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1、基质的分类及混合实验报告（一）基质的种类按基质的来源分为天然基质（如沙子、石砾、蛭石等）和合成基 质（如岩棉、陶粒、泡沫塑料等）；按基质的化学组成分为无机基质 （如沙子、蛭石、石砾、岩棉、珍珠岩等）和有机基质（如泥炭、木 屑、树皮等）；按基质的组合与否分为单一基质和复合基质；按基质 的性质分为活性基质（如泥炭、蛭石）和惰性基质（如沙、石砾、棉、 泡沫塑料）。（二）常用基质及其特性1 .岩棉岩棉是一种吸水力强的矿物，1968年发明于丹麦，是由60%的辉 绿岩、20%的石灰石和20%的焦碳混合，在1600C的炉中熔化。然后 喷成直径0.005mm的纤维，加上粘合剂压成板块，其重量为70100kg/
2、m3,用其做园艺基质是完全消过毒的，不含有机物。压制成型 后在整个栽培季节保持不变。岩棉作基质具有化学性质稳定，物理性 状优良，pH值稳定的及经高温消毒后不携带任何病原菌等特点。固 而在世界各国得到广泛的应用，尤其是荷兰于1970年用岩棉作基质 种植作物以来，现已发展到3500多公顷蔬菜无土栽培，80%以上是岩 棉基质。英国、比利时等西欧国家也正在大力发展岩棉培。岩棉能够 为植物提供一个保肥、保水、无菌和空气供应量充足的良好根际环境, 因而不仅可栽培蔬菜、花卉和繁育苗木，还能用于幼苗的组织培养。岩棉的pH值较高，一般78,栽培作物前特别是烟草育苗时应加一点酸，使pH值下降到6. 5左右。2 .
3、草炭草炭由半分解的植物组成，偏酸性，富含有机质，持水、保水力 强。但由于其质地细腻，透气性差，一般不单独应用，常与木屑、蛭 石、珍珠石、炉渣等混合，被广泛用于蔬菜、花卉与烟草的育苗栽培 上。按其来源可将草炭分为薛类草炭，白草炭和黑草炭三种类型。我 国东北地区的草炭质量好，已大量开采利用。3 .砂砂是无土栽培应用最早的一种基质材料。不同粒径的砂粒对作物 生育有不同的影响，使用时以选用0.53nmi粒径的砂粒为宜。不同 等级的砂粒具不同的保水力。砂粒过大，会因保持的水分不足而容易 缺水，但通气条件较好；砂粒过小，保水力较强，但透气性稍差。沙 的pH值6. 57. 8,容重为1.5L8g/cm3,总
4、孔隙度为30. 5%,气 水比为1： 0. 03,碳氮比和持水量均低，没有阳离子代换量，电导率 为 0. 46ms/cmo4 .炉渣炉渣容重适中，为0. 78g/cm3,有利于固定作物根系。具有良好 的理化性质，总孔隙度55%,持水量为17%,电导率为1. 83ms/cni, 碳氮比低。含有较多的速效磷、碱解氮和有效磷，并且含有植物所需 的多种微量元素，如铁、镒、锌、铝、铜等。与其他基质混用时，可 不加微量元素。未经水洗的炉渣pH较高。炉渣必须过筛方可使用。 粒径较大的炉渣颗粒可作为排水层材料，铺在栽培床的下层，用编织 袋与上部的基质隔开。炉渣不宜单独用作基质，在基质中的用量也不 能超过60%
5、 （体积）。5 .珍珠岩珍珠岩由硅质火山岩在1200C下燃烧膨胀而成，白色、质轻， 呈颗粒状,粒径为1.54mm左右，容重0. 130. 16g/cm3,总孔隙 度60. 3%,气水比为1： 1.04,可容纳自身重量34倍的水，易于排 水和通气，化学性质比较稳定，含有硅、铝、铁、钙、镒、钾等氧化 物，电导率为0.31ms/cni,呈中性，阳离子代换量小，无缓冲能力, 不易分解，但遭受碰撞时易破碎。珍珠岩可以单独使用，但质轻粉尘 污染较大，使用前最好戴口罩，先用水喷湿，以免粉尘纷飞；浇水过 猛，淋水较多时易漂浮，不利于固定根系，因而多与其他基质混合使 用。6 .蛭石蛭石是由云母类矿物加热至800
6、1100时形成的海绵状物质o 质地较轻，每立方米重80160kg,容重较小（0. 070. 25g/cm3）, 总孔隙度95%,气水比1： 4.34,具有良好的透气性和保水性，电导 率为0. 36ms/cni,碳氮比低，阳离子代换量较高，具有较强的保肥力 和缓冲能力。蛭石中含较多的钙、镁、钾、铁，可被作物吸收利用。 因产地、组成不同，可呈中性或微碱性。当与酸性基质（如泥炭）混 合使用时不会发生问题，单独使用时如pH值太高，需加入少量酸调 整。蛭石可单独用于水培育苗，或与其他基质混合用于栽培。无土栽 培用蛭石粒径在3mm以上，用作育苗的蛭石可稍细些(0. 75-1. 0mm) 使用新蛭石时，不必
7、消毒。蛭石的缺点是易碎，长期使用时，结构会 破碎，孔隙变小，影响通气和排水。因此，在运输、种植过程中不能 受重压，不宜用作长期盆栽植物的基质。一般使用12次后，可以 作为肥料施用到大田中。7 .木屑来源于木材加工。使用时要注意树种，红木锯木应不超过30%, 南方松树锯木较多，一般使用前要经过水洗或发酵3个月，以减少松 节油的含量，其它树种也需经过发酵一段时期才能使用。木屑质轻, 孔隙度大，单独使用过于松散，保水性差，应跟其它较为致密的基质 混合使用效果较好，锯木可连续使用多茬，但每茬使用后应加以消毒。8 .谷壳稻米加工的副产品。使用前要进行炭化处理或堆讴发酵处理。炭 化后的谷壳称为炭化碧糠，一
8、般含氮0.54%,含磷0.049%,速效钾 0. 6%,钙 0. 08%,干容重 0. Ig/cm3,湿容重 0. 23g/cm3,总孔隙度 86. 7%, pH值9以上，要经过水洗或用酸调节后才能使用。未经炭化处理的 谷壳过于松散，不仅保水性差，也不利于根系的固着，应跟较致密的 基质掺合使用。生产食用菌的下脚料，前身多为棉籽壳、木屑、农作 物秸杆等，是比较理想的无土栽培基质。其含氮2. 2%、含磷2. 2%、含钾0. 17%.容重0. 24g/cm3,总孔隙度74. 9%、大孔隙73. 3%、小孔隙26. 69%、pH值6. 4。使用前应进行堆近发酵消毒，无病菌感染。10.椰子毛为椰子加工后
9、的副产品。其容重轻，孔隙度大，持水力强，pH 值中偏酸，是理想的基质，在热带地区，广泛用于蔬菜、花卉和烟草 的育苗与栽培。使用前同样需要进行堆汹发酵。重复测量一个因素的两因素实验设计：两因素混合设计两因素混合实验设计的基本特点当一个实验设计既包含非重复 测量的因素（被试间因素），又包含重复测量的因素（被试内因素） 时，叫做混合因素设计混合因素设计是现代心理与教育实验中应用 最广泛的一种设计，虽然我们说对被试变量控制最好的实验设计是重 复测量设计，但在心理与教育研究中，很多情况下研究者不能使用完 全被试内设计，而需要使用混合设计。两因素混合实验设计适用于这 样的研究条件：1 .研究中有两个自变量
10、，每个自变量有两个或多个水平。2 .研究中的一个自奕量是被试内的，即每个被试要接受它的所有 水平的处理。研究中的另一个自变量是被试间的即每个被试只接受它 的一个水平的处理，或者它本身是一个被试变量，是每个被试独特具 有而不可能同时兼备的如年龄、性别、智力等。3 .研究者更感兴趣于研究中的被试因素的处理效应以及两个因 素的交互作用希望对它们的估价更加精确相比之下，被试间因互不的 处理效应不是研究者最盛兴趣的。两因素混合设计的基本方法是：首 先确定研究中的被试内变量和被试间变量，将被试随机分配给被间变 量的各个水平然后使每个被试间变量，捋被试验机分配给被试间变量 的某一水平相结合的被试内变量的所有
11、水平混合实验设计既具有完 全随机设计的特点，又有重复测量实验设计的特点图解中可以看出, 在一个两因素混合设计中对于A因素来说，实验设计很完全随机设计 每个被试只接受一个水平的处理，对于B因素来说，是一个重复测量 设计，每个被试接受所有水平的处理。同时它又是一个因素设计每个 被试接受的是A因素的某一个水平与B因素所有水平的结合。一个两 因素混合设计所需的被试量是N二np,少于一个两因素完全随机设计 (N=npg),多于一个两因素被试内设计(N二n)。混合设计在心理与教育 研究中是特别有用的，下面我们介绍在几种情况下稀要使用混合设计1 .当研究中的两个变量中有一个是被试变量如被试的性别年龄 能力，
12、研究者感兴趣于这个被试变量的不同水平对另一个因素的影响 这时每个被试不可能同时具有这个变量的几个水平因此，它是一个被 试间变量如果实验中选择了这样一个被试变量作两个自变量之一就 必须使用混合设计。2 .当研究中的一个自变量的处理会对被试产生长期效应，如学习 效应时不宜做被试内设计因为如果将对被试有长期影响的变量反复 施测给同一被试，学习效应会导致结果失去真实性。3 .有时选用混合设计是出自对实验的可行性的考虑例如当实验中两个因素的水平数都较多，使用完全随机设计所需要的被试量很大 而选用被试内设计，每个被试重复测量的次数很多会带来菠劳、练习 等效应。这时，混合设计可能是一个很好的选择。但是把哪一
13、个变量 作被试内变量哪一个作被试间变量更好呢？在混合实验设计中，被试 间因素的处理效应与被度的个体差异相混淆因此结果的精度不够好。 但是，实验中被试内因索的处理效应及两个因素的交互作用的结果的 精度都是好的所以如果研究中的一个自变量的处理效应不是研究者 最关心的，可以把它作为被试间因素牺牲它的结果精度，以获得对另 一个变量的主效应及两上变量的交互作用的估价的精度。二、两因素混合实验设计与计算举例（一）研究的问题与实验设计在第三章关于文章生字密度和主题熟悉性对阅读理解影响的研 究中，我们已经看到当采用随机区设计分离出一个被试变量一一学生 听读理解能力量，提高了检验的敏感性要想更好地控制被试变量，有 b,b, b三个水平，将主题熟悉性作为一个被试间变量有a, 2两个水 平。这是一个2X3两因素混合设计。8名五年级学生被随机分为两组，一组学生每人阅读三篇生字密 度不同的、主题熟悉的文章另一组学生每人阅读三篇生字密度不同的、 主题不熟悉的文章。实验实施时阅读三篇章分三次进行用拉丁方平衡 学生阅读文的先后顾序。