植物工厂化生产的雏形早先出现在北欧的设施园艺。在丹麦,克里斯麦塞栽培场较早运用工厂化管理方式进行水芹生产。70年代,在维也纳技术大学建成一些利用自然光源的玻璃温室植物工厂,按一定程序进行播种、育苗、定植、收获等操作。美国的蔬菜工厂化生产是从荷兰引进的,起初生产果菜类,单位面积产量达普通温室栽培的10倍左右。此后,其它一些公司相继建成了生菜、色拉、莴苣、菠菜等叶菜类蔬菜生产工厂。另外,前苏联、波兰、罗马尼亚的植物工厂除了生产蔬菜作物外,还进行香石竹、非洲菊和月季切花的生产。蔬菜工厂化育苗是在植物工厂化的发展过程中逐渐分化出来的,现已形成一项单独的产业。工厂化育苗较早使用的育苗基质为岩棉,底部铺设不织布供应营养液。大型专业化育苗工厂大多采用六七十年代的基质配方,如美国康奈尔大学60年代研制的复合基质A和B、加利福尼亚大学的VC培养土以及英国(1974)的GCRI配合物。Vavrina曾研究用城市废料来育苗,RufusL.用河流污泥作为穴盘育苗基质的营养补充,效果都比较理想。近几年,日本又发明了一种育苗钵块,种子可以直接播入钵内,覆盖基质后,排列在育苗床上,用水喷湿即可,钵块的材料可用岩棉、草炭、椰壳发酵物等。 蘑菇渣，是生产蘑菇的种植基由于营养耗尽而形成的废弃物，其组成成分复杂.广东室外固化基质设计
泥炭颗粒粒径不同，对水的吸持能力和通气能力也有较大影响。从表2可见，不同泥炭粒径的基质吸水和通气容量差异明显。泥炭颗粒越大，基质的空气空隙越高，有效水分随之降低，缓效水量变化不大。理想水分、通气比例基质的原料粒径为10~20mm。根据不同基质持水曲线上的水和气容积，可以看到理想基质的比较好空气容积应占基质总容积的25%左右，有效水容积应占35%左右，缓效水容积应占5%左右，无效水体积应占25%左右。基质原料指标和上述理想基质的技术指标越接近，越适合用于制备该类基质。如果技术指标差距较远，就要通过多种原料配合使用，才能达到上述指标要求。目前人工调制基质可以分为4种，不同基质具有不同的水分特征和空气含量，适应不同的作物类别。 广东室外固化基质设计目前为止还没有发现单一的任何单一的基质可以适应某种植物的生长。
无土栽培基质是能为植物提供稳定协调的水、气、肥结构的生长介质，它除了支持、固定植株外，更重要的是充当养分和水分的载体，使来自营养液的养分和水分得以中转，植物根系从中按需选择吸收。目前，世界上90%的无土栽培形式都是基质栽培。基质是无土栽培的基础与**，所以基质的选择与配方研究是栽培成功与否的关键。单一基质由于理化性状上的缺陷很难满足作物生长的各项要求，加之生产成本、栽培管理等方面的因素，用多种基质按一定比例混合形成复合基质更经济、适用。基质材料的配比必须要有科学性，并应根据不同基质材料的理化性质及栽培作物生物学特性进行配比，因而准确测定基质理化性状就显得很重要。
育苗基质研究现状从80年代中期开始,我国北京引进美国和欧共体的穴盘育苗精量播种生产线,在京郊已投入工厂化、商品化生产。1991年工厂化育苗被农业部列为“八五”重点项目,“九五”期间国家科委立项工厂化高效农业产业工程,其中育苗基质的研究就是一项重要内容。我国目前现代化水平较低,配制无土育苗基质时必须因地制宜,选择资源丰富、价格便宜,能满足根系养分、水分以及空气供应的原料为基质。据青岛农科所陈振德等研究,用当地种过蘑菇的棉籽壳、猪粪、炉渣灰、糖醛渣、蛭石等配制的复合基质,在茄果类、瓜类、叶菜类分别试验,结果表明用上述原料配成的复合基质育苗,能明显促进幼苗生长发育和营养吸收,提高壮苗指数,且降低了育苗成本。赵仁顺等研究用炭化稻壳7份,砂3份作为育苗基质,配合使用pH=6的营养液,幼苗生长良好。这两种原料取材方便,成本低,简便易行,适于推广应用。汪羞德研究,从栽培基质对产量结果及成本高低综合考虑,用煤渣的效果好。龚繁荣曾研究不同育苗基质对叶用莴苣幼苗生长的影响,得出结论是:12砂+12珍珠岩和13砻糠灰+23蛭石这两种复合基质处理在各自试验条件下的育苗效果比较好,不但出苗快、齐,而且幼苗生长迅速健壮。而对基质的结构。 由于设施土壤栽培存在诸多缺点,如土壤次生盐渍化。
不同颗粒粒径配比对基质水分常数的影响:孔隙度和孔隙配比直接影响基质的水气状况,而实际栽培中,基质的水气状况还受作物及其生长环境的影响。水分常数作为反映基质、作物、大气系统中的水分状况的参数,它把水分和作物联系起来,可用来分析基质的水分利用情况。随着基质小颗粒的增多,田间持水量有增大的趋势,这是由于小颗粒的增多,增加了非活性孔+毛管孔隙度,从而提高了持水性。值得注意的是,土壤中的无效水分(长久萎蔫点的水分)一般是非活性孔隙(无效孔隙)保持的水分,其数值肯定小于非活性孔+毛管孔隙度。基质材料本身吸收的水分,并不能完全被植物利用,基质的无效水分包括非活性孔隙保持的水分和基质材料吸收的一部分水分。因此,基质的原材料并不是吸水性越强越好,关键是材料吸收的水分要易于被植物吸收利用。 有机废弃物中含有的一些有害物质必须经过特定的工艺处理后,才能用于作物栽培。广东室外固化基质设计
众多学者对海绵人造基质进行了大量的研究和实践。广东室外固化基质设计
50年代无土栽培刚用于生产时选用的基质种类较多,既有有机基质,也有无机基质,但所有基质都是自然材料,无工厂加工产物。60、70年代则以较单一的无机基质为主,配以泥炭,材料中有了工厂加工的产物如泡沫塑料。80年代提供的岩棉培更使无土栽培面积迅速扩大,荷兰等国的无土栽培面积扩大了几十倍。90年代有机基质培又重新得到重视,特别是各种废弃物的利用使无土栽培进入了一个新的发展阶段,这主要缘于经济和环境两方面的因素,随着产业化工业化生产规模的提高,各种副产品和废弃物的排放量日益增多,其中有许多可用于无土栽培生产。表4就是各产业可用于基质培的废弃物或副产品。GeraldK[12,27]认为无土栽培选用基质的方向应以有机废弃物的利用为主,实现资源的可循环利用,但他同时也认为泥炭是各种复混基质的基础,具有不可替代的作用。他比较了泥炭和各种堆肥的性质(表5),从袋培理想基质的要求出发,认为泥炭在将来还是不可缺少的。YChen(1988)和YHadar[38～39]分析了发酵后的葡萄酒渣和沼气发酵后冲洗过的牛粪及泥炭的理化性质,并进行了比较,栽种番茄、黄瓜、辣椒的结果也表明纯酒渣及牛粪作基质比纯泥炭作基质的要好,等体积酒渣和牛粪混合后的效果也较泥炭好。 广东室外固化基质设计
