專業(yè)基質的一個重要功能就是要在沒有減少氧氣供應條件下，為植物根系提供充足水分?；|持水性就是基質對水的吸持能量。基質對水的吸持力越小，對植物的有效性越高，當基質對水分的吸持力小于大地重力時，基質內的水分就會滲出基質，為基質騰出空氣空間。在基質水勢0~-1kPa吸力范圍內，基質對水分吸力很弱，這部分水分因為重力大于基質吸力而向下滲出基質。水分自由流出基質后，基質空隙騰出的空間就會被空氣迅速填充，所以這部分空間稱為空氣孔隙?；|空氣體積占總體積的百分比，是基質通氣性的重要指標，是植物根系氧氣主要來源，理想基質的空氣孔隙度應該在26%左右。基質水勢達到-1~-5kPa時，基質對水分的吸持力增強，水分不能滲出基質，但很容易被植物根系吸收，這部分水分稱為有效水。可以將固持在基質孔隙中又能被植物根系吸收的水分占基質總體積的百分比則稱為有效水孔隙度。理想的專業(yè)基質有效水含量應該為基質體積的33%左右。在基質水勢-5~-10kPa吸力下，基質對水分吸力更強，這是植物生理可以適應、不會萎蔫的比較低水量，因此這部分水量稱為緩效水。通常緩效水占基質總體積的4%左右。如果基質對水的吸力超過-10kPa，基質水吸力遠遠超過了植物根系的吸力。 很大程度上提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，提高企業(yè)和農(nóng)戶的收入水平。山東模塊式黑綿土設計

    基質是穴盤育苗中固定幼苗根系供應營養(yǎng)的主要物質，是溫室穴盤工廠化育苗的關鍵。根據(jù)本地化的原則，充分利用國內現(xiàn)有資源，該試驗通過分析研究了6種不同配比的育苗基質的理化性質，得出草炭、珍珠巖和蛭石的配比為7∶2∶1和6∶3∶1的混合基質總孔隙度、氣體孔隙度和土壤持水量較好，水氣比適宜，表明這2種基質疏松、透氣性和保水性能好，保證了洋桔梗的正常生長，并且這些材料來源廣、價格便宜、取用方便、有效降低了生產(chǎn)成本，推薦作為替代美國基質的適宜洋桔梗育苗基質。 山東模塊式黑綿土設計傳統(tǒng)的無土栽培都采用了無機化肥配制成營養(yǎng)液來灌溉蔬菜作物的方式，所以導致成本很高。

    生物炭是生物質材料在限氧、低溫（＜700℃）環(huán)境下，經(jīng)加熱分解終獲得的一種碳含量豐富的固態(tài)產(chǎn)物。因其表面具有豐富的孔隙結構，以及穩(wěn)定的脂肪族鏈狀結構和高度芳香化結構，使其具有很好的吸附性和穩(wěn)定性，已成為在增加碳固存和修復土壤環(huán)境方向的一種新材料。生物炭一般呈堿性，養(yǎng)分含量較高，也可用于農(nóng)田土壤的改良，增加土壤肥力、改善土壤的結構。生物炭的性質與炭化工藝有著很密切的聯(lián)系，炭化時間和炭化溫度對生物炭性質有著明顯的影響，且隨著炭化溫度的升高、炭化時間的延長，生物炭的有機碳含量、陽離子交換量都隨之降低，而灰分、比表面會逐漸上升。同時，炭化原料也會對生物炭的性質產(chǎn)生一定影響，原料與生物炭表面官能團的種類和數(shù)目以及表面化學性質都有極大的關系。等多個領域。目前對生物炭生產(chǎn)工藝的研究較多，但即使炭化加工參數(shù)相同，不同原材料制成的生物炭也存在一定差異，從而影響到其應用的領域和范圍。

    營養(yǎng)液在傳統(tǒng)無土栽培中作為植物所需要的營養(yǎng)來源，有機生態(tài)型無土栽培植物所需要的營養(yǎng)則主要來源于施入基質中的固態(tài)有機肥，從而打破了無土栽培必須使用化學營養(yǎng)液的傳統(tǒng)模式。無土栽培一般是在相對密封的環(huán)境下進行的，可以在一定程度上避免外界環(huán)境、土壤病原菌以及害蟲對作物的危害。而且作物生長健壯，較容易控制病蟲害。避免了因土壤栽培連作導致土壤土傳病蟲害大量發(fā)生、鹽分積聚、養(yǎng)分失衡，以及根系分泌物引起自毒作用等現(xiàn)象。每次收割一茬作物后，只要對栽培設施進行清洗和消毒，就可以馬上培養(yǎng)下一茬作物。有機生態(tài)型無土栽培所利用的有機物質全部是種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的副產(chǎn)品和廢棄物，資源豐富，價格低廉，養(yǎng)分齊全，雖然都是固態(tài),但是在供應水分的狀態(tài)下，有著光、熱、氣等外部條件，從而形成適于作物栽培生長的生態(tài)環(huán)境，同時有機基質及肥料經(jīng)過生物轉化，使得營養(yǎng)物質得以分解釋放，供作物吸收和利用，無需將肥料配成營養(yǎng)液，節(jié)省了有關配制、貯存、輸送、控制、檢測等諸多的設施，更省去了相應的能源和人力消耗。 我國的無土栽培技術盡管歷史悠久，但發(fā)展緩慢，相對于荷蘭、日本等發(fā)達國家還是落后了很多。

    生物炭施入土壤中，會引起土壤pH值的改變，從而會導致土壤氮素礦化、廢料質沉淀、溫室氣體排放等一系列問題。因此，生物炭作為土壤改良劑時，其本身的pH值是不可忽略的因素。大多數(shù)研究表明，生物炭一般呈堿性。本研究中，除污泥生物炭呈弱酸性外，其他生物炭均呈堿性。如圖1所示，苜蓿秸稈生物炭、小麥秸稈生物炭、棉花秸稈生物炭、葡萄藤生物炭、污泥生物炭、褐煤生物炭的pH值分別為9.81、9.75、9.55、9.96、6.76、8.49。比較不同原料生物炭的pH值發(fā)現(xiàn)，葡萄藤生物炭＞苜蓿秸稈生物炭、小麥秸稈生物炭＞棉花秸稈生物炭＞褐煤生物炭＞污泥生物炭。原料性質的差異，導致其制成生物炭的pH值也有一定差異。苜蓿秸稈、小麥秸稈、棉花秸稈、葡萄藤本身均含有多種植物酸，在炭化過程中，植物中的酸不斷分解，灰分不斷生產(chǎn)，從而導致了生物炭pH值的升高。褐煤中含有一定的礦質元素，隨著生物質不斷被熱解，生物炭的產(chǎn)量逐漸降低，使得原料中的礦質元素含量逐漸升高，從而使得生物炭呈堿性。也有發(fā)現(xiàn)污泥生物炭呈酸性，這可能與較低的炭化溫度和較短的炭化時間有關。 作物秸稈可選用小麥秸、玉米秸等作物秸稈，秸稈量應大于栽培槽體積的2倍。浙江垂直黑綿土的維護

無土栽培的勞動顯得更加高科技，省去了大量的人工。山東模塊式黑綿土設計

    基質不但要有生產(chǎn)之初的結構穩(wěn)定性，還要在運輸、使用和植物生長過程中維持基質結構穩(wěn)定不變。在基質結構穩(wěn)定性方面，基質特別是發(fā)酵生物質基質中所含有機物未發(fā)酵徹底、基質灌溉的旱澇交替、基質原料抗分解能力的差異，都可能在運輸、儲藏和使用過程中影響基質結構的穩(wěn)定性，產(chǎn)生嚴重的水氣平衡失調問題。根據(jù)基質結構穩(wěn)定性，可以將基質原料結構穩(wěn)定性劃分為3種類型：（1）物理穩(wěn)定的剛性材料。干濕交替不會導致基質總體積和固相與孔隙空間的變化，如蛭石、珍珠巖和樹皮等。（2）物理不穩(wěn)定的彈性材料，干時收縮，濕時膨脹，同時產(chǎn)生不可逆的總體積減少和相當大的孔徑分布改變，導致通氣程度降低，持水程度增加，中高降解的草本泥炭和蘚類泥炭就是這種物料的典型。（3）中間材料，具有假彈性行為，在干時體積收縮，但濕潤時體積能完全恢復到原狀，基質物理性質沒有根本改變，弱分解的蘚類泥炭就具有如此特征。 山東模塊式黑綿土設計