1969年，在丹麥人開始采用巖棉栽培的同時，美國人則開發了一種完全使用砂子作為基質的適于沙漠地區的開放式無土栽培系統。作為節水性農業項目，很快受到美國亞利桑那州、伊朗、阿拉伯聯合酋長國的重視。

　　沙漠、半沙漠占地球陸地面積的1/4～1/3，分布于中東、北非、中國、南北美洲、大洋洲等地。在理論上這種系統具有很大的潛在優勢，這些地區的砂子資源極其豐富，不需從外部運入，價格低廉，砂子不需每隔1～2年進行定期更換，屬永久性的基質。

　　砂培可以看作是礫培的一種，但其基質粒徑比礫培小，且其保水性比礫培高。砂培系統的特征是砂粒基質能保持足夠濕度，滿足作物生長需要，又能充分排水，保證根際通氣。但有時會因砂粒粒徑過小，保濕量過大，而又不循環流動，導致溶氧供應量減少，通氣不良的情況。因此，如何把握砂培不過干、不過濕是管理技術的關鍵。

　　一、基質

　　砂是無土栽培中應用最早的一種基質材料。其最大優點是取材廣泛，價格便宜。砂的不同粒徑組成，物理性質有著很大的差異。決定著栽培效果，粗砂透氣好而持水力弱，細砂及粉砂相反。Shive研究結果表明，1.5～1.0mm粒徑的砂粒，保水力為26.8%，1.0～0.5mm的為30.2%，0.5～0.32mm為32.4%，0.23～0.25mm為37.6%。

　　從砂的化學性質來看，由于砂的種類及來源不同，其pH值和微量元素含量都有較大的差別。鑒于以上所述，砂作為無土栽培的基質，使用中應注意以下幾個方面。

　　1.砂粒不宜過細，可選用0.6～2.0mm粒徑組成的為好。砂粒應均勻，不宜在大砂粒中加入土壤或細砂。J.SDauglas認為粒徑小于0.6mm的砂粒應占50%左右，大于0.6mm的應占50%左右。王儒鈞等試驗砂培的粒徑組成為：砂子粒徑大于2mm的占1.1%，2～1mm占6.9%，1～0.5mm占19.7%，小于0.5mm占72.3%。

　　2.砂子在使用前應進行過篩，剔除大的礫石，用水沖洗以除去泥土及粉砂。

　　3.用前進行化學分析，以確定有關成分含量，以保持營養成分的合理用量和有效性。

　　4.確定合理的供液量和供液時間，防止因供液不足而造成缺水。

　　二、砂培的設施結構

　　（一）栽培槽

　　1.固定式栽培槽一般為多用磚或水泥板筑成的水泥槽，內側涂以惰性涂料，以防止弱酸性營養液的腐蝕，也可用涂瀝青的木板建造。槽的寬度為80～100cm,兩側深15cm，中央深20cm，橫底呈“V”形，橫底鋪雙層0.2mm厚黑色聚乙烯塑料薄膜。

　　由于砂培采用滴灌法供液，一般供液量都超過8～10%，且不回收，因此槽底部應有1：400的坡降，以利于排液。另外還應設置排液管，使多余的營養液排放到棚室外面。排液管依槽底形狀不同而設置不同。“V”字形的槽底，排液管可設置在槽底中央；如中間高兩邊低的槽（圖9-3），則設在槽外，于道路邊設一暗溝排液。設置槽中間的排液管可用多孔塑料管，管徑4～7.5cm，孔隙朝下，即排水孔朝槽底。也可以從排水管腹部每隔40～50cm切割一道深入管徑1/3的縫隙作為排水通路，縫隙朝底下，以防作物根系阻塞孔隙。

　　2.全地面砂培床這是另一種砂培形式，由美國Arizona州開發的，非常適于在沙漠地區應用。在整個溫室地面上全部鋪上砂，做成一個大栽培床，為了利于排水，床底的坡降應稍大，通常為1：200，在床上鋪兩層0.15～0.2mm厚的黑色聚乙烯薄膜，薄膜上按1.5～2.0m的間隔，平行排列直徑為4.0～6.0cm的多孔塑料排液管，排液管孔應向下（圖9-4）。排出的營養液流到室外的貯液池中，可用于大田施肥。排液管放好后，鋪上30cm厚的砂層，整平，砂的厚度要均勻，如深淺不一，將導致基質中濕度分布不勻，淺的地方作物根系可能會長入排水管中將其堵塞。

　　（一）供液系統

　　砂培通常采用滴灌方式供液。由供液主管道（φ32～50mm）、支管道（φ20～25mm）、毛管（φ13mm）、滴管和滴頭組成。滴管和滴頭接在毛管上，每一植株有一個滴頭，務求每株滴液量相同。毛管在水平床面長度不能超過15m，過長會造成末端植株的供液量小于進液口一端的供液量，導致作物生長不一致。

　　較為經濟、方便的方式是選用多孔微灌軟管代替上述滴灌系統，使毛管、滴管和滴頭溶為一體，出水口位于軟管軸線的上方，管壁厚一般為0.1～0.2mm，出水孔的孔徑為0.7～1.0mm，孔距為250～400mm，對水源的要求也降低了許多，直接鋪在行間，從微孔中流出營養液，濕潤基質。微灌帶的出水孔采用特殊的機械加工方法形成，流量均勻。軟灌帶的成本低，使用方便，但使用壽命較短。

　　灌溉系統用的營養液，要經過一個裝有100目砂網的過濾器，以防雜質堵塞滴頭。

　　三、砂培技術要點

　　（一）營養液管理

　　1.配方及濃度

　　從砂的化學性質看，pH值一般為中性或偏酸，除Ca的含量較高，其他大量元素含量都偏低。各種微量元素在砂中都有一定的含量，很多砂中Fe的含量較高且可被植物利用，Mn和B含量僅次于Fe，有時可以滿足作物需要。

　　另外，砂培基質的緩沖能力較低，且是采用開放式供液，在基質中貯液不多，以致使基質中營養液的成分、濃度和pH反應會變化較大。

　　因此，在選定營養液配方時，應根據所用砂的各種元素的含量對配方進行調整以確保各種養分的平衡，另外營養液的生理反應應比較穩定。使用時，應用低的劑量，如果配方的生理反應穩定，但劑量較高，則可用其1/2的劑量。

　　2.供液量和供液方法

　　在正常情況下，可根據作物對水分的需要來確定供液次數。每天可滴灌2～5次，每次要灌足水分，允許有8～10%的水排出，并以此來判斷是否灌足。

　　每星期應對排水中的可溶鹽總量測定兩次（用電導率測定儀）。如可溶鹽總量超過2000mg/l時，則應改用清水滴灌數天，讓其溶鹽，以降低濃度。當出現低于滴灌用的營養液濃度后，應重新改回用營養液滴灌。

　　如遇連續低溫陰雨天氣，從對水分的需要來看，可能不需要天天多次滴灌。但從養分需要來看，有可能是需要滴灌的。此時可繼續滴進營養液，讓新營養液替換掉已在砂中被作物消耗去養分的舊營養液，以保證作物對養分的需要。如遇到滴量不多就有不少水排出時，可將營養液的濃度提高（總營養鹽濃度不要超過2.5g/l）再行滴灌。

　　（二）基質消毒

　　一般每年進行1次，也可以1茬1次。以消除包括線蟲在內的土傳病蟲害為主。常用消毒劑為1%福爾馬林溶液、0.3%～1%次氯酸鈣或次氯酸鈉溶液。藥劑在床上滯留24h后，用水清洗3～4次，直至完全將藥劑洗去為止。此外，也可用溴甲烷等藥劑消毒和其他方法消毒，方法可參照本書基質消毒部分。