基质的物理性质
影响作物生长的主要物理因子有基质的三相比,基质的吸水性, 排水性, 再吸湿力及其表面水分散失特性等。反映其物理性质的重要参数有容重(Bulk Density,DY)、总孔隙度(Total Porosity ,TY) 、通气孔隙度(Air filled porosity ,AFP) 、粒径分布(paticle size distribution)、容器容水量(Containe capasity,CC )等。 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.基质孔隙与粒径:
粒径即基质颗粒的大小,通常用mm表示。可分五级(Ⅰ<1、1<Ⅱ<5、5<Ⅲ<10、10<Ⅳ<20、20<Ⅴ<50。单位:mm)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。配制混合基质时, 颗粒大小不同的基质混合后, 其总体积小于原材料体积的总和。栽培的基质应有较好的形状, 不规则的颗粒具有较大的比表面(比表面积是指单位质量物料所具有的总面积), 因而持水力强。
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。最适宜的基质孔隙状况是同时能提供20%的空气和20-30%易利用水, 孔隙比在1:2-4范围为宜。(孔隙比:土中孔隙容积和固相土粒容积的比值)
在基质种类的划分中, 大孔隙占5一30%的基质属于中等孔隙度,小于5%的属低孔隙度, 而大于30%的属高孔隙度。(ф0.1mm为大孔隙称通气孔隙,ф0.001-0.1mm为小孔隙称持水孔隙),大小孔隙比称气水比=通气孔隙%/持水孔隙%,气水比大,通气好持水差. 花卉根系对大孔隙的需求各不相同。杜鹃、兰花、秋海棠、桅子、大岩桐、观叶植物等需要大孔隙值高些山茶、菊花、唐营蒲、一品红、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
基质的通气性
基质的通气性,一直以来, 通气孔隙度是表示基质通气性的最重要指标。然而, 近年来的研究令这一传统观念受到质疑, 认为基质的气体扩散率(任何物质都不停的在做不规则运动(分子运动论);扩散是指某种物质的分子通过不规则运动、扩散运动而进入到其他物质里的过程;气体扩散是指某种气体分子通过扩散运动而进入到其它气体里;因为气体分子的不规则运动比较激烈,所以扩散比较明显。)可能比通气孔隙度更为确切。有报道基质中加入大颗粒树皮或泥炭后,尽管通气孔隙度增大, 但基质的气体扩散下降了。更多的研究结果表明该种通气限制存在于椰糠、木质纤维与珍珠岩中。鉴于此, 今后应以气体扩散率为基础, 深人研究基质的通气过程。
容器容水量
表示介质中最大容水量。现在这一概念成了选择基质的决定性因子。容器容水量包括有效水 和无效水。而有效水又可分为极容易取得水分、次容易取得水、缓冲水分含量以及无效水分含量、饱和导水度(在水分饱和条件下,土壤的导水率又称土壤渗透系数) 等。另一个重要的基质水分特性念是容器基质的有效水。其定义为容器容量水势(水势为-1kPa--10kPa)与水分缓冲容量水势(水势为-5kPa--10kPa)的差值。
泥炭中腐殖酸含量多, 一旦失水干燥后易结硬块,再湿性差, 灌溉水多会从旁边流失, 造成氮素淋失, 易发生缺氮现象。因此, 长期以来,泥炭保湿性一直是研究的主题。对泥炭再吸湿力的研究导致了保湿剂与表面活性物质(surfactants)的应用。
2.容重
容重 :
容重指单位体积内干燥基质的重量,用g/L或g/cm3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。(用量筒或有体积刻度容器将干燥基质装至刻度倒出称重即为容重)
一般认为: 小于0.25g/cm3属于低容重基质, 0.25-0.75g/cm3属于中容重基质,大于0.75g/cm3属于高容重基质,而基质容重在0.1-0.8g/cm3范围内作物栽培效果较好。
比重:
也称相对密度,固体和液体的比重是该物质(完全密实状态)的密度与在标准大气压,3.98℃时纯H2O下的密度(999.972 kg/m3)的比值。气体的比重是指该气体的密度与标准状况下空气密度的比值。液体或固体的比重说明了它们在另一种流体中是下沉还是漂浮。比重是无量纲量,即比重是无单位的值,一般情形下随温度、压力而变。比重简写为s.g. 密度是有量纲的量,比重是无量纲的量。