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正因为要在容器里种植植物,所以对基质通气性和排水性要求很高,基质通气排水效果好坏是决定植物健康生长的关键因素。通气排水状况不佳,可能导致植物生长不良甚至过早死亡。散装基质通气性良好,但由于基质对水分有毛管吸持作用,基质装入容器后会降低通气效率,基质生产者和使用者必须研究基质通气性影响对象,采取必要措施,确保植物健康活力生长。




01

通气性和植物根系关系


植物根系与植物其他器官一样,也需要吸收氧气进行呼吸,这个代谢过程是生物体存活的基础,植物根系将氧气与植物细胞底物发生反应,释放能量以实现植物基本功能,吸收矿质营养和水分。没有足够的氧气,将导致植物变弱、生长缓慢并且易受不利环境胁迫,产生低温伤害和病害。



通气对根部二氧化碳扩散也是十分重要的。二氧化碳气体由根细胞、微生物呼吸作用以及有机物分解形成,如果基质具有足够多孔性,就可以以减少二氧化碳积累,避免窒息植物根部。排水不畅就会导致基质通气不足,造成基质过湿,引发土传疾病如疫霉菌、腐霉菌、根腐病和根腐病。而在通气良好条件下,这些病原体就会受到控制。


02

通气性和基质孔隙度关系


通气性是基质孔隙度的函数。基质孔隙由泥炭、树皮、椰糠等固体颗粒以及这些颗粒之间和内部孔隙组成。这些孔隙空间可分为充满空气的大孔隙和通常充满水分的较小孔隙两部分。良好基质总孔隙率应超过60-70%,也即孔隙空间体积至少要占基质总体积的60-70%,理想基质的孔隙度应该达到80%。


温室面积越大,植物对根部氧气需求越高。由于根系二氧化碳释放增加,温室面积越大,要求基质的空气孔隙度越高。空气孔隙主要由大孔隙决定,大型温室使用的基质通气孔隙至少要达到20-25%,最高应该达到45%。




要让植物根系获得足够通气的最佳方法是选大直径颗粒原料,至少要在基质中含有足够比例的大于5毫米粗颗粒成分。最好使用切块泥炭制备基质,而少用分解程度更高、纤维较少、颗粒细碎的普通泥炭。


不同基质原料的孔隙度

基质原料

水孔隙度%

空气孔隙度%

总孔隙度%

藓类泥炭

58.8

25.4

84.2

草本泥炭

59.3

12.4

71.7

蛭石

53.0

27.5

80.5

珍珠岩

47.3

29.8

77.1

树皮

15

54.7

69.7

沙子

33.7

2.5

36.2


即使制备育苗基质也必须考虑中粗颗粒的比例。有的基质加入了木屑、锯末等成分提高通气率,但这些原料分解较快,基质孔隙度会随着栽培时间增长急剧减少。树皮中木质素含量高于木屑,因而更耐分解。要制备连续多年使用基质,就要增加树皮组分而少用木屑。珍珠岩、蛭石属于无机基质原料,不易分解,结构稳定,是增加基质通气性的重要原料。但珍珠岩容易受到搅拌、压实失去孔隙,所以在生产和使用过程中应予充分重视。

03

通气性与基质水位上升的关系


由于基质的毛细作用,装入容器中的基质都存在容器底部水位上升问题,底部基质所有孔隙都充满水,导致基质通气性降低。无论容器下部有多少个排水孔,都会发生底部基质水分饱和现象。而在农田条件下,不存在水位上升问题,因为土壤中地下水位相对较深,不会像容器中底部水位明显上升现象。需要基质制备企业和用户引起重视。


04

基质通气性与容器深度的关系


降低基质底层水位的唯一方法是增加容器深度。 通过增加容器深度,可以减少容器底部水饱和基质百分比。容器越深,通气量越大,基质填充水越少。在15厘米深容器中,通气孔隙可达21%,10厘米深容器中,通气孔隙下降到15%。而深度更浅的48孔穴盘,通气孔隙降低到9%,273孔的穴盘,通气孔隙只有3%。


不同深度容器的通气和赤水孔隙对比

孔隙类型

15厘米深容器

10厘米深容器

48孔穴盘

273孔穴盘

总孔隙度%

70

71

70

71

空气孔隙度%

21

15

9

3

水孔隙度%

49

56

61

68


增加栽培容器深度会增加通气,加快排水。虽然出于经济成本原因,改用深容器会增加成本,但是这是一些难以建立根系、不能吸收过量水分物种的必然选择。通气增加和水分减少,才能改善生根条件,减少与水有关害虫、藻类、苔藓和真菌疾病。


蔬菜健康生长的关键是所用基质具有良好的通气和排水性能。这既可以通过使用切块泥炭和其他大颗粒原料得到改善,也可以通过减少导致堵塞较大毛孔空间的细颗粒组分和用量方式来解决。改变基质搅拌方式,降低过度混合,避免原料粒径缩小,可以防止空气孔隙降低。此外,可以通过避免基质压实,改换灌溉方式也有一定的效果。尽量减少使用易于分解的锯末、木屑、堆肥等成分,也可以避免这些成分迅速分解导致大孔隙损失。



基质充足通气对蔬菜健康生长至关重要。通气对氧气渗透到根部以进行呼吸和二氧化碳扩散起到决定性作用。只有认识到基质通气性重要性才能找到制备优良基质的办法。由于容器基质都存在水位上升、通气下降现象,应尽量增加容器深度,增加基质大颗粒组分。具有良好通气条件的基质才能让植物更健康,更有活力,并具有更强大的对抗低温、病虫害等环境压力的能力。

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