生物炭是生物质材料在限氧、低温（＜700℃）环境下，经加热分解终获得的一种碳含量丰富的固态产物。因其表面具有丰富的孔隙结构，以及稳定的脂肪族链状结构和高度芳香化结构，使其具有很好的吸附性和稳定性，已成为在增加碳固存和修复土壤环境方向的一种新材料。生物炭一般呈碱性，养分含量较高，也可用于农田土壤的改良，增加土壤肥力、改善土壤的结构。生物炭的性质与炭化工艺有着很密切的联系，炭化时间和炭化温度对生物炭性质有着明显的影响，且随着炭化温度的升高、炭化时间的延长，生物炭的有机碳含量、阳离子交换量都随之降低，而灰分、比表面会逐渐上升。同时，炭化原料也会对生物炭的性质产生一定影响，原料与生物炭表面官能团的种类和数目以及表面化学性质都有极大的关系。等多个领域。目前对生物炭生产工艺的研究较多，但即使炭化加工参数相同，不同原材料制成的生物炭也存在一定差异，从而影响到其应用的领域和范围。 作物秸秆可选用小麦秸、玉米秸等作物秸秆，秸秆量应大于栽培槽体积的2倍。山东前台黑绵土效果图
炭化稻壳亦称砻糠，是很多盛产稻米的地区普遍使用的无土栽培基质，其为多孔质构造，重量轻，通气良好，有适度的持水量，并且在较高烧制温度(500。C)获得的炭化稻壳的阳离子交换量较高，比较大水容量也较高。日本大盐裕陆等用炭化稻壳作为无土栽培生根培养基研究表明，如能防止粒子崩坏，炭化稻壳则是优良的无土栽培基质]。炭化稻壳经过高温处理，在不受污染的情况下，传播病害的可能性很小。炭化稻壳通常呈碱性反应，在使用前必须经过脱盐处理。 山东前台黑绵土效果图通过目前的技术手段，何时喷灌、合适通风等手段都可以采用电脑遥控，实现了智能化生产、大规模生产。
目前，随着我国人口数量不断增加，人均土地的逐渐减少，设施栽培逐步发展开来。我国设施栽培多采用以土壤栽培为主、基质栽培为辅的各类塑料大棚种植，然而随着种植年限的增加，温室、大棚等栽培条件下的土壤因缺少雨水的洗淋，所以棚内温度、湿度、通气状况和水肥管理均与陆地栽培有较大差异，病虫害现象更加明显，加之重茬连作，及农药的过量使用导致连做障碍，土壤次生盐渍化等问题，已经成为限制设施栽培可持续发展的重要瓶颈。
表征基质结构稳定性的指标是单位体积基质在单位重力下基质厚度的变化、吸水干燥后基质的收缩率以及一定时间内基质分解度的变化。要寻找同时具备适宜通气性和保水性的基质原料并不容易。事实上，只有低分解藓类泥炭和一些由多种原料配合起来的基质才能满足植物需要的物理性状。无论从质量上说，还是从原料来源可靠性上来说，目前还没有完全令人满意的泥炭替代材料，所以泥炭仍然是专业基质和无土栽培系统不可缺少的原料。但是，泥炭中可以通过添加一些材料，特别是添加一些改善基质通气性能的材料等方式间接减少泥炭在基质中的使用量。 采用秸秆复合微生物制剂堆腐发酵秸秆。
营养液在传统无土栽培中作为植物所需要的营养来源，有机生态型无土栽培植物所需要的营养则主要来源于施入基质中的固态有机肥，从而打破了无土栽培必须使用化学营养液的传统模式。无土栽培一般是在相对密封的环境下进行的，可以在一定程度上避免外界环境、土壤病原菌以及害虫对作物的危害。而且作物生长健壮，较容易控制病虫害。避免了因土壤栽培连作导致土壤土传病虫害大量发生、盐分积聚、养分失衡，以及根系分泌物引起自毒作用等现象。每次收割一茬作物后，只要对栽培设施进行清洗和消毒，就可以马上培养下一茬作物。有机生态型无土栽培所利用的有机物质全部是种植业与养殖业的副产品和废弃物，资源丰富，价格低廉，养分齐全，虽然都是固态,但是在供应水分的状态下，有着光、热、气等外部条件，从而形成适于作物栽培生长的生态环境，同时有机基质及肥料经过生物转化，使得营养物质得以分解释放，供作物吸收和利用，无需将肥料配成营养液，节省了有关配制、贮存、输送、控制、检测等诸多的设施，更省去了相应的能源和人力消耗。 无土栽培可以通过架空等形式为植物栽培腾出更多空间，从而提高了空间利用效率。山东前台黑绵土效果图
有机生态型无土栽培是一种利用有机固态肥作为植物营养液来源，并且直接使用清水灌溉植物根系的简易技术。山东前台黑绵土效果图
树皮作为无土栽培的有机基质与锯末一样多用于花卉的栽培，并具有保水性较好、透气性强、阳离子交换量较高的特性。美国的Shbata等研制的人造土壤就是以腐烂的树皮或泥炭为重要成分制作的，这类土壤具有良好的排水性、保水能力和保肥能力，不但是花卉无土栽培的适宜基质，而且特别适合作高尔夫球场果岭区草坪土壤。另外，在一些特殊的栽培方法中所使用的树皮并不完全是一种基质的形式出现，例如一些热带植物依附在成块的树皮上，置于空气湿度大的环境中令其生长，树皮不*作为生长基质满足了植株的生长需要，也具有一定的装饰作用。 山东前台黑绵土效果图