有机生态型无土栽培已成为我国无土栽培发展的主要形式，对基质的需求量连年增加。利用发酵将棉秆生产为无土栽培基质不仅解决了农业废弃物的循环利用点问题，而且还能降低基质栽培的成本，具有一定的研究价值和现实意义。本文用正交设计的方法研究了C/N比、秸秆长度、氮源对棉秆发酵的性能参数（发酵温度、C/N比、通气孔隙度、持水孔隙度、积温、种子发芽指数、EC、pH、容重）的影响；并将不同发酵时间（15天、30天、45天、60天）的棉秆分别与炉渣按体积1:1混配为四个处理D15、D30、D45、D60，以1份草炭︰1份炉渣（v/v）为CK，研究混配基质对黄瓜植株生长的影响。主要研究结果如下：
1.棉秆发酵适宜采用的初始条件为： C/N比为25：1，秸秆长度为1cm、氮源为鸡粪加尿素。在发酵试验过程中，初始条件为C/N比为25:1、秸秆长度为1cm、氮源为鸡粪加尿素的处理可以保持较长时间的高温（＞50℃），分别达到9天、10天、8天。C/N比对总孔隙度降低的作用显著，较好的水平（25:1）达到66.0%。秸秆长度对持水孔隙度、容重提高和积温有显著性作用，较好的水平（1cm）分别达到59.2%、1315.75℃、0.30g/cm3。氮源对积温有显著性作用，较好的水平（鸡粪加尿素）达到1354.41℃，相对于单独添加尿素和鸡粪分别提高7.6%，9.2%。
2.不同发酵时间（15天、30天、45天、60天）的棉秆的理化性质差异显著并具有相关性。持水孔隙度、容重、EC三个指标间呈正相关，均随着发酵时间的延长而呈上升趋势。通气孔隙度和pH呈正相关均呈下降趋势。持水孔隙度在发酵30、45、60天的棉秆中差异不显著，通气孔隙度、pH和EC在不同的发酵时间的棉秆中都有显著性差异，容重在发酵时间达到30、45、60天以上的棉秆中才有显著性差异。
3.不同发酵时间棉秆与炉渣混配后理化性质与CK（草炭：炉渣=1:1）差异显著。不同处理基质理化性质指标对黄瓜生理指标影响的主成分分析表明7个基质理化性质指标可归入到一类因子中，对黄瓜生长的累积贡献度达到了83.767%，其中影响比较大的指标为是pH、持水孔隙度、大小孔隙比、容量、通气孔隙度。黄瓜栽培试验前，CK的持水孔隙度为56.36%、容重为0.58g/cm3、通气孔隙度为6.42%和大小孔隙比为0.11。D15基质的持水孔隙度、容重均显著低于CK约25%、21%，而通气孔隙度和大小孔隙比显著高于CK约117%、191%。D30基质的持水孔隙度、容重均显著低于CK约26%、21%，而通气孔隙度和大小孔隙比显著高于CK约82%、154%。
4.棉秆发酵15-30天的理化性质适合黄瓜基质栽培。发酵棉秆理化指标达到持水孔隙度40-55%、通气孔隙度33-22%、容重0.23-0.24g/cm3即可停止发酵，风干后用作黄瓜栽培基质。各处理的单株产量差异显著，以D15最高（707.63g），D30次之（620.79g）,四个处理均显著高于CK，分别比CK提高51%、32%、15%、8%。
