专业基质的一个重要功能就是要在没有减少氧气供应条件下，为植物根系提供充足水分。基质持水性就是基质对水的吸持能量。基质对水的吸持力越小，对植物的有效性越高，当基质对水分的吸持力小于大地重力时，基质内的水分就会渗出基质，为基质腾出空气空间。在基质水势0~-1kPa吸力范围内，基质对水分吸力很弱，这部分水分因为重力大于基质吸力而向下渗出基质。水分自由流出基质后，基质空隙腾出的空间就会被空气迅速填充，所以这部分空间称为空气孔隙。基质空气体积占总体积的百分比，是基质通气性的重要指标，是植物根系氧气主要来源，理想基质的空气孔隙度应该在26%左右。基质水势达到-1~-5kPa时，基质对水分的吸持力增强，水分不能渗出基质，但很容易被植物根系吸收，这部分水分称为有效水。可以将固持在基质孔隙中又能被植物根系吸收的水分占基质总体积的百分比则称为有效水孔隙度。理想的专业基质有效水含量应该为基质体积的33%左右。在基质水势-5~-10kPa吸力下，基质对水分吸力更强，这是植物生理可以适应、不会萎蔫的比较低水量，因此这部分水量称为缓效水。通常缓效水占基质总体积的4%左右。如果基质对水的吸力超过-10kPa，基质水吸力远远超过了植物根系的吸力。 很大程度上提高了企业的生产效率，提高企业和农户的收入水平。山东模块式黑绵土设计

    基质是穴盘育苗中固定幼苗根系供应营养的主要物质，是温室穴盘工厂化育苗的关键。根据本地化的原则，充分利用国内现有资源，该试验通过分析研究了6种不同配比的育苗基质的理化性质，得出草炭、珍珠岩和蛭石的配比为7∶2∶1和6∶3∶1的混合基质总孔隙度、气体孔隙度和土壤持水量较好，水气比适宜，表明这2种基质疏松、透气性和保水性能好，保证了洋桔梗的正常生长，并且这些材料来源广、价格便宜、取用方便、有效降低了生产成本，推荐作为替代美国基质的适宜洋桔梗育苗基质。 山东模块式黑绵土设计传统的无土栽培都采用了无机化肥配制成营养液来灌溉蔬菜作物的方式，所以导致成本很高。

    生物炭是生物质材料在限氧、低温（＜700℃）环境下，经加热分解终获得的一种碳含量丰富的固态产物。因其表面具有丰富的孔隙结构，以及稳定的脂肪族链状结构和高度芳香化结构，使其具有很好的吸附性和稳定性，已成为在增加碳固存和修复土壤环境方向的一种新材料。生物炭一般呈碱性，养分含量较高，也可用于农田土壤的改良，增加土壤肥力、改善土壤的结构。生物炭的性质与炭化工艺有着很密切的联系，炭化时间和炭化温度对生物炭性质有着明显的影响，且随着炭化温度的升高、炭化时间的延长，生物炭的有机碳含量、阳离子交换量都随之降低，而灰分、比表面会逐渐上升。同时，炭化原料也会对生物炭的性质产生一定影响，原料与生物炭表面官能团的种类和数目以及表面化学性质都有极大的关系。等多个领域。目前对生物炭生产工艺的研究较多，但即使炭化加工参数相同，不同原材料制成的生物炭也存在一定差异，从而影响到其应用的领域和范围。

    营养液在传统无土栽培中作为植物所需要的营养来源，有机生态型无土栽培植物所需要的营养则主要来源于施入基质中的固态有机肥，从而打破了无土栽培必须使用化学营养液的传统模式。无土栽培一般是在相对密封的环境下进行的，可以在一定程度上避免外界环境、土壤病原菌以及害虫对作物的危害。而且作物生长健壮，较容易控制病虫害。避免了因土壤栽培连作导致土壤土传病虫害大量发生、盐分积聚、养分失衡，以及根系分泌物引起自毒作用等现象。每次收割一茬作物后，只要对栽培设施进行清洗和消毒，就可以马上培养下一茬作物。有机生态型无土栽培所利用的有机物质全部是种植业与养殖业的副产品和废弃物，资源丰富，价格低廉，养分齐全，虽然都是固态,但是在供应水分的状态下，有着光、热、气等外部条件，从而形成适于作物栽培生长的生态环境，同时有机基质及肥料经过生物转化，使得营养物质得以分解释放，供作物吸收和利用，无需将肥料配成营养液，节省了有关配制、贮存、输送、控制、检测等诸多的设施，更省去了相应的能源和人力消耗。 我国的无土栽培技术尽管历史悠久，但发展缓慢，相对于荷兰、日本等发达国家还是落后了很多。

    生物炭施入土壤中，会引起土壤pH值的改变，从而会导致土壤氮素矿化、废料质沉淀、温室气体排放等一系列问题。因此，生物炭作为土壤改良剂时，其本身的pH值是不可忽略的因素。大多数研究表明，生物炭一般呈碱性。本研究中，除污泥生物炭呈弱酸性外，其他生物炭均呈碱性。如图1所示，苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭、污泥生物炭、褐煤生物炭的pH值分别为9.81、9.75、9.55、9.96、6.76、8.49。比较不同原料生物炭的pH值发现，葡萄藤生物炭＞苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭＞棉花秸秆生物炭＞褐煤生物炭＞污泥生物炭。原料性质的差异，导致其制成生物炭的pH值也有一定差异。苜蓿秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、葡萄藤本身均含有多种植物酸，在炭化过程中，植物中的酸不断分解，灰分不断生产，从而导致了生物炭pH值的升高。褐煤中含有一定的矿质元素，随着生物质不断被热解，生物炭的产量逐渐降低，使得原料中的矿质元素含量逐渐升高，从而使得生物炭呈碱性。也有发现污泥生物炭呈酸性，这可能与较低的炭化温度和较短的炭化时间有关。 作物秸秆可选用小麦秸、玉米秸等作物秸秆，秸秆量应大于栽培槽体积的2倍。浙江垂直黑绵土的维护

无土栽培的劳动显得更加高科技，省去了大量的人工。山东模块式黑绵土设计

    基质不但要有生产之初的结构稳定性，还要在运输、使用和植物生长过程中维持基质结构稳定不变。在基质结构稳定性方面，基质特别是发酵生物质基质中所含有机物未发酵彻底、基质灌溉的旱涝交替、基质原料抗分解能力的差异，都可能在运输、储藏和使用过程中影响基质结构的稳定性，产生严重的水气平衡失调问题。根据基质结构稳定性，可以将基质原料结构稳定性划分为3种类型：（1）物理稳定的刚性材料。干湿交替不会导致基质总体积和固相与孔隙空间的变化，如蛭石、珍珠岩和树皮等。（2）物理不稳定的弹性材料，干时收缩，湿时膨胀，同时产生不可逆的总体积减少和相当大的孔径分布改变，导致通气程度降低，持水程度增加，中高降解的草本泥炭和藓类泥炭就是这种物料的典型。（3）中间材料，具有假弹性行为，在干时体积收缩，但湿润时体积能完全恢复到原状，基质物理性质没有根本改变，弱分解的藓类泥炭就具有如此特征。 山东模块式黑绵土设计