育苗基质的化学性状如何测定

⑴ 育苗基质有哪些理化特性

使用基质之前应对所选用的材料进行理化分析，国外一些专家对基质养分含量及pH进行了分类，参见表13。

表16 配制后基质的营养元素含量（未加肥料）

在选用不同配方基质时，因基质本身无机元素含量不同，配制基质应添加不同的肥料。

基质配制时应根据基质中养分含量和作物的需求添加不同的肥料，肥料用量亦不相同。草炭与蛭石配制的基质应添加氮磷钾三元复合肥，在作物生长过程中，也应选用全元复合肥进行追肥；基质中含有醋糟、酒糟时，氮磷钾的添加量应适当加大；用平菇废料配制基质时，应多添加氮素肥料，或膨化鸡粪等含氮量较高的有机肥。另外，在作物生长过程中，应根据基质的pH适当补充生理酸性肥料或生理碱性肥料，以调节适合于不同作物生长的基质的pH。

⑵ 性状如何鉴定

对果树种质资源或选育出单系的特性、特征进行观察、测定、描述和评价。性状鉴定是果树资源研究、果树分类、品种描述、品种鉴别及后代选择的依据。在选育种中，鉴定性状往往围绕目标性状表进行。并将这些性状按其有无、大小、高低、强弱等加以分级。鉴定结果按所分的级或类进行规范化记载。在选育种后代结果前，对某些性状进行直接或间接与结果期相关性进行鉴定，又称早期鉴定。

性状鉴定可以通过人们感官或借助简单的测定工具，以及先进的实验仪器来进行。鉴定用的材料可以是果树群体或植株整体，或部分器官、组织以至细胞。古代人们采集野果为食，通过肉眼观察、口尝来决定优劣。较大、悦目和好吃的果实就成为当时鉴定选择的标准。随着植物分类学研究的进展，对果树性状鉴定日趋详尽和规范，对果树的根、茎、叶、花、果、种子等器官的性状鉴定和不同果树种类果实的大小、形状、颜色、品质、丰产性、适应性等都已建立了一整套较为完整的性状鉴定记载标准。

近代实验技术和测试手段进步，除对形态进行观察、量度描述外，还采用解剖学，孢粉学，细胞遗传学，生理生化学，病理学和血清学等方法，来进行植物细微结构，内部结构，染色体，生理生化特征的鉴定，尤其核型分析、孢粉观察、同工酶分析，叶油鉴定等发展很快。通过这些鉴定手段，对确定果树本质异同，亲缘关系，遗传反应，品质优劣、抗性等等能得出更为深刻和可靠的依据。

性状鉴定主要内容

植物学性状

以性状变异大和有经济价值的性状为主要鉴定内容。鉴定果树的器官，多采用量度法，比值法和归类法。应用统计学原理归类法可以数字化，并输入计算机，例如葡萄果粒紧密度可划分为很密、密、中密、松、很松五级，可采用相应的数字如5、4、3、2、1来表示，分级结果便于品种描述，数字分级便于进行遗传分析。不论采用什么方法鉴定，其结果必须用客观、确切的科学术语表示。

生物学性状

主要侧重具有经济价值方面的性状，包括物候期、果实经济性状、丰产性、稳产性、抗性等。物候期主要观察萌芽期、展叶期、新梢生长期、新梢停止生长期、花期、生理落果期、果实发育期、果实成熟期、落叶期、根系生长期和停止期等。记录日期或旬期，也可以用同标准品种比较的方法进行记录（见物候期）。

果实经济性状鉴定主要是对果实鲜食，加工和贮运品质进行鉴定。根据果树种类的不同，鉴定果实大小、整齐度、光洁度、色泽、果形等外观性状。测定果实硬度，可溶性固形物含量，汁液、糖、酸、维生素、淀粉、脂肪、蛋白质等指标。品尝鉴定风味、香气、肉质（粗细、溶质或不溶质）等。果实经济性状鉴定多采用量度法，生理生化测定法以及对果实形状、色泽、香气、风味进行感官鉴定。对于加工原料要鉴定加工适应性和加工产品的品质。感官鉴定能很快地鉴定出果实品质的主要特点和异常现象，能鉴评出凭其它检测仪器尚无法判明的一些特殊的问题，所以至今仍是果实经济性状鉴定的重要手段。

丰产性和稳产性鉴定主要对花芽的多少，花粉量，可育性，受精结实率，生理落果程度、坐果率、果实大小、结果枝比率、结果枝连续结果能力、大小年幅度等有关产量因素的各种性状进行鉴定。产量一般以单株产量、单位面积产量和几年累计产量来表示。

抗性鉴定主要对抗病、抗虫、抗寒、抗旱等性状进行鉴定。对后代的抗病、抗虫性可在温室或田间用人工接种法进行鉴定。对果树资源可在病虫大发生的年份统计病情或虫情指数法来鉴定。抗寒性鉴定可以在冻害年份调查受冻级别来鉴定，也可以采用人工冷冻的方法进行鉴定或用浸出液电导法进行间接鉴定。

孢粉学鉴定

采用光学或电子显微镜对果树花粉进行观察、摄影和比较归类。严格地说孢粉学属植物学鉴定范围，孢粉学鉴定多用于种、属间亲缘关系的判断方面。

细胞遗传学和解剖学鉴定

研究细胞核中染色体数目、形态，在减数分裂过程染色体的行为，染色体结构变异，解剖特征和叶绿体基因图谱等。进行核型分析鉴定，可鉴定亲缘关系、品种的变异和演化。为果树分类或果树种、品种鉴别提供依据。果树矮化性状多采用枝条组织解剖观察方面，通过测定韧皮部与木质部的比例，来确定矮化程度。

生理生化鉴定

主要测量果实化学成分，植株的同工酶，柑橘叶片叶油等，通过鉴定确定果实营养价值和利用价值。通过同工酶分析可以鉴定亲缘关系、杂种来源，鉴别雄性不育、雌雄株、生长发育动态等。尤其能对一般植物学鉴定难以确定的类型提供有效的鉴定方法。以生理生化的方法鉴定矮化性状常以测定枝条组织的酒精浸提液的电导来判断，具有矮化性状的一般电导值偏高。

生态地理学鉴定

选育出的后代通过当地鉴定获得的优系，为了确定其遗传反应和利用价值，往往把它置于不同生态地理环境下种植，然后再进行生物性状鉴定，据鉴定结果提出推广范围。反之为了确定当地适宜推广的品种，则可引入不同生态地理条件下的品种，在同一生态地理条件下种植，进行经济生物学性状鉴定，然后选出适于当地推广的品种。

⑶ 无土栽培

1.无土栽培的培养液要求：
培养液是根据作物对各种养分的需求，通过把一定数量和比例的无机盐类溶解于水中配制而成的，作为无土栽培的培养液，必须达到以下要求：（1）必须含有作物生长发育所必需的全部营养元素，包括大量元素和微量元素。（2）这些矿质元素应根据不同作物的需要，按其适当比例配合成平衡培养液。（3）所配制的无机盐类，在水中的溶解度要高，并且是离子状态，易被作物所吸收。（4）不含有有害及有毒成分，并保持适于根系生长，利于养分被吸收的酸碱度和离子浓度。（5）应用的效果要好，能使作物的生长发育良好，且能获得优质高产。（6）取材容易，用量小，成本低。因而，要配制符合要求的培养液，其原料包括水源、含有营养元素的化合物及辅助物质要符合要求。首先，对水质要求，生产中使用的水通常来自雨水、井水和自来水等，其总要求和符合卫生规范的饮用水相当。主要是硬度不能太高。一般以不超过10度为宜，酸碱度（pH）为6.5－8.5之间，氯化钠含量小于2毫摩尔/升，重金属如汞、镉、铅等及有害健康的元素含量在容许范围之内。对无机盐化合物的要求，由于培养液配方标出的用量是以纯品表示，在配制培养液时，要按各种化合物原料实际的纯度来折算出原料的用量，商品标识不明，技术参数不清的原料禁用。如采购到的大批原料原料缺少技术参数，应取样送检，确认无害时才允许使用。此外，原料的纯度要符合要求，少量的有害元素应不超容许限度。否则均会影响培养液平衡。

2.配制
一种植物无土栽培液体培养培养植物的方法，一般而言，调整培养基中阴离子态氮源与阳离子态氮源的比例为2－7∶1，优选4－5∶1，可使大多数植物在培养过程中培养液的pH值的保持在5－7左右。另一方面，在培养的过程中，如果培养液的pH值向碱性偏离时，可适当增加阳离子态氮的比例；如果情况相反的话，应适当增加阴离子态氮的比例。通过该方法的培养基的营养配方，能使培养基很好地模拟土壤溶液中对pH高缓冲性的特点，促进植物的生长发育，确保无土栽培产业的低成本和高产出以及农业生产的可持续发展。

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无土栽培（soilless culture） 不用土壤，用溶液培养植物的方法，包括水培和沙培。19世纪中，W．克诺普等发展了这种方法。到20世纪30年代开始把这种技术应用到农业生产上。
无土育苗概念
不用土壤，而用非土壤的固体材料作基质，浇营养液，或不用任何基质，而利用水培或雾培的方式进行育苗，称为无土育苗。按是否利用基质，又可分为基质育苗和营养液育苗，前者是利用蛭石、珍珠岩、岩棉等基质并浇灌营养液苗；后者不用任何基质，只利用某些支撑物和营养液。
无土育苗的优点
幼苗生长迅速，苗龄短，根系发育好，幼苗健壮、整齐，定植后缓苗时间短，易成活。不论是基质育苗还是营养液育苗，都可保证水分和养分供应充足，基质通气良好。同时，无土育苗便于科学、规范管理。
无土育苗的必要性
无土栽培是用非土壤的基质,供应营养液或完全利用营养液的栽培技术,要求最佳的根际环境。采用无土育苗方式培育的幼苗,定植后,因根系发育好,根际环境和无土栽培相适应,定植后不伤根，易成活，一般没有缓苗期。同时，无土育苗还可避免土壤育苗带来的土传病害和线虫害。因此，无土栽培一定要采用无土育苗。
无土栽培中用人工配制的培养液，供给植物矿物营养的需要（见表）。表中列出了几种常用的营养液配方。为使植株得以竖立，可用石英砂、蛭石、泥炭、锯屑、塑料等作为支持介质，并可保持根系的通气。多年的实践证明，大豆、菜豆、豌豆、小麦、水稻、燕麦、甜菜、马铃薯、甘蓝、叶莴苣、番茄、黄瓜等作物，无土栽培的产量都比土壤栽培的高。

由于植物对养分的要求因种类和生长发育的阶段而异，所以配方也要相应地改变，例如叶菜类需要较多的氮素（N），N可以促进叶片的生长；番茄、黄瓜要开花结果，比叶菜类需要较多的P，K，Ca，需要的N则比叶菜类少些。生长发育时期不同，植物对营养元素的需要也不一样。对苗期的番茄培养液里的N，P，K等元素可以少些；长大以后，就要增加其供应量。夏季日照长，光强、温度都高，番茄需要的N比秋季、初冬时多。在秋季、初冬生长的番茄要求较多的K，以改善其果实的质量。培养同一种植物，在它的一生中也要不断地修改培养液的配方。
无土栽培所用的培养液可以循环使用。配好的培养液经过植物对离子的选择性吸收，某些离子的浓度降低得比另一些离子快，各元素间比例和pH值都发生变化，逐渐不适合植物需要。所以每隔一段时间，要用NaOH或HCI调节培养液的pH，并补充浓度降低较多的元素。由于pH和某些离子的浓度可用选择性电极连续测定，所以可以自动控制所加酸、碱或补充元素的量。但这种循环使用不能无限制地继续下去。用固体惰性介质加培养液培养时，也要定期排出营养液，或用点灌培养液的方法，供给植物根部足够的氧。当植物蒸腾旺盛的时候，培养液的浓度增加，这时需补充些水。无土栽培成功的关键在于管理好所用的培养液，使之符合最优营养状态的需要。
无土栽培中营养液成分易于控制。而且可以随时调节，在光照、温度适宜而没有土壤的地方，如沙漠、海滩、荒岛，只要有一定量的淡水供应，便可进行。大都市的近郊和家庭也可用无土栽培法种蔬菜花卉。
无土栽培与常规栽培的区别，就是不用土壤，直接用营养液来栽培植物。为了固定植物，增加空气含量，大多数采用砾、沙、泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉、锯木屑等作为固定基质。其优点可以有效地控制花卉在生长发育过程中对温度、水分、光照、养分和空气的最佳要求。由于无土栽培花卉不用土壤，可扩大种植范围，加速花卉生长，提高花卉质量，节省肥水，节省人工操作，节省劳力和费用。缺点是，一次性投资较大，需要增添设备，如果营养源受到污染，容易蔓延，营养液配制需要技术知识。
无土栽培的方法无土栽培的方法很多，目前生产上常用有水培、雾（气）培 、基质栽培 。
（一）水培
水培是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长，这种方式会出现缺O2现象，影响根系呼吸，严重时造成料根死亡。为了解决供O2 问题，英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式，简称”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液（0.5－1厘米）层，不断循环流经作物根系，既保证不断供给作物水分和养分，又不断供给根系新鲜O2。NFT法栽培作物，灌溉技术大大简化，不必每天计算作物需水量，营养元素均衡供给。根系与土壤隔离，可避免各种土传病害，也无需进行土壤消毒。
此方法栽培植物直接从溶液中吸取营养,相应根系须根发达,主根明显比露地栽培退化. 例:黄瓜无限型生长,主蔓可达10----15M 主根 根系: 45CM
（二）雾（气）培
又称气增或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上，根系悬挂于容器的空间内部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板，其上按一定距离钻孔，于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形，形成空间，供液管道在三角形空间内通过，向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔2－3分钟喷雾几秒钟，营养液循环利用，同时保证作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高，需要消耗大量电能，且不能停电，没有缓冲的余地，目前还只限于科学研究应用，未进行大面积生产。此方法栽培植物机理同水培 因此根系状况同水培.
（三）基质栽培
基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内，或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的，称为开路系统，这可以避免病害通过营养液的循环而传播。
基质栽培缓冲能力强，不存在水分、养分与供O2之间的矛盾，且设备较水增和雾培简单，甚至可不需要动力，所以投资少、成本低，生产中普遍采用。从我国现状出发，基质栽培是最有现实意义的一种方式。
欧洲许多国家目前应用较多的基质是岩棉（rockwool），它是由60％的辉绿岩，20％石灰石和20％的焦碳混合后，在1600℃的高温下煅烧熔化，再喷成直径为0.005毫米的纤维，而后冷却压成板块或各种形状。岩棉的优点是可形成系列产品（岩棉栓、块、板等），使用搬运方便，并可进行消毒后多次使用。但是使用几年后就不能再利用，废岩棉的处理比较困难，在使用岩棉栽培面积最大的荷兰，已形成公害。所以，日本现在有些人主张开发利用有机基质，使用后可翻入土壤中做肥料而不污染环境。 此种方法因为有基质的参与,实际操作中可能会见到主根的长度比一般无土栽培可能长,但是就黄瓜的表现 主根一般不超过60CM
无土栽培技术要点
不论采用何种类型的无土栽培，几个最基本的环节必须掌握，无土栽培时营养液必须溶解在水中，然后供给植物根系。基质栽培时，营养液浇在基质中，而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状，必须有所了解。
（一）水质 水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度（EC），pH值和有害物质含量是否超标。
电导度（EC）是溶液含盐浓度的指标，通常用毫西门子（mS）表示。各种作物耐盐性不同，耐盐性强的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4mS)，如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格，尤其是水培，因为它不象土栽培具有缓冲能力，所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低，否则就会发生毒害，一些农田用水不一定适合无土栽培，收集雨水做无土栽培，是很好的方法。无土栽培的水，pH值不要太高或太低，因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好，如果水质本身pH值偏低，就要用酸或碱进行调整，既浪费药品又费时费工。
（二）营养液 营养液是无土栽培的关键，不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方很多，但大同小异，因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中，差别最大的是其中氮和钾的比例。
配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本，生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液（原源），再进行稀释，可以节省容器便于保存。需将含钙的物质单独盛在一容器内，使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合，尽量避免形成沉淀。营养液的pH值要经过测定，必须调整到适于作物生育的PH值范围，水增时尤其要注意pH值的调整，以免发生毒害。
(三）基质的理化性状 用于无土栽培的基质种类很多。可根据当地基质来源，因地制宜地加以选择，尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质。
无土栽培对基质的要求是：
1．具有一定大小的固形物质。这会影响基质是否具有良好的物理性状。基质颗粒大小会影响容量。孔隙度、空气和水的含量。按着粒径大小可分为五级、即：1毫米；1－5毫米；5－10毫米；10－20毫米；20－50毫米。可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资状况加以选择。
2．具有良好的物理性质。基质必须疏松，保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为，对蔬菜作物比较理想的基质，其粒径最好以0.5-10毫米，总孔隙度>55％，容重为0.1-0.8克?厘米－3，空气容积为25－30％，基质的水气比为1：4。
3．具有稳定的化学性状，本身不含有害成分，不使营养液发生变化。基质的化学性状主要指以下几方面： PH值：反应基质的酸碱度，非常重要。它会影响营养液的pH值及成分变化。PH＝6－7被认为是理想的基质。
电导度(EC)：反映已经电离的盐类溶液浓度，直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素的吸收。 缓冲能力：反映基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力，要求缓冲能力越强越好。
盐基代换量：是指在pH＝7时测定的可替换的阳离子含量。一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多；无机基质中蛭石可代换物质较多，而其它惰性基质则可代换物质就很少。
4．要求基质取材方便，来源广泛，价格低廉。
在无土栽培中，基质的作用是固定和支持作物；吸附营养液；增强根系的透气性。基质是十分重要的材料，直接关系栽培的成败。基质栽培时，一定要按上述几个方面严格选择。北京农业大学园艺系通过1986－1987年的试验研究，在黄瓜基质栽培时，营养液与基质之间存在着显着的交互作用，互为影响又互相补充。所以水培时的营养液配方，在基质栽培时，特别是使用有机基质时，会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响，而使配方的栽培效果发生变化，这是应当加以考虑的问题，不能生搬硬套。
（四）供液系统 无土栽培供液方式很多，有营养液膜（NFT）灌溉法、漫灌法、双壁管式灌溉系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法和人工浇灌等。归纳起来可以分为循环水（闭路系统）和非循环水（开路系统）两大类。目前生产中应用较多的是营养液膜法和滴灌法。
1． 营养液膜法（NET）
（1）备三个母液贮液灌（槽）。一个盛硝酸钙母液，一个盛其它营养元素的母液，另一个盛磷酸或硝酸，用以调节营养液的pH。
（2）贮液槽。贮存稀释后的营养液，用泵将其液由栽培床高的一端的送入，由低的一端回流。液槽大小与栽培面积有关，一般1000平方米要求贮液槽容量为4－5吨。贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营养液。
（3）过滤装置。在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器，以保证营养液清洁，不会造成供液系统堵塞。
2． 滴灌系统的灌溉方法
（1）备两个浓缩的营养液罐，存放母液。一个液罐中含有钙元素，另一个是不含钙的其它元素。
（2）浓酸罐。用业调节营养液的PH。
（3）贮液槽。用来盛按要求稀释好的营养液。一般300－400平方米的面积，贮液槽的容积1－1.5吨即可。贮液槽的高度与供液距离有关，只要高于1米，就可供30－40米的距离。如果用泵抽，则贮液槽高度不受限制。甚至可在地下设置。
（4）管路系统。用各种直径的黑色塑料管，不能用白色，以避免藻类的孳生。
（5）滴头。固定在作物根际附近的供液装置，常用的有孔口式滴头和线性发丝管。孔口式滴头在低压供液系统中流量不太均匀，发丝管比较均匀。但共同的问题是易堵塞，所以在贮液槽的进出口处，也必须安装过滤器，滤出杂质。
无土栽培前景展望
从历史上来看，农业文明标志，就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明，对作物地上部分的环境条件的控制，比较容易做到，但对地下部分的控制（根系的控制），在常规土培条件下很困难的。无土栽培技术的出现，使人类获得了包括无机营养条件在内的，对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力，从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，完全按照人的愿望，向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。
从资源的角度看，耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用，所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲，而且在不久的将来，海洋、太空也将成为新的开发利用领域。美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交流会上，就是关于宇宙空间植物栽培的研究报告，那只能是无土栽培。因而无土栽培技术在日本，已被许多科学家做为研究”宇宙农场”的有力手段，人们称为太空时代的农业，已经不再是不可思议的问题。
水资源的问题，也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区，就是在发达的人口稠密的大城市，水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长，各种水资源被超量开采，某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一，而无土栽培，避免了水分大量的渗漏和流失，使得难以再生的水资源得到补偿。它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。
诚然，无土栽培技术在走向实用化的进程中也存在不少问题。突出的问题是成本高、一次性投资大；同时还要求较高的管理水平，管理人员必须具备一定的科学知识，这也不是任何地方都能做到的。
从理论上讲，进一步研究矿质营养状况的生理指标，减少管理上的盲目性，也是有待解决的问题。此外，无土栽培中的病虫防治，基质和营养液的消毒，废弃基质的处理等等，也需进一步研究解决。 但是随着科学技术的发展、提高，更重要的是这项新技术本身固有的种种优越性，已向人们显示了无限广阔的发展前景。