无土栽培学第二章-营养液栽培

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1、第二章 营养液栽培,【本章要点】 1.营养液配制 2.蔬菜营养失调 3.水培,第一节 营养液,营养液是无土栽培的核心。 营养液的配制与管理 是无土栽培的关键技术。,一、营养液浓度,营养液浓度表示法： 直接表示法 间接表示法,（一）直接表示法,1.化合物重量/体积 （g/L，mg/L） 实际配制时， 可按数值直接称取化合物， 故又称为工作浓度，或操作浓度。,例如，某营养液配方,Ca（NO3）2 590 mg/L KNO3 404 mg/L KH2PO4 136 mg/L MgSO47H2O 246 mg/L,2.元素重量/体积 （mg/L）,某营养液配方中含N 210mg/L， 指该营养液每升中

2、含有N元素210mg。,该表示方法多用于直观地比较 某种元素的用量， 而不能直接用来操作。,例如：N 175 mg/L。,若采用NH4NO3（含N35%）， 则每升溶液需称取的重量为： 175/0.35=500（mg）,（二） 间接表示法,1.电导率（EC） 配制营养液用的无机盐为强电解质， 其水溶液具有导电能力。 导电能力的强弱用电导率表示。,电导率：,指单位距离的溶液其导电能力的大小。 单位：s/cm，ms/cm， 即西门子/厘米，毫西/厘米。,在一定范围内，,溶液的含盐量与电导率成正比。 电导率可代表营养液的总浓度， 但不能反映各种无机盐分的单独浓度。,电导率（EC）与营养液 浓度（S）

3、之间的关系,EC=a+bS（a、b为直线回归系数） 例如：日本园试配方营养液 EC=0.279+2.12S（r=0.9994） 若实测EC为0.72mS/cm，则S=0.21g/L,电导率测定仪器便携式电导仪,2.渗透压,溶液浓度越高，渗透压越大。 渗透压单位： Pa（帕） 无土栽培营养液的渗透压值， 一般用下面的理论公式来计算。,P = C0.0224（ 273 + t ）/ 2731.01325105,P：溶液的渗透压（ Pa ）； C：溶液的浓度（正负离子总浓度， mmol/L）； t：使用时溶液的温度（）；,公式中的常数：,0.0224范特荷甫（Vant Hoff）常数 273 绝对温

4、度与摄氏温度换算常数 1.01325105Pa = 1 标准大气压（atm）,例如：某配方溶液每升含：,Ca（NO3）24H2O 4mmol K NO3 6mmol 、 NH4H2PO4 1mmol MgSO47H2O 2mmol 则溶液含有正负离子总浓度为30 mmol/L。,该营养液在20使用时，渗透压值为：,P = 300.0224（ 273 + 20 ）/ 2731.01325105 = 73078.7（Pa）,电导率与渗透压之间的关系,经验公式 P=0.36105EC 单位：P（Pa）、EC（mS/cm）,二、营养液配方组成依据,（一）营养液的总浓度 范围一般为0.31.5大气压，

5、相当于0.4%的总盐分含量。,（二）各种元素的比例和浓度,1.生理平衡 影响营养液生理平衡的主要因素是 营养元素之间的相互作用 包括协助作用和颉抗作用。,例如：,促进作用： NO3-、H2PO4-和SO42- K+、Ca2+、Mg2+； 颉抗作用： Ca2+ Mg2+ NH4+ K+,目前世界上流行的原则是：,分析正常生长的植物体中 各种营养元素的含量来确定其比例。,配方中各种大量元素的数量，,在1/3幅度内变动时， 仍可保持生理平衡， 而不至于引起离子间的拮抗作用。 但大规模使用变动配方前要进行试验。,2.化学平衡,营养液中有些营养元素的化合物， 其离子浓度达到一定量后， 会相互作用形成难溶

6、性沉淀， 使营养液中的离子比例失去平衡。,具体讲，就是:,Ca2+、Mg2 + 、Fe3+等阳离子 与PO43-、SO42-、OH-等阴离子 形成难溶性化合物沉淀。 如：Ca3（PO4）2、Fe （PO4）等。,因此，要计算以上几种元素,产生沉淀的临界浓度， 作为配制营养液时， 所要考虑的该元素的浓度上限。,三、营养液配方组成原则,1.营养液必须含有植物生长 所必需的全部营养元素,2.营养液中的各种元素,必须处于根系可吸收的状态。 根据多数作物的吸肥特性， 矿质元素只有溶解到水中， 呈离子状态，才能被吸收。,因此，无土栽培,所多选用无机盐肥料， 也有一部分采用有机螯合物。,3.营养液中各种元素

7、要均衡,营养液中各种营养元素的数量比例， 应符合作物生长发育的需要， 做到均衡供应， 不能产生单盐毒害和颉抗作用。,4.营养液浓度和酸碱度要适宜，,并在较长时间内保持有效状态。,四、配制营养液常用的化合物,（一）营养液对化合物的要求 1.营养价值要高 化合物所含的营养元素的数量， 能最大限度地适合配制营养液的需要。,如选用硝酸钙作氮源，,比用硝酸钾多一个硝酸根离子。,2.溶解度较大,如硝酸钙的溶解度大于硫酸钙， 使用效果好。 虽然硫酸钙价格便宜，也很少使用。,3.化合物的纯度要高,纯度低时， 会使配制的营养液产生沉淀， 堵塞供液管道。 同时不应含有害、有毒成分。,（二）常用化合物的种类及其特性

8、,1.氮源 有硝态氮和铵态氮两种。 蔬菜喜硝态氮； 铵态氮过量则会抑制蔬菜生长。,两种氮源以适当的比例同时使用，,比单用硝态氮效果好， 且能使pH值稳定。,常用的氮源化合物有：,硝酸钙、硝酸钾、 磷酸二氢铵、硫酸铵等。,注 意：,（1）氯化铵为铵态氮肥， 不能作为无土栽培的主要氮源。 对忌氯蔬菜（如瓜类）不宜使用。,（2）尿素,一般也不作无土栽培的主要氮源， 但可作补充氮源使用。,2. 磷源,磷酸二氢铵、磷酸二铵、 磷酸二氢钾、过磷酸钙等。,注 意：,(1) 磷过量会导致铁、镁缺乏症。 (2) 以过磷酸钙为磷源， 一定要选用优质产品， 否则杂质较多，应用效果不好。,3.钾 源,主要有硝酸钾、硫

9、酸钾、 磷酸二氢钾等。,钾的吸收快，要不断补给。,但钾离子过量， 会影响到钙、镁、锰的吸收。,4.钙源,一般使用硝酸钙、过磷酸钙等。 钙在植物体内的移动性差， 无土栽培常发生缺钙现象。,5.硫源,多使用镁、铁等硫酸盐， 可同时解决硫和微量元素的供应。,6.铁源,无土栽培中，铁的供应十分重要。 pH值偏高，钾不足， 以及磷、锰、铜、锌过量， 都会引起缺铁症。,铁源常用,螯合铁（NaFe-EDTA、Na2Fe-EDTA）； 硫酸亚铁或氯化铁有不稳定性。 用硫酸亚铁时， 必须保证pH值在6.5以下， 否则易变为硫酸铁。,7.其他元素,镁源：硫酸镁； 锰源：硫酸锰； 硼源：硼酸、硼砂；,锌源：硫酸锌；

10、,铜源：硫酸铜； 钼源：钼酸铵。,五、营养液的配制,（一）配制原则 确保在配制后存放和使用时， 都不产生难溶性化合物沉淀 。,任何均衡营养液配方中,都必然含有Ca2+、Fe3+等阳离子 和SO42-、PO43-等阴离子， 当这些离子浓度较高时， 会互相作用而产生难溶性物质。,（二）配制技术,母液（浓缩储备液） 工作营养液（栽培营养液） 母液浓度一般为工作液浓度的100200倍。,母液,工作液,1.母液配制,（1）母液种类 配方中的各种化合物一般分为三类： 即A母液、B母液、C母液,A母液：以钙盐为中心,凡不与钙作用而产生沉淀的化合物， 均可放置一起溶解。 一般包括Ca（NO3）2、KNO3等，

11、 浓缩100200倍。,B母液：以磷酸盐为中心,凡不与PO43- 产生沉淀的化合物， 均可放置一起溶解。 一般包括NH4H2PO4、MgSO4等， 浓缩100200倍。,C母液：,由铁和微量元素在一起配制而成。 浓缩10003000倍。,（2）配制步骤, A、B母液： 准确称量 依次加入 充分搅拌 加水定容,C1,C2,C3,H2O,全部溶解,全部溶解,全部溶解,定 容, C母液,量取总体积2/3的清水 分成2份,2/3,1/3,1/3,塑料容器A,塑料容器B,塑料容器C,称取FeSO47H2O和EDTA-2Na,分别加入两个容器 搅拌溶解,塑料容器B,FeSO47H2O,EDTA-2Na,塑

12、料容器C,将FeSO47H2O溶液缓慢倒入,EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌。,塑料容器B,FeSO47H2O,EDTA-2Na,塑料容器C,搅拌,缓 慢,然后称取C母液所需的其它各种微量元素 化合物 分别放在小塑料容器中溶解,ME1,ME2,ME3,ME4,搅拌,再分别缓慢倒入已混合FeSO47H2O的,EDTA-2Na溶液中 加水定容,塑料容器C,搅拌,缓慢,塑料容器C,H2O,母 液,以日本园试通用配方为例,配制浓缩100倍的A母液， 配方组成：Ca(NO3)24H2O 945mg/l KNO3 809mg/l 配成1000ml的工作营养液。 1.计算配制50ml母液所需化合物用量 2

13、.从50ml里取10ml放入容量瓶,和B液C液定容到1000ml.,在荷兰、日本等国的现代化温室中，,大规模进行无土栽培时， 一般采用A、B两个母液罐（ 100倍）。,A,B,Ca（NO3）2 KNO3 NH4NO3 NaFeEDTA,K2SO4 KH2PO4 MgSO4 MnSO4 CuSO4 ZnSO4 Na2B4O7 （NH4）6Mo7O24,2. 工作营养液配制,贮 液 池,（1）贮液池中加入需要配 制体积1/22/3的清水 （2）取所需量的A母液， 倒入池中，搅拌均匀,H2O,入水口,1/22/3,A母液,（1）,（2）,（3）取所需量的B母液，,缓慢倒入贮液池的清水入口处， 让流水

14、冲稀B母液带入池中，搅拌均匀。 此时水量已达到总液量的80%左右。,入水口,B母液,清 水,贮 液 池,80%总液量,水泵循环 或搅拌,d. C母液加入方法同B母液。,加水至所需的量。,（三）注意事项,1.母液长时间贮存时，为防止沉淀， 一般可加硝酸或硫酸酸化（至pH34）， 同时置于阴凉避光处保存。 C母液最好用深色容器贮存。,2.配制工作液时，,如果发现由少量沉淀产生， 应延长水泵循环流动的时间， 以使产生的沉淀溶解。,如果加入化合物的速度过快，,造成局部浓度过高而出现大量沉淀， 并且通过水泵较长时间循环后 仍不能溶解，则应重新配制。,六、营养液的管理,营养液在使用中需要不断进行调整，必要

15、时全面更新。,植物选择性吸收,根系分泌物,环境条件,植物不同生育阶段 对营养液要求不同,营养液,浓度 pH 溶存氧 液温,影,响,因,素,（一）浓度调整,1. 调整原则 EC控制在2-3毫西/厘米；,2.调整方法,浓度升高或降低时， 可采用按时补充水分 或养分的方法进行调整。 补充养分的方法有2种。,（1）关系曲线法,测定标准营养液和一系列不同浓度 营养液的电导率， 计算达到标准浓度时需追加的母液量。,画出电导率和母液,追加量之间的关系曲线。 每次测定使用中的营养液的电导率，查出相对应的母液追加量。,（2）水分消耗量法,根据无土栽培蔬菜水分消耗量 和养分吸收量之间的关系， 以水分消耗量推算养分补充量。,（二）酸碱度的调整,1. 营养液酸碱度对蔬菜生长的影响 大多数蔬菜根系在pH5.56.5生长最好。 直接影响 损伤根系,营 养 液 pH 值,间接影响 养分有效性,pH过高（大于7.0）时，,导致Fe、Mn、Cu和Zn等微量元素沉淀； 当pH值小于5时，由于H+浓度过高, 对Ca2+产生拮抗作用，引起缺钙症。,2.调整方法,采用酸碱中和法。 所用酸为H2SO4(稀)或HNO3(稀) ； 常用碱为NaOH（KOH）。,用酸量确定：,取一定体积的营养液， 逐滴加入已知浓度稀酸（