养液中。例如,营养膜技术,可将植株种植在岩棉块、泥炭块或小盆钵的珍珠岩、陶粒、蛭石等基质里,再将其放在营养膜内流动的薄层营养液中,钵或岩棉块包裹在里黑外白的塑料膜内,在外观上看不到基质,而只见到营养液在流动。水培营养液的浓度不可过高,一般来讲,只要大量元素的浓度不低于微摩/升的水平,浓度低一些还有利于植株生长,同时稍微改动营养液中的离子比例,即可观察到明显的生长效应。特别是自20世纪80年代以来,有人主张按植物的临界营养浓度供给养分,即所谓的稳态营养,我们不主张这种方式,因为在目前的技术条件下,不可能精确知道植物的临界营养浓度,因而无法实施。但是,可以作为指导理论将现行的营养液浓度从毫摩/升水平降到微摩/升水平,只要植株不出现缺素症,就不要增加养分浓度。2.雾培营养液：雾培是把营养液雾化喷射到植物根系周围,在植物根系表面凝结成营养液水膜,使根系有足够的机会吸收水分、养分和氧气。为了避免营养液的浓度因水分蒸发而有所改变,植株根系必须置于密闭的、黑暗的环境中,以减少水分散失。雾培营养液类似水培，也应该调整到微摩/升水平才能获得最佳效果。我们以前所用的营养液浓度都显得高了些。如果植株生长过快,也可通过增加营养液的浓度来调节，一方面可以补充足够的养分,另一方面可以促进器官分化。3.基质培营养液：基质培营养液的浓度和比例与水培和雾培相比,要求不那么严。在有基质的情况下,有些基质能吸附养分,特别是一些离子交换剂,表面有电荷，与养分形成双电层,当溶液的养分浓度高时,基质的吸附量增加；当溶液中的养分浓度低时,吸附的养分会解离出来,增加溶液中的养分量。因此,如果对植物所需的营养液配方不能准确掌握时,选用基质栽培容易获得成功。基质培营养液浓度最好按营养液配方,如要稀释也只能是原配方的一半。因为,营养液浇进基质以后,不仅有效浓度发生了变化,而且离子比例也会改变。基质对营养液的养分吸附将导致两个结果：一是降低了营养液中养分的有效性,养分在水培或雾培中能起到的作用在基质培中不一定能实现；二是改变了营养液中养分的比例,有些基质对阳离子的吸附大于对阴离子的吸附,而有些对一价阳离子的吸附大于二价阳离子的吸附。由于目前我们还不十分清楚基质的离子交换和吸附性质，因此这两种情况都要求增大营养液浓度,以增加营养液本身的离子缓冲能力，使介质中的营养液浓度不致于有明显改变。植物根系对离子的吸收具有选择性,植物对需要量比较多的离子吸收多一些,对需要量少的离子则吸收少一些。有些离子虽然在营养液中