專業(yè)基質(zhì)的一個(gè)重要功能就是要在沒有減少氧氣供應(yīng)條件下，為植物根系提供充足水分?；|(zhì)持水性就是基質(zhì)對(duì)水的吸持能量?；|(zhì)對(duì)水的吸持力越小，對(duì)植物的有效性越高，當(dāng)基質(zhì)對(duì)水分的吸持力小于大地重力時(shí)，基質(zhì)內(nèi)的水分就會(huì)滲出基質(zhì)，為基質(zhì)騰出空氣空間。在基質(zhì)水勢(shì)0~-1kPa吸力范圍內(nèi)，基質(zhì)對(duì)水分吸力很弱，這部分水分因?yàn)橹亓Υ笥诨|(zhì)吸力而向下滲出基質(zhì)。水分自由流出基質(zhì)后，基質(zhì)空隙騰出的空間就會(huì)被空氣迅速填充，所以這部分空間稱為空氣孔隙?；|(zhì)空氣體積占總體積的百分比，是基質(zhì)通氣性的重要指標(biāo)，是植物根系氧氣主要來源，理想基質(zhì)的空氣孔隙度應(yīng)該在26%左右。基質(zhì)水勢(shì)達(dá)到-1~-5kPa時(shí)，基質(zhì)對(duì)水分的吸持力增強(qiáng)，水分不能滲出基質(zhì)，但很容易被植物根系吸收，這部分水分稱為有效水?？梢詫⒐坛衷诨|(zhì)孔隙中又能被植物根系吸收的水分占基質(zhì)總體積的百分比則稱為有效水孔隙度。理想的專業(yè)基質(zhì)有效水含量應(yīng)該為基質(zhì)體積的33%左右。在基質(zhì)水勢(shì)-5~-10kPa吸力下，基質(zhì)對(duì)水分吸力更強(qiáng)，這是植物生理可以適應(yīng)、不會(huì)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(zhì)總體積的4%左右。如果基質(zhì)對(duì)水的吸力超過-10kPa，基質(zhì)水吸力遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shè)計(jì)
基質(zhì)是穴盤育苗中固定幼苗根系供應(yīng)營養(yǎng)的主要物質(zhì)，是溫室穴盤工廠化育苗的關(guān)鍵。根據(jù)本地化的原則，充分利用國內(nèi)現(xiàn)有資源，該試驗(yàn)通過分析研究了6種不同配比的育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)，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(zhì)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(zhì)疏松、透氣性和保水性能好，保證了洋桔梗的正常生長(zhǎng)，并且這些材料來源廣、價(jià)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(zhì)的適宜洋桔梗育苗基質(zhì)。 山東模塊式黑綿土設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的無土栽培都采用了無機(jī)化肥配制成營養(yǎng)液來灌溉蔬菜作物的方式，所以導(dǎo)致成本很高。
生物炭是生物質(zhì)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(jié)構(gòu)，以及穩(wěn)定的脂肪族鏈狀結(jié)構(gòu)和高度芳香化結(jié)構(gòu)，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(fù)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(jié)構(gòu)。生物炭的性質(zhì)與炭化工藝有著很密切的聯(lián)系，炭化時(shí)間和炭化溫度對(duì)生物炭性質(zhì)有著明顯的影響，且隨著炭化溫度的升高、炭化時(shí)間的延長(zhǎng)，生物炭的有機(jī)碳含量、陽離子交換量都隨之降低，而灰分、比表面會(huì)逐漸上升。同時(shí)，炭化原料也會(huì)對(duì)生物炭的性質(zhì)產(chǎn)生一定影響，原料與生物炭表面官能團(tuán)的種類和數(shù)目以及表面化學(xué)性質(zhì)都有極大的關(guān)系。等多個(gè)領(lǐng)域。目前對(duì)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(yīng)用的領(lǐng)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(jī)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(zhì)中的固態(tài)有機(jī)肥，從而打破了無土栽培必須使用化學(xué)營養(yǎng)液的傳統(tǒng)模式。無土栽培一般是在相對(duì)密封的環(huán)境下進(jìn)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(duì)作物的危害。而且作物生長(zhǎng)健壯，較容易控制病蟲害。避免了因土壤栽培連作導(dǎo)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(duì)栽培設(shè)施進(jìn)行清洗和消毒，就可以馬上培養(yǎng)下一茬作物。有機(jī)生態(tài)型無土栽培所利用的有機(jī)物質(zhì)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(jià)格低廉，養(yǎng)分齊全，雖然都是固態(tài),但是在供應(yīng)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(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)有機(jī)基質(zhì)及肥料經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化，使得營養(yǎng)物質(zhì)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(guān)配制、貯存、輸送、控制、檢測(cè)等諸多的設(shè)施，更省去了相應(yīng)的能源和人力消耗。 我國的無土栽培技術(shù)盡管歷史悠久，但發(fā)展緩慢，相對(duì)于荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國家還是落后了很多。
生物炭施入土壤中，會(huì)引起土壤pH值的改變，從而會(huì)導(dǎo)致土壤氮素礦化、廢料質(zhì)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(shí)，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(zhì)的差異，導(dǎo)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(dǎo)致了生物炭pH值的升高。褐煤中含有一定的礦質(zhì)元素，隨著生物質(zhì)不斷被熱解，生物炭的產(chǎn)量逐漸降低，使得原料中的礦質(zhì)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(shí)間有關(guān)。 作物秸稈可選用小麥秸、玉米秸等作物秸稈，秸稈量應(yīng)大于栽培槽體積的2倍。浙江垂直黑綿土的維護(hù)
無土栽培的勞動(dòng)顯得更加高科技，省去了大量的人工。山東模塊式黑綿土設(shè)計(jì)
基質(zhì)不但要有生產(chǎn)之初的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還要在運(yùn)輸、使用和植物生長(zhǎng)過程中維持基質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變。在基質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面，基質(zhì)特別是發(fā)酵生物質(zhì)基質(zhì)中所含有機(jī)物未發(fā)酵徹底、基質(zhì)灌溉的旱澇交替、基質(zhì)原料抗分解能力的差異，都可能在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和使用過程中影響基質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，產(chǎn)生嚴(yán)重的水氣平衡失調(diào)問題。根據(jù)基質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以將基質(zhì)原料結(jié)構(gòu)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(huì)導(dǎo)致基質(zhì)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(shí)收縮，濕時(shí)膨脹，同時(shí)產(chǎn)生不可逆的總體積減少和相當(dāng)大的孔徑分布改變，導(dǎo)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(shí)體積收縮，但濕潤時(shí)體積能完全恢復(fù)到原狀，基質(zhì)物理性質(zhì)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(shè)計(jì)