第二章营养液

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1、第二章 营养液第一节 营养液的原料及其要求 第二节 营养液的组成 第三节 营养液配方选集 第四节 营养液的配制 第五节 营养液的管理 第六节 废液的处理和利用营养液营养液是将含有植物生长发育所必需的各种营 养元素的化合物和少量为使某些营养元素的有 效性更为长久的辅助材料，按一定的数量和比 例溶解于水中所配制而成的溶液。 无论是固体基质培还是无固体基质培的无土栽 培形式，都主要靠营养液来为作物生长发育提 供所需的养分和水分。 营养液的配制与管理是无土栽培技术的核心。第一节 营养液的原料及其要求 一、水 二、各种营养元素化合物 三、辅助物质-络合剂(一)营养液的水质要求硬度：根据水中含有钙盐和镁盐

2、的数量可将水分为软水和硬水两大类型。硬水中的钙盐主要是重碳酸钙 Ca(HCO3)2、硫酸钙(CaSO4)、氯化钙(CaCl2)和碳酸钙(CaCO3)，而镁盐主要为氯化镁(MgCl2)、硫酸镁(MgSO4)、重碳酸镁Mg(HCO3)2和碳酸镁(MgCO3)等。而软水的这些盐类含量较低。水的硬度统一用单位体积的CaO含量来表示，即每度相当于10mg CaO/L。一般利用15以下的水进行无土栽培较好。硬度 相当于CaO含量(mg CaO/L) 名 称 04o 040 极软软水 48o 4080 软软 水 816o 80160 中硬水 1630o 160300 硬 水 30o 300 极硬水 表2-1

3、 水的硬度划分标准酸碱度：pH5.58.5之间均可使用。悬浮物： 10mg/L。 氯化钠含量： 200mg/L。 溶解氧：最好是在未使用前3mgO2/L。 氯：主要来自自来水中消毒时残存于水 中的余氯和进行设施消毒时所用含氯消 毒剂。 重金属及有毒物质含量：不能超过规定 标准。(二)无土栽培的水源选 自来水自来水 井水井水 雨水雨水积雨池积雨罐(三)无土栽培的水量不管采用何种水源，无土栽培要求有足够的 水量供配制营养液用，尤其在夏天不能缺水 。例如，番茄在生长旺盛期，据测定每株每 天耗水11.5L 。一般而言，如果当地的年 降雨量超过1000以上，则通过收集雨水可 以完全满足无土栽培生产的需要

4、。 在实际无土栽培生产中，如果单一水源水量 不足时，可以把自来水和井水、雨水、河水 等混合使用，又可降低生产成本。化合物的纯度等级 化学试剂 -保证试剂(Guaranteed Reagent, GR)，又称一级试剂 -分析纯试剂(Analytic Reagent, AR)，又称二级试剂 -化学纯试剂(Chemical Pure, CP)，又称三级试剂 医药用 工业用 农业用 含氮化合物 含磷化合物 含钾化合物 含钙、镁化合物 含铁化合物 微量元素化合物表2-2 各种营养元素化合物元素名称分子量溶解度/g颜颜色生理酸碱性其它N、Ca硝酸钙钙236.15129.3白晶碱性吸湿性极强N、K硝酸钾钾1

5、01.1031.6白晶碱性免碰N硝酸铵铵80.05214.0白晶弱酸性免碰N、S硫酸铵铵132.1575.4白晶酸性不易吸湿N尿素60.03105.0白晶酸性含氮高 基质质用 P、K磷酸二氢钾氢钾136.0922.6晶或粉不明显显重要P源 缓缓冲 P、Ca过过磷酸钙钙252.08 +172.171.8灰色粉-基质质用P、N磷酸二氢铵氢铵115.0536.8白晶-缓缓冲表2-3 各种营养元素化合物名称分子量溶解度/g颜颜色生理酸碱性其它P、N磷酸一氢铵氢铵132.0768.6白晶-缓缓冲K、S硫酸钾钾174.2611.1粉或晶酸性好K源K氯氯化钾钾74.5534.0白晶酸性慎用Mg硫酸镁镁246

6、.4835.5白晶酸性好Mg源Ca氯氯化钙钙110.9874.5粉或晶酸性慎用Ca硫酸钙钙172.170.26白粉酸性基质质用Fe硫酸亚铁亚铁278.0226.5绿绿晶-不稳稳定,好源Fe三氯氯化铁铁270.3091.9棕黄晶-不用:利用率 低、易沉淀表2-4 各种营养元素化合物名称分子量溶解度/g颜颜色生理酸 碱性其它Fe螯合铁铁EDTA 二钠钠/一钠钠390.04 / 367.05-黄晶-易溶水B硼酸61.835.0白晶-热热水溶解B硼砂381.372.7白晶-易溶好源Zn硫酸锌锌287.5554.4无晶-好源Cu硫酸铜铜249.6920.7蓝蓝晶-好源Mn硫酸锰锰223.06 / 169

7、.0162.9粉红红晶好源Mo钼钼酸铵铵1235.86-蛋黄晶易溶好源Mo钼钼酸钠钠241.95-白晶常用源各种营养元素化合物的生理酸碱性 碱金属或碱土金属的硝酸盐为氮源的均会表现出生理 碱性，其中，硝酸钠最强，硝酸钾和硝酸钙次之。 铵态氮作为氮源时，都表现出生理酸性，使得介质的 PH下降。氯化铵和硫酸铵最强，硝酸铵稍弱。 尿素在根系的脲酶作用下，转换为碳酸铵，表现出生 理酸性，也可使营养液的PH降至3.44.0 。 钾盐：硝酸钾-生理碱性，硫酸钾-生理酸性，磷酸二氢钾-不明显。 磷酸盐的生理酸碱性反应不强烈，而且对于溶液PH变化有一定的缓冲能力。常见的螯合剂 乙二胺四乙酸（EDTA），292

8、.25 二乙酸三胺五乙酸（DTPA）, 393.20 1,2-环己二胺四乙酸（CDTA）, 346.34 乙二胺N, N双邻羟苯基乙酸 (EDDHA), 360 羟乙基乙二胺三乙酸（HEEDTA）, 278.26无土栽培中较常用的络合剂 EDTA-2NaFe , 390.04, 黄色结晶粉末 EDTA-NaFe , 367.05, 黄色结晶粉末第二节 营养液的组成一、营养液浓度的表示方法二、营养液的组成原则和确定方法营养液浓度是指在一定重量或一 定体积的营养液中，所含有的营养元 素或其化合物的量。无土栽培营养液 常用一定体积的溶液中含有多少营养 元素或其化合物的量来表示其浓度。（一）直接表示方

9、法化合物重量/升（g/L，mg/L） 即每升营养液中含有某 种化合物的重量（g，mg）-工作浓度或操作浓度。 元素重量/升（g / L，mg / L） 即每升营养液中含有某 种营养元素的重量（mg）。 摩尔/升（mol / L ） 即每升营养液中含有某种物质的 摩尔数。某物质可以是元素、分子或离子。由于营养 液浓度都是很稀的，因此常用毫摩尔/升（mmol/L ） 来表示浓度。（二）间接表示方法1.渗透压（Pa ）：溶液的渗透压大小，可用渗透计法、蒸 汽压法、冰点下降法等进行测量，但无土栽培的营养液 的渗透压值一般用下面的理论公式来计算。P = C 0.0224 (273+t)/273 1.01

10、325 105 P-溶液的渗透压，以帕（Pa）为单位； C-溶液的浓度，即每升溶液中正负离子的总浓度（ mmol/L）； t使用时溶液的温度（）； 式中0.0224是范特荷甫常数，273是绝对温度和摄氏温 度的换算常数，1.01325 105 Pa=1标准大气压(atm)。2.电导率（EC）： 指单位距离的溶液其导电能力的 大小，国际上它常以毫西门子/厘米（mS/cm） 或 微西门子/厘米（S/cm）来表示，日本等国也有用 dS/m来表示，它们的关系是： 1mS/cm=1dS/m=1000S/cm在一定浓度范围内，溶液的含盐量与电导率呈密切 的正相关，含盐量愈高，溶液的电导率愈大，渗透 压也愈

11、大。所以，电导率能反映溶液中盐分含量的 高低，也能反映溶液的渗透压。电导率用电导率仪测定。电导率值（EC）和营养液浓度（ S）的关系： EC = a + b S (a、b为直线回归系数) ，它们之间的回归方程，必须根据具体营养液配方和地区自 行测定予以配置专用的线性回归关系。 电导率与渗透压之间的关系：可用经验公式：P （Pa）=0.36105EC（mS/cm）来表达。换算系数不是一个严格的理论值，它是多次测定值的平 均数。它是近似值，可作估计用。 电导率与总含盐量的关系：可用经验公式：营养 液的总盐分（ g/L ）=1.0 * EC（mS/cm）来表达 。换算系数1.0也是近似值。（一）营养

12、液的组成原则营养液中必须含有植物生长所必需的全部营养元素。 （齐全） 营养液中的各种化合物都必须以植物可以吸收的形态存在。（可利用） 营养液中的各种营养元素的数量和比例应符合植物正常生长的要求，而且是生理均衡的，可保证各种营养元素有效性的充分发挥和植物吸收的平衡。 （合理）营养液中的各种化合物在种植过程中， 能在营养液中较长时间地保持其有效性。 （有效） 营养液中各种化合物组成的总盐分浓度及其 酸碱度应是适宜植物正常生长要求的。 （ 适宜） 营养液中的所有化合物在植物生长过程中由 于根系的选择吸收而表现出来的营养液总体 生理酸碱反应是较为平稳的。（稳定）（二）确定营养液组成的方法1.营养液的总

13、盐分浓度的确定 根据不同作物种类、不同品种、不同生育 期在不同气候条件下对营养液含盐量的要 求，来大体确定营养液的总盐分浓度。一 般控制在0.4%-0.5%以下。不同作物对营养液总盐分浓度的要求差异 很大，如番茄、甘蓝、康乃馨要求0.2%- 0.3%,草莓、郁金香要求0.15%-0.2%。表2-5 营养液总浓度范围浓浓度表示范围围方法最低适中最高渗透压压（Pa）0.3105 0.9105 1.5105 正负负离子合计计数（ mmol/L ）在20时时的理 论值论值123762电导电导 率（mS/cm） 0.832.54.2总盐总盐 分含量（g/L ）0.832.54.22.营养液中各种营养元素

14、的用量和比例确定（1）生理平衡能够满足植物按其生长发育要求吸收到一切所需的营养元素，又不会影响到其正常生长发育的营养液，它是生理平衡的营养液。影响营养液生理平衡的因素主要是营养元素之间的相互作用。一是协助作用；二是颉颃作用。营养液中的营养元素适宜的比例或浓度 的确定：分析正常生长的植物体内各种 营养元素的含量及其比例来确定制 定生理平衡营养液配方的原则。Hoagland和Arnon以此为原则确定营 养液配方。 例一：Arnon-Hoagland以植株化学分析确定番茄营养液配方的方法 例二：山崎肯哉根据植物吸收营养液中的养分和水的比值来确定营养液配方的 方法：步 骤骤内 容营营 养 元 素小计计

15、NPKCaMgS1正常生长长的番茄每株一生吸收营营养元 素的数量(g/株)14.793.6823.067.102.841.8053.272吸收量换换算成毫摩尔数(mmol)1069.3118.7591.3177.5118.356.32131.43以毫摩尔数计计，每种元素占有吸收总总 量的百分数(%)50.175.5727.748.335.552.64100.004根据营营养液适宜的总盐总盐 分浓浓度为为 37mmol/L确定出配方中各元素的浓浓度 (mmol)18.562.0610.273.082.050.9837.005确定各种配方中肥料的毫摩尔数 (mg/L ) Ca(NO3)2.4H2O3mmolNO3-:63708KNO310mmolNO3-:10101011NH4H2PO42mmolNH4+:22230MgSO4.7H2O2mmol22493 6 合计计营营养元素毫摩尔数 (mmol)1821032237配方中肥料总总量(mg/L) 2442步 骤骤内 容NPKCaMgS吸肥量(g) 与吸水量 (L)的比值值1每株正常生长长的黄瓜 一生吸收营营养元素的 数量(n值值，mmol/株)2253.8173.41040.2606.8346.8未测测2每株黄瓜一生吸水量 (w值值)为为17