在無土栽培中，對(duì)栽培作物生長有較大影響的基質(zhì)物理性質(zhì)主要有容重、總孔隙度、持水量、大小孔隙比（氣水比）、粒徑等。
1.容重
容重指單位體積內(nèi)干燥基質(zhì)的重量，用g/L或g/cm3表示?？梢匀∫粋€(gè)一定體積的容器，裝滿干基質(zhì)，稱其重量，然后用其重量除以容器的體積即得到容重值。由于計(jì)算容重時(shí)的體積包括了顆粒之間的空隙，因此容重大小主要受基質(zhì)的質(zhì)地和顆粒的大小影響?；|(zhì)的容重反映基質(zhì)的疏松、緊實(shí)程度。容重過大，則基質(zhì)過緊實(shí)，總孔隙度小，通氣透水性差，這種基質(zhì)操作不方便，也影響作物根系生長；容重過小，則基質(zhì)過于疏松，基質(zhì)過輕，總孔隙度大，雖具有良好通透性，但澆水時(shí)易漂浮，不利于固定根系。
不同基質(zhì)的容重差異很大（表5-1），同一種基質(zhì)由于受到壓實(shí)程度、顆粒大小影響，其容重也存在著很大差異。例如，新鮮蔗渣的容重為0.13g/cm3，經(jīng)過9個(gè)月堆漚分解之后容重為0.28g/cm3。一般認(rèn)為，小于0.25g/cm3屬于低容重基質(zhì)，0.25～0.75g/cm3屬于中容重基質(zhì)，大于0.75g/cm3的屬于高容重基質(zhì)，而基質(zhì)容重在0.1～0.8g/cm3范圍內(nèi)作物栽培效果較好。
表5-1 幾種常用基質(zhì)的容重和比重
基質(zhì)種類 容重（g/cm3近似值） 比重（g/cm3）
土 壤 1.10～1.70 2.54
草 炭 0.05～0.20 1.55
沙 1.30～1.50 2.62
蔗 渣 0.12～0.28 —
蛭 石 0.08～0.13 2.61
樹 皮 0.10～0.30 2.00
珍珠巖 0.03～0.16 2.37
松樹針葉 0.10～0.25 1.90
巖 棉 0.04～0.11 —
容重對(duì)于園藝植物的生產(chǎn)上還有一層經(jīng)濟(jì)意義。一個(gè)直徑30cm的容器，若裝填土壤，干重在28～33kg，濕重在40kg左右，從搬運(yùn)角度看，這是一個(gè)不輕的重量。然而，容重過輕，盆栽植物又容易被風(fēng)吹倒。所以，用小盆栽種低矮植物或在室內(nèi)栽培時(shí)，基質(zhì)容重宜在0.1～0.5g/cm3；用大盆栽種高大植物或在室外栽培時(shí)，則宜在0.5～0.8g/cm3，否則，應(yīng)采取輔助措施將盆器予以固定。
值得指出的是，基質(zhì)容重可分別從干容重和濕容重兩個(gè)角度去衡量。假設(shè)珍珠巖和蛭石的干容重都是0.1g/cm3，前者吸水后為自身重的2倍，后者吸水后為自身重的3倍，則濕容重分別為0.2g/cm3和0.3g/cm3。在實(shí)際使用中，有時(shí)濕容重可能較干容重更為現(xiàn)實(shí)些。例如，人工土的干容重為0.01g/cm3，極容易令人直感地認(rèn)為太輕，不能將植物根系固定住，但從其濕容重能達(dá)到0.2～0.3g/cm3來看，與珍珠巖、蛭石相近，就不易產(chǎn)生錯(cuò)覺了。比重（密度）：單位體積固體基質(zhì)的質(zhì)量，不包括基質(zhì)中的孔隙度，指基質(zhì)本身的體積。
2.總孔隙度
總孔隙度是指基質(zhì)中持水孔隙和通氣孔隙的總和，以相當(dāng)于基質(zhì)體積的百分?jǐn)?shù)（%）來表示?？偪紫抖却蟮幕|(zhì)，其空氣和水的容納空間就大，反之就小?？偪紫抖瓤梢园聪铝泄接?jì)算：
總孔隙度（%）=（1-容重/比重）×100
如果一種基質(zhì)的容重為0.1g/cm3，比重為1.55 g/cm3，則總空隙度為：
（1-0.1/1.55）×100=93.55%
總孔隙度大的基質(zhì)較輕，基質(zhì)疏松，容納空氣與水的量就大，有利于作物根系生長，但對(duì)于作物根系的支撐固定作用的效果較差，易倒伏。例如蔗渣、蛭石、巖棉等的總孔隙度在90%～95%以上；總孔隙度小的基質(zhì)較重，水、氣的容納量較少，如沙的總孔隙度約為30.5%，不利于植物根系的伸展，必須頻繁供液以彌補(bǔ)此缺陷。因此，為了克服單一基質(zhì)總孔隙度過大或過小所產(chǎn)生的弊病，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常將二、三種不同顆粒大小的基質(zhì)混合使用，可以改善基質(zhì)的物理性能。
在基質(zhì)的分類中，大孔隙占5%～30%的基質(zhì)屬于中等孔隙度，小于5%的屬低孔隙度，而大于30%的屬高孔隙度（這時(shí)基質(zhì)持水量低，容易干燥）。一般來說，基質(zhì)的孔隙度在54%～96%范圍內(nèi)即可。
3.基質(zhì)氣水比（大小孔隙比）
總孔隙度只能反映在一種基質(zhì)中空氣和水分能夠容納的空間總和，它不能反映基質(zhì)中空氣和水分各自能夠容納的空間。而在植物生長的根系周圍，能提供多少空氣和容易被利用的水分，這是園藝基質(zhì)最重要的物理性質(zhì)。最適宜的基質(zhì)的總孔隙度狀況是同時(shí)能提供20%的空氣和20%～30%容易被利用的水分。
氣水比是指在一定時(shí)間內(nèi)，基質(zhì)中容納氣、水的相對(duì)比值，通常以基質(zhì)的大孔隙和小孔隙之比來表示，并且以大孔隙值作為1。大孔隙是指基質(zhì)中空氣能夠占據(jù)的空間，即通氣孔隙；小孔隙是指基質(zhì)中水分所能夠占據(jù)的空間，即持水孔隙。通氣孔隙與持水孔隙的比值稱為大小孔隙比。用下式表示：
大小孔隙比=通氣孔隙（%）/持水孔隙（%）
通氣孔隙一般指孔隙直徑在1mm以上，灌溉后的溶液不會(huì)吸持在這些孔隙中而隨重力作用流出的那部分空間，因此這種孔隙的作用是貯氣；持水孔隙一般指孔隙直徑在0.001～0.1mm范圍內(nèi)的孔隙，水分在這些孔隙中會(huì)由于毛細(xì)管作用而被吸持，充滿于孔隙內(nèi)，也稱為毛管孔隙，存在于這些孔隙中的水分稱為毛管水，這種孔隙的主要作用是貯水，沒有通氣作用。
大小孔隙比能夠反映出基質(zhì)中氣、水之間的狀況，是衡量基質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，與總孔隙度合在一起可全面地表明基質(zhì)中氣和水的狀態(tài)。如果大小孔隙比大，則說明空氣容量大而持水容量較小，即貯水力弱而通透性強(qiáng)；反之，如果大小孔隙比小，則空氣容量小而持水量大。一般而言，大小孔隙比在1：2～4范圍內(nèi)為宜，這時(shí)基質(zhì)持水量大，通氣性又良好，作物都能良好地生長，并且管理方便。
4.粒徑（顆粒大小）
是指基質(zhì)顆粒的直徑大小，用毫米表示?；|(zhì)的顆粒大小直接影響著容重、總孔隙度和大小孔隙比。同一種基質(zhì)顆粒越細(xì)，容重越大，總孔隙度越小，大小孔隙比越大；反之，顆粒越粗，容重越小，總孔隙度越大，大小孔隙比越小。因此，為了使基質(zhì)既能滿足根系吸水的要求，又能滿足根系吸收氧氣的要求，基質(zhì)的顆粒不能太粗。顆粒太粗，雖然通氣性較好，但持水性就較差，種植管理上要增加澆水次數(shù)；顆粒太細(xì)，雖然能有較高的持水性，但其表面吸附的和小孔隙內(nèi)容留的水分便不易流動(dòng)、排除，導(dǎo)致顆粒間通氣不良，易產(chǎn)生基質(zhì)內(nèi)水分過多，造成過強(qiáng)的還原狀態(tài)，也不利于養(yǎng)分流通和吸收，影響根系生長。因此，顆粒大小應(yīng)適中，其表面應(yīng)雖粗糙而不帶尖銳棱角，并且孔隙應(yīng)多而比例適當(dāng)。但不同種類的基質(zhì)，各自有適宜的粒徑。就沙粒來說，粒徑以0.5～2.0mm為宜；就陶粒來說，粒徑在1cm以內(nèi)為好；就巖棉（塊狀）等基質(zhì)來說，粒徑大小并不重要。
配制混合基質(zhì)時(shí)，顆粒大小不同的基質(zhì)混合后，其總體積小于原材料體積的總和。例如，1m3沙子和1m3的樹皮相混后，因?yàn)樯沉３涮钤跇淦さ目紫吨校傮w積變?yōu)?.75m3，而非2m3。同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，由于樹皮分解，總體積還會(huì)減小，這都會(huì)削弱透氣性。所以，配制混合基質(zhì)時(shí)最好選用抗分解的有機(jī)基質(zhì)，免得顆粒日久后由大變小。無機(jī)基質(zhì)與有機(jī)基質(zhì)相比，其顆粒大小不易因分解而變細(xì)變小。
此外，栽培的基質(zhì)還應(yīng)有較好的形狀，不規(guī)則的顆粒具有較大的表面積，能保持較多的水；而多孔物質(zhì)還能在顆粒內(nèi)部保持水分，因而保持的水多。
盆栽植物生長不良或死亡，往往是由于基質(zhì)的總孔隙度和大孔隙值過小，基質(zhì)中缺乏空氣，植物根系因受到自身釋放出的二氧化碳的毒害，喪失吸收水分和養(yǎng)分的能力。盡管灌水可以擠出二氧化碳，引入新鮮空氣，但如果基質(zhì)沒有足夠的大孔隙，灌水的后果無異于飲鴆止渴。
木屑等有機(jī)基質(zhì)，分解后因顆粒變細(xì)變實(shí)，會(huì)造成大孔隙減少。容器的底和壁建立了一個(gè)保持水分的高表面張力界面后，也會(huì)導(dǎo)致大孔隙減少。
花卉根系對(duì)大孔隙的需求各不相同。杜鵑、蘭花、秋海棠、桅子、大巖桐、觀葉植物等需求大孔隙值高些；山茶、菊花、唐菖蒲、一品紅、百合等需求大孔隙中度；康乃馨、天竺葵、棕櫚、草坪草、松柏等要求大孔隙可少些。
表5—2列出了幾種常用基質(zhì)的物理性狀。
表5－2 幾種常見基質(zhì)的物理性狀
基質(zhì)名稱 容 重（g/cm3） 總孔隙度（%） 大孔隙（%）（通氣容積） 小孔隙（%）（通氣容積） 大小孔隙比（大孔隙%/小孔隙%）
菜園土 1.10 66.0 21.0 45.0 0.47
沙 子 1.49 30.5 29.5 1.0 29.50
煤 渣 0.70 54.7 21.7 33.0 0.64
蛭 石 0.13 95.0 30.0 65.0 0.46
珍珠巖 0.16 93.2 53.0 40.0 1.33
巖 棉 0.21 84.4 7.1 77.3 0.09
鋸木屑 0.19 78.3 34.5 43.8 0.79
炭化稻殼 0.15 82.5 57.5 25.0 2.30
蔗渣（堆漚6個(gè)月） 0.12 90.8 44.5 46.3 0.96
