基質(zhì)的分類及混合實(shí)驗(yàn)報(bào)告

基質(zhì)的分類及混合實(shí)驗(yàn)報(bào)告（一）基質(zhì)的種類按基質(zhì)的來源分為天然基質(zhì)（如沙子、石礫、蛭石等）和合成基質(zhì)（如巖棉、陶粒、泡沫塑料等）；按基質(zhì)的化學(xué)組成分為無機(jī)基質(zhì)（如沙子、蛭石、石礫、巖棉、珍珠巖等）和有機(jī)基質(zhì)（如泥炭、木屑、樹皮等）；按基質(zhì)的組合與否分為單一基質(zhì)和復(fù)合基質(zhì)；按基質(zhì)的性質(zhì)分為活性基質(zhì)（如泥炭、蛭石）和惰性基質(zhì)（如沙、石礫、棉、泡沫塑料）。（二）常用基質(zhì)及其特性1.巖棉巖棉是一種吸水力強(qiáng)的礦物，1968年發(fā)明于丹麥，是由60%的輝綠巖、20%的石灰石和20%的焦碳混合，在1600℃的爐中熔化。然后噴成直徑0.005mm的纖維，加上粘合劑壓成板塊，其重量為70～100kg/m3，用其做園藝基質(zhì)是完全消過毒的，不含有機(jī)物。壓制成型后在整個(gè)栽培季節(jié)保持不變。巖棉作基質(zhì)具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，物理性狀優(yōu)良，pH值穩(wěn)定的及經(jīng)高溫消毒后不攜帶任何病原菌等特點(diǎn)。固而在世界各國得到廣泛的應(yīng)用，尤其是荷蘭于1970年用巖棉作基質(zhì)種植作物以來，現(xiàn)已發(fā)展到3500多公頃蔬菜無土栽培，80%以上是巖棉基質(zhì)。英國、比利時(shí)等西歐國家也正在大力發(fā)展巖棉培。巖棉能夠?yàn)橹参锾峁┮粋€(gè)保肥、保水、無菌和空氣供應(yīng)量充足的良好根際環(huán)境，因而不僅可栽培蔬菜、花卉和繁育苗木，還能用于幼苗的組織培養(yǎng)。巖棉的pH值較高，一般7～8，栽培作物前特別是煙草育苗時(shí)應(yīng)加一點(diǎn)酸，使pH值下降到6.5左右。2.草炭草炭由半分解的植物組成，偏酸性，富含有機(jī)質(zhì)，持水、保水力強(qiáng)。但由于其質(zhì)地細(xì)膩，透氣性差，一般不單獨(dú)應(yīng)用，常與木屑、蛭石、珍珠石、爐渣等混合，被廣泛用于蔬菜、花卉與煙草的育苗栽培上。按其來源可將草炭分為蘚類草炭，白草炭和黑草炭三種類型。我國東北地區(qū)的草炭質(zhì)量好，已大量開采利用。3.砂砂是無土栽培應(yīng)用最早的一種基質(zhì)材料。不同粒徑的砂粒對(duì)作物生育有不同的影響，使用時(shí)以選用0.5～3mm粒徑的砂粒為宜。不同等級(jí)的砂粒具不同的保水力。砂粒過大，會(huì)因保持的水分不足而容易缺水，但通氣條件較好；砂粒過小，保水力較強(qiáng)，但透氣性稍差。沙的pH值6.5～7.8，容重為1.5～1.8g/cm3，總孔隙度為30.5%，氣水比為1：0.03，碳氮比和持水量均低，沒有陽離子代換量，電導(dǎo)率為0.46ms/cm。4.爐渣爐渣容重適中，為0.78g/cm3，有利于固定作物根系。具有良好的理化性質(zhì)，總孔隙度55%，持水量為17%，電導(dǎo)率為1.83ms/cm，碳氮比低。含有較多的速效磷、堿解氮和有效磷，并且含有植物所需的多種微量元素，如鐵、錳、鋅、鋁、銅等。與其他基質(zhì)混用時(shí)，可不加微量元素。未經(jīng)水洗的爐渣pH較高。爐渣必須過篩方可使用。粒徑較大的爐渣顆粒可作為排水層材料，鋪在栽培床的下層，用編織袋與上部的基質(zhì)隔開。爐渣不宜單獨(dú)用作基質(zhì)，在基質(zhì)中的用量也不能超過60%（體積）。5.珍珠巖珍珠巖由硅質(zhì)火山巖在1200℃下燃燒膨脹而成，白色、質(zhì)輕，呈顆粒狀，粒徑為l.5～4mm左右，容重0.13～0.16g/cm3，總孔隙度60.3%，氣水比為1：1.04，可容納自身重量3～4倍的水，易于排水和通氣，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，含有硅、鋁、鐵、鈣、錳、鉀等氧化物，電導(dǎo)率為0.31ms/cm，呈中性，陽離子代換量小，無緩沖能力，不易分解，但遭受碰撞時(shí)易破碎。珍珠巖可以單獨(dú)使用，但質(zhì)輕粉塵污染較大，使用前最好戴口罩，先用水噴濕，以免粉塵紛飛；澆水過猛，淋水較多時(shí)易漂浮，不利于固定根系，因而多與其他基質(zhì)混合使用。6.蛭石蛭石是由云母類礦物加熱至800～1100℃時(shí)形成的海綿狀物質(zhì)。質(zhì)地較輕，每立方米重80～160kg，容重較?。?.07～0.25g/cm3），總孔隙度95%，氣水比1：4.34，具有良好的透氣性和保水性，電導(dǎo)率為0.36ms/cm，碳氮比低，陽離子代換量較高，具有較強(qiáng)的保肥力和緩沖能力。蛭石中含較多的鈣、鎂、鉀、鐵，可被作物吸收利用。因產(chǎn)地、組成不同，可呈中性或微堿性。當(dāng)與酸性基質(zhì)（如泥炭）混合使用時(shí)不會(huì)發(fā)生問題，單獨(dú)使用時(shí)如pH值太高，需加入少量酸調(diào)整。蛭石可單獨(dú)用于水培育苗，或與其他基質(zhì)混合用于栽培。無土栽培用蛭石粒徑在3mm以上，用作育苗的蛭石可稍細(xì)些（0.75～1.0mm）使用新蛭石時(shí)，不必消毒。蛭石的缺點(diǎn)是易碎，長期使用時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)破碎，孔隙變小，影響通氣和排水。因此，在運(yùn)輸、種植過程中不能受重壓，不宜用作長期盆栽植物的基質(zhì)。一般使用1～2次后，可以作為肥料施用到大田中。7.木屑來源于木材加工。使用時(shí)要注意樹種，紅木鋸木應(yīng)不超過30%，南方松樹鋸木較多，一般使用前要經(jīng)過水洗或發(fā)酵3個(gè)月，以減少松節(jié)油的含量，其它樹種也需經(jīng)過發(fā)酵一段時(shí)期才能使用。木屑質(zhì)輕，孔隙度大，單獨(dú)使用過于松散，保水性差，應(yīng)跟其它較為致密的基質(zhì)混合使用效果較好，鋸木可連續(xù)使用多茬，但每茬使用后應(yīng)加以消毒。8.谷殼稻米加工的副產(chǎn)品。使用前要進(jìn)行炭化處理或堆漚發(fā)酵處理。炭化后的谷殼稱為炭化礱糠，一般含氮0.54%，含磷0.049%，速效鉀0.6%，鈣0.08%，干容重0.1g/cm3，濕容重0.23g/cm3，總孔隙度86.7%，pH值9以上，要經(jīng)過水洗或用酸調(diào)節(jié)后才能使用。未經(jīng)炭化處理的谷殼過于松散，不僅保水性差，也不利于根系的固著，應(yīng)跟較致密的基質(zhì)摻合使用。生產(chǎn)食用菌的下腳料，前身多為棉籽殼、木屑、農(nóng)作物秸桿等，是比較理想的無土栽培基質(zhì)。其含氮2.2%、含磷2.2%、含鉀0.17%、容重0.24g/cm3，總孔隙度74.9%、大孔隙73.3%、小孔隙26.69%、pH值6.4。使用前應(yīng)進(jìn)行堆漚發(fā)酵消毒，無病菌感染。10.椰子毛為椰子加工后的副產(chǎn)品。其容重輕，孔隙度大，持水力強(qiáng)，pH值中偏酸，是理想的基質(zhì)，在熱帶地區(qū)，廣泛用于蔬菜、花卉和煙草的育苗與栽培。使用前同樣需要進(jìn)行堆漚發(fā)酵。重復(fù)測量一個(gè)因素的兩因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：兩因素混合設(shè)計(jì)兩因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)當(dāng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既包含非重復(fù)測量的因素（被試間因素），又包含重復(fù)測量的因素（被試內(nèi)因素）時(shí)，叫做混合因素設(shè)計(jì)·混合因素設(shè)計(jì)是現(xiàn)代心理與教育實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用最廣泛的一種設(shè)計(jì)，雖然我們說對(duì)被試變量控制最好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是重復(fù)測量設(shè)計(jì)，但在心理與教育研究中，很多情況下研究者不能使用完全被試內(nèi)設(shè)計(jì)，而需要使用混合設(shè)計(jì)。兩因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)適用于這樣的研究條件：1.研究中有兩個(gè)自變量，每個(gè)自變量有兩個(gè)或多個(gè)水平。2.研究中的一個(gè)自奕量是被試內(nèi)的，即每個(gè)被試要接受它的所有水平的處理。研究中的另一個(gè)自變量是被試間的即每個(gè)被試只接受它的一個(gè)水平的處理，或者它本身是一個(gè)被試變量，是每個(gè)被試獨(dú)特具有而不可能同時(shí)兼?zhèn)涞娜缒挲g、性別、智力等。3.研究者更感興趣于研究中的被試因素的處理效應(yīng)以及兩個(gè)因素的交互作用希望對(duì)它們的估價(jià)更加精確相比之下，被試間因互不的處理效應(yīng)不是研究者最盛興趣的。兩因素混合設(shè)計(jì)的基本方法是：首先確定研究中的被試內(nèi)變量和被試間變量，將被試隨機(jī)分配給被間變量的各個(gè)水平然后使每個(gè)被試間變量，捋被試驗(yàn)機(jī)分配給被試間變量的某一水平相結(jié)合的被試內(nèi)變量的所有水平混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既具有完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，又有重復(fù)測量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)·圖解中可以看出，在一個(gè)兩因素混合設(shè)計(jì)中對(duì)于A因素來說，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)很完全隨機(jī)設(shè)計(jì)每個(gè)被試只接受一個(gè)水平的處理，對(duì)于B因素來說，是一個(gè)重復(fù)測量設(shè)計(jì)，每個(gè)被試接受所有水平的處理。同時(shí)它又是一個(gè)因素設(shè)計(jì)每個(gè)被試接受的是A因素的某一個(gè)水平與B因素所有水平的結(jié)合。一個(gè)兩因素混合設(shè)計(jì)所需的被試量是N=np,少于一個(gè)兩因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)(N=npg)，多于一個(gè)兩因素被試內(nèi)設(shè)計(jì)(N=n)。混合設(shè)計(jì)在心理與教育研究中是特別有用的，下面我們介紹在幾種情況下稀要使用混合設(shè)計(jì)1.當(dāng)研究中的兩個(gè)變量中有一個(gè)是被試變量如被試的性別年齡能力，研究者感興趣于這個(gè)被試變量的不同水平對(duì)另一個(gè)因素的影響這時(shí)每個(gè)被試不可能同時(shí)具有這個(gè)變量的幾個(gè)水平因此，它是一個(gè)被試間變量如果實(shí)驗(yàn)中選擇了這樣一個(gè)被試變量作兩個(gè)自變量之一就必須使用混合設(shè)計(jì)。2.當(dāng)研究中的一個(gè)自變量的處理會(huì)對(duì)被試產(chǎn)生長期效應(yīng)，如學(xué)習(xí)效應(yīng)時(shí)不宜做被試內(nèi)設(shè)計(jì)因?yàn)槿绻麑?duì)被試有長期影響的變量反復(fù)施測給同一被試，學(xué)習(xí)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致結(jié)果失去真實(shí)性。3.有時(shí)選用混合設(shè)計(jì)是出自對(duì)實(shí)驗(yàn)的可行性的考慮例如當(dāng)實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)因素的水平數(shù)都較多，使用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)所需要的被試量很大而選用被試內(nèi)設(shè)計(jì)，每個(gè)被試重復(fù)測量的次數(shù)很多會(huì)帶來菠勞、練習(xí)等效應(yīng)。這時(shí)，混合設(shè)計(jì)可能是一個(gè)很好的選擇。但是把哪一個(gè)變量作被試內(nèi)變量哪一個(gè)作被試間變量更好呢？在混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，被試間因素的處理效應(yīng)與被度的個(gè)體差異相混淆因此結(jié)果的精度不夠好。但是，實(shí)驗(yàn)中被試內(nèi)因索的處理效應(yīng)及兩個(gè)因素的交互作用的結(jié)果的精度都是好的所以如果研究中的一個(gè)自變量的處理效應(yīng)不是研究者最關(guān)心的，可以把它作為被試間因素犧牲它的結(jié)果精度，以獲得對(duì)另一個(gè)變量的主效應(yīng)及兩上變量的交互作用的估價(jià)的精度。二、兩因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與計(jì)算舉例(一)研究的問題與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在第三章關(guān)于文章生字密度和主題熟悉性對(duì)閱讀理解影響的研究中，我們已經(jīng)看到當(dāng)采用隨機(jī)