基质是无土栽培中重要的栽培组成材料,它具有固定黄瓜根系,提供根系营养,协调水分、养分和氧气供给的作用。不同的黄瓜,不同的栽培形式所选择的基质类别及其所起的作用不完全相同。通常把基质分为固体和液体两大类型,液体基质主要指水而言,固体基质一般可分为有机质和无机质两类。有机质如草炭、泥炭、树皮、糖渣、锯末、炭化稻壳、花生壳等;无机基质如泡沫塑料、岩绵、炉渣、蛭石、沙子、珍珠岩、砾石等。
(1)水兼有营养物质、溶媒、基质的多种作用。自来水或软质井水是选用的主要水源,通常含有黄瓜需要的矿质营养物质,这些物质可以满足或部分满足黄瓜的需要,因此在进行无土栽培之前,需进行水质化学成分的分析,以供配制营养液时添加肥料的参考。有些大量元素可以减少肥料使用量,有些微量元素可以减少或不与添加。含盐量高的水源,如NaCl的含量不宜超过50毫克/千克,如含量过高,使黄瓜生长不良,甚至使黄瓜枯死。水中氯和钠离子浓度最好小于1.5mm,最高不超过3mm。
水质过硬是由于碳酸氢根离子含量过高所至,或使水的pH升高,特别是土层为石灰质的水源,一般含有较高量的碳酸钙和碳酸镁。在水质偏碱的条件下,无机铁化物被固定,而降低其有效性,黄瓜会发生缺铁症。其他微量元素如硼、锰、铜、锌等也因水的pH过高会降低其有效性。水质含钙量过高,对钾的吸收产生抑制作用,因此,用于无土栽培的水源应事先进行分析化验。(2)蛭石为云母类次生矿物。在1093℃炉体中加热膨胀,从而形成多孔的海绵状物体,总体积可增大15倍而成为蛭石。蛭石质地较轻,每立方米96~160千克,容重较小,总孔隙度很大,小孔隙数量多,因此具有良好的透气性和保水性,是无土栽培中较理想的栽培材料,无土栽培选用蛭石的粒径稍大,育苗时可稍稀。
蛭石酸碱性因产地组成成分不同而稍有差异,一般为中性至微碱性,也有碱性的。当与酸性基质混合使用时不会发生问题;单独使用时若pH过高,应加入少量酸调整。蛭石经高温加热而形成,消毒较彻底,因此带病菌少,不易发生虫害。蛭石绝缘性好,使根系温度稳定。蛭石具有较高的阳离子代换量和较强的缓冲能力,能够暂时保存养分,以利于以后的利用。蛭石中钙、镁、钾、铁成分较多,可以被黄瓜吸收利用。
我国蛭石资源十分丰富,东北、北京、河南、山东等地均有生产供应。而且蛭石容重轻,搬运方便,保水和持水能力强,管理省工。(3)岩绵60%的辉绿石,20%的石灰石,20%的焦碳混合物在1500~2000℃下熔化,然后挤压成直径为0.05毫米的细丝,并压制加工而成。岩绵质地较轻,一般75~80千克/米3,孔隙度大,透气性好,吸水性强,一般来讲干燥岩绵95%为空气,5%为纤维。岩绵的厚度以7.5厘米为宜。岩绵的化学性质稳定,主要由硅和其他金属氧化物组成。岩绵中因含有少量金属及碱金属氧化物,在使用初期为微碱性,pH在7~8之间。经加工后的栽培专用岩绵,物理性状良好。岩绵容重轻,搬运方便,经加工的专用商品岩绵成本较高,价格较贵,尚难全面推广应用。(4)沙子沙子是无土栽培中应用最早的一种基质材料。其特点是取材方便,价格便宜,但由于其容重过大而持水力差,在生产上使用日趋减少。
沙的不同粒径组成对黄瓜生长有较大影响,粗沙透气性好而持水力差,细砂及粉砂相反。1~1.5毫米粒径的沙粒保水力为26.8%;0.5~1毫米的为30.2%;0.32~0.5的为32.4%;0.25~0.32的为37.6%。由此可见,沙砾过大,保水力差而容易缺水,但通气良好,如供液及时还是可取的。
由于砂的种类及来源不同,化学成分也有较大差异。pH一般为中性偏酸性,大量元素含量较低,惟钙的含量较高。各种微量元素在沙中都有一定含量,在很多沙中铁的含量较高,而且可以被植物利用,锰和硼含量仅次于铁,有时可满足黄瓜需要。但如果含量过多,会令黄瓜发生毒害作用,特别是在pH偏低的情况下更易发生。沙子使用应注意以下几个方面:沙砾不宜过细,可选用0.6~2.0毫米径粒组成的为好,不宜在沙粒中加入土壤或细砂;沙子在使用前应过筛,剔除过大的砾石,用水冲洗以除去泥土及粉沙;用前进行化学分析,以确定有关成分含量,以保持营养成分的合理用量和有效性;确定合理的供液量和供液时间,防止因供液不足而造成缺水。(5)砾石是直径较大的小石块,直径为1.0~2.0厘米不等,可根据要求和来源而定。砾石应为花岗岩,石灰质的砾石不宜采用。砾石作为基质进行无土栽培,由于质量较大,来源受限,供液管理要求比较严格,使用范围不大,可用于科研和特殊栽培需要。(6)炉渣是指煤燃烧后的残渣,有条件的地方可用来无土栽培。炉渣具有良好的理化性状,含有较高的速效钾、碱解氮和有效磷,并且含有植物需要的多种微量元素,如铁、锰、锌、钼、铜等。容重适中,有利于固定黄瓜根系。无土栽培使用的炉渣,一般要求用前粉碎过筛。(7)珍珠岩是含硅的矿物质在炉体中加热到760℃形成的质轻蓬松的颗粒体,一般80~130千克/米3。珍珠岩容重小,搬运方便,总孔隙度93%,可容纳自身重量3~4倍的水。珍珠岩pH基本呈中性,阳离子代换量小,含有硅、铝、铁、钙、锰、钾等的氧化物。珍珠岩不易发生分解,但遭到碰撞时易破碎。无土栽培中珍珠岩单独使用较少,多与其他基质混合使用。单独使用时因质轻,浇水过猛易漂浮,不利于根系固定,易倒苗;混合基质常具有良好的通气性,使用效果较佳。(8)泡沫塑料是人工合成的基质。有尿甲醛、聚甲基甲酸酯、聚苯乙烯等,泡沫塑料容重很小,质地很轻,其孔隙度很大,吸水力很强,1千克尿甲醛可容纳12千克的水。一般不单独使用,多与其他基质混合使用。(9)炭化稻壳稻壳是稻米加工业的副产品,无土栽培用的炭化稻壳,是将稻壳经加温炭化而形成的一种基质。它首先在日本发展起来,多用于无土育苗使用。炭化稻壳容重小,质地轻,搬运方便,总孔隙度较大,透气性好,保水力强,不会发生过干或过湿现象,炭化稻壳pH为6.5,如果使用前未用水洗,由于炭化形成碳酸钾的缘故,会使pH高达9.0,所以事先必须用水泡洗。
炭化稻壳带菌少,病虫害较少,其中含有黄瓜需要的多种营养成分,如全氮、速效磷、钾、锰、锌、硼等,尤其钾的含量更为丰富。据测定,100克稻壳中含有可溶性钾190~300毫克。炭化稻壳价格低廉,通透性好,可供作无土栽培基质使用。(10)泥炭是由半分解的植被组成。根据泥炭形成的地理条件、植物种类及分解程度可分为高位泥炭、中位泥炭和低位泥炭三大类。泥炭质地细腻、透气性差、持水与保水力强,pH便酸或酸性,富含有机质,含量有的高达70%以上,含有黄瓜所需要的养分。一般不单独作基质使用,多与其他基质混合使用,常用于大面积滴灌袋培、柱培或盆栽等。(11)锯末是森林和木材加工业的副产品,作为无土栽培基质以黄杉树、铁杉树为好,有些针叶树如侧柏等因含有毒物质,不适宜作基质。无土栽培以锯末为基质,资源丰富,价格低廉,使用方便,且容重轻,持水力强,透气性好,与其他基质混合使用更能提高栽培效果。(12)复合基质也叫混合基质,是由两种或几种基质按一定比例配合而成,我国较少以商品形式出售。生产上常根据黄瓜种类和基质材料自己进行配制,配制的原则为容重适宜,孔隙度大,保水能力强。泥炭∶珍珠岩∶沙=2∶2∶1,适合盆栽黄瓜生产;草炭∶炉渣=1∶1,适合黄瓜育苗。