第二章 营养液.pdf

2015/6/8 1 第二章第二章 无土栽培营养液无土栽培营养液 学习目标：知识点：知识点：技能：技能：基本掌握营养液的含义、组成原则基本掌握营养液的含义、组成原则 、种类及浓度表示方法；掌握其配、种类及浓度表示方法；掌握其配 制和管理技术。制和管理技术。营养液的含义、组成原则、种类及营养液的含义、组成原则、种类及 浓度表示方法。浓度表示方法。营养液的配制与管理技术。营养液的配制与管理技术。第二章第二章 无土栽培营养液无土栽培营养液 定 义 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。营营 养养 液（养分、水分）液（养分、水分）固体基质培固体基质培 无固体基质培无固体基质培 浓浓度度 配配方方 管管理理 气候气候品种品种水质水质 核心内容核心内容 第一节第一节 营养液原料及其要求营养液原料及其要求 第二节第二节 营养液的组成营养液的组成 营养液的浓度表示方法营养液的浓度表示方法 营养液的配方组成营养液的配方组成 第三节第三节 营养液的配制技术营养液的配制技术 原则及配制技术、注意事项原则及配制技术、注意事项 实例实例 第四节第四节 营养液的管理营养液的管理 第一节第一节 营养液的原料及其要求营养液的原料及其要求 一、水 1.营养液的水质要求 硬度 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度以下的水进行无土栽培较好，硬度太高的水不能够作为无土栽培生产的用水，特别是进行水培时更是如此。2015/6/8 2 水质种类水质种类 CaO 含量（含量（10mgCaO/L）硬度硬度 极软水极软水 0-40 0-4 软软 水水 40-80 4-8 中硬水中硬水 80-160 8-16 硬硬 水水 160-300 16-30 极硬水极硬水 300 30 表1 水硬度划分标准 酸碱度 范围较广，pH 5.5-8.5 之间的水均可使用 悬浮物 l0mg/L。若利用河水、水库水等要经过澄清之后才可使用。氯化钠含量 50mg/L就会对植物产生营养，但不同作物、不同生育时期要求不同。溶解氧 无严格要求。最好是在未使用之前3mg O2/L。氯(Cl2)0.01%名称名称 标准标准 名称名称 标准标准 汞（汞（Hg）0.001mg/L 镉（镉（Cd）0.005mg/L 砷（砷（As）0.05mg/L 铅（铅（Pb）0.05mg/L 硒（硒（Se）0.02mg/L 铬（铬（Cr）0.05mg/L 铜（铜（Cu）0.10mg/L 锌（锌（Zn）0.20mg/L 氟化物（氟化物（F-）3.0mg/L 大肠菌群大肠菌群 1000 个个/L 六六六六六六 0.02mg/L DDT 0.02mg/L 表2 无土栽培水中重金属及有毒物质含量标准 常用：井水和自来水。常用：井水和自来水。简单的判断标准是 凡是能饮用的水都可以用来配制营养液。如何选择水源？如何选择水源？1.2 无土栽培的水源选择 （1）自来水）自来水 少菌、洁净少菌、洁净 有毒物质不超标有毒物质不超标 余氯：余氯：Cl0.3mg/L（2）井水）井水 较好较好 化验化验Ca、Mg含量：含量：硬度：硬度：10 酸碱度：酸碱度：pH 5.58.5 2015/6/8 3（3）雨水 较好，当地年降雨量超过1000mm 注意大气的污染情况。（4）洁净的河水、水库水 重金属及有害健康的元素重金属及有害健康的元素 悬浮物悬浮物 10mg/L 需要进行处理，达饮用水标准使用需要进行处理，达饮用水标准使用 （5）蒸馏水 水质好，洁净，除去一些营养元素。价格较高。研究新配方及缺素症。植物生长所需要的营养元素 N P K Ca Mg S Fe Mn Cu Zn B Mo 根据目的，选择合适的化合物 优先选择元素含量高的化合物 根据作物的特殊需要选择肥料 选择溶解度大的化合物 肥料的纯度要较高 有毒物质不超标；取材方便，价格低廉。二、对原料化合物的要求 1.氮源氮源 有硝态氮和铵态氮两种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 2015/6/8 4 注 意：（1）氯化铵为铵态氮肥氯化铵为铵态氮肥，不能作为无土栽培的不能作为无土栽培的主要氮源主要氮源。对忌氯蔬菜对忌氯蔬菜（如瓜类如瓜类）不宜使用不宜使用。（2）尿素尿素 一般也不作无土栽培的主要氮源一般也不作无土栽培的主要氮源，但可作补充但可作补充氮源使用氮源使用。含含N化合物：（化合物：（NO3-N、NH4+-N）硝酸钙、硝酸钙、硝酸铵、硝酸铵、硝酸钾硝酸钾、尿素、尿素 NO3-N作为氮源对植物是较为安全的，作为氮源对植物是较为安全的，生理碱性盐生理碱性盐。NH4+-N过多则易出现中毒的症状，过多则易出现中毒的症状，生理酸性盐。生理酸性盐。直叶生菜直叶生菜 硝态氮配方硝态氮配方 铵态氮配方铵态氮配方 铵态氮源都是铵态氮源都是生理酸性生理酸性盐盐，例如例如NH4Cl和和(NH4)2SO4，由于多数植物优先选择吸收由于多数植物优先选择吸收NH4+，而伴随离子的而伴随离子的Cl-、SO42-、NO3-的吸收速率较慢的吸收速率较慢，使得使得介质的介质的pH下降下降。对植物对植物吸收吸收Ca2+有很强的拮抗作用有很强的拮抗作用，植物出现缺钙症状和根系腐植物出现缺钙症状和根系腐烂等烂等。硝态氮源均为硝态氮源均为生理碱性盐生理碱性盐，例如例如Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3 等等。植物优先选择吸收植物优先选择吸收NO3-，而对而对阳离子的吸收速率较慢阳离子的吸收速率较慢，植物根系会分泌出植物根系会分泌出OH-，使使pH值上升值上升，可能造成某些营养元素在高可能造成某些营养元素在高pH值下产值下产生沉淀而使其有效性降低生沉淀而使其有效性降低，如如Fe、Mn、Mg等元素等元素。芥菜芥菜 生菜生菜 2.磷源磷源 磷酸二氢铵磷酸二氢铵、磷酸二铵磷酸二铵、磷酸二氢钾磷酸二氢钾、过磷酸钙等过磷酸钙等。注 意：（1）磷过量会导致铁磷过量会导致铁、镁缺乏症镁缺乏症。（2）以过磷酸钙为磷源以过磷酸钙为磷源，一定要选用优质产一定要选用优质产品品，否则杂质较多否则杂质较多，应用效果不好应用效果不好。3.钾 源 主要有硝酸钾主要有硝酸钾、硫酸钾硫酸钾、磷酸二氢钾等磷酸二氢钾等。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。2015/6/8 5 4.钙源钙源 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.微量元素肥料微量元素肥料 硫酸亚铁、螯合铁（硫酸亚铁、螯合铁（NaFeEDTA、Na2FeEDTA）硼酸、硼砂、硫酸锰、硫酸铜硼酸、硼砂、硫酸锰、硫酸铜 硫酸锌、氯化锌、钼酸铵等。硫酸锌、氯化锌、钼酸铵等。络合剂：络合剂：EDTA等于铁形成螯合物等于铁形成螯合物 表表3 化合物的分级和选用化合物的分级和选用 分分 级级 用用 途途 说说 明明 备注备注 化学试剂化学试剂 严格试验严格试验 杂质极少杂质极少(分分GR,AR 时使用时使用 微量元素微量元素 和和CP)（选用）（选用）医药用试剂医药用试剂 必要时用必要时用 杂质较少杂质较少 工业用化合物工业用化合物 生产不常用生产不常用 农用化合物农用化合物 生产首选生产首选 （大量元素）（大量元素）常含杂质常含杂质,使用时应折使用时应折算为纯品算为纯品 每次购买每次购买均需分析均需分析有效含量有效含量 第二节第二节 营养液的组成营养液的组成 营养液的组成直接影响到作物对养分的吸收和生育状况，关系到肥料中养分经济有效利用的问题，营养液的配方组成和使用中的浓度调节是无土栽培的重要技术环节。一、营养液浓度的表示方法一、营养液浓度的表示方法 营养液浓度？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。无土栽培中营养液的浓度常用以下两种方法表示:2015/6/8 6 营养液浓度的表示方法营养液浓度的表示方法 在一定重量或一定体积的营养液中，所含溶质的数量。在一定重量或一定体积的营养液中，所含溶质的数量。直接表示法直接表示法 间接表示法间接表示法 化合物重量化合物重量体积体积 元素重量元素重量体积）体积）摩尔体摩尔体积积 电导率电导率 （ECEC）渗透压渗透压 （P P）g/Lg/L或或mgmgL L g/Lg/L或或mgmgL L molmolL L msmscmcm 总盐分（总盐分（g/Lg/L）1.01.0ECEC。AtmAtm 公式：公式：P PC C0.02240.0224【（273273t t）/273/273】P P0.36*EC0.36*EC。化合物重量体积化合物重量体积工作浓度或操作浓度工作浓度或操作浓度 每升(L)营养液中含有某种化合物某种化合物的重量的重量。按这种表示法可以称量化合物，具体进行营养液的配制，故这种表示法通常称为工作浓度或操作浓度。直接表示法 例如，某营养液配方 Ca（NO3）2 590 mg/L KNO3 404 mg/L KH2PO4 136 mg/L MgSO4 7H2O 246 mg/L 某营养液配方中含N 210mg/L，指该营养液每升中含有N元素210mg。元素重量体积元素重量体积可以作为不同的营养液配可以作为不同的营养液配方之间元素浓度的比较方之间元素浓度的比较 每升营养液中含有某种营养元素的重量。在营养液配制时不能够直接应用，但它可以作为不同营养液配方之间同种营养元素浓度的比较。实际使用时要换算成为某种营养化合物重量才能称量。换算方法：将提供这种元素的化合物所含该元素的百分数来除以这种元素的含量。直接表示法 例如：一个配方的氮源是以Ca(NO3)2 4H2O 1.0g/L来提供的，而另一配方的氮源是以NH4NO3 0.4g/L来提供的。单纯从化合物含量来看，前一配方的含量比后一配方的多了1.5倍，不能够比较这两种配方氮的含量的高低。经 过 换 算 后 可 知，1.0g/L Ca(NO3)2.4H2O 提 供 的 N 为118.7mg/L，而0.4mg/L NH4NO3提供的N为140mg/L，这样就可以清楚地看到后一配方的N含量要比前一配方的高。若采用若采用NH4NO3（含含N35%），则每升溶液需称取的重则每升溶液需称取的重量为：量为：175/0.35=500（mg）例如：例如：N 175 mg/L。直接表示法 摩尔体积 即每升营养液含有某物质的摩尔数。配制时也不能直接进行操作，必须进行换算后才能称取。在配制营养液的操作过程中，不能够以毫摩尔/升来称量，需要经过换算成重量/升后才能称量配制。换算方法：将每升营养液中某种物质的摩尔数(mol/L)与该物质的分子量、离子量或原子量相乘，即可得知该物质的用量。直接表示法 2015/6/8 7 渗透压 渗透压是浓度不同的两种溶液以半透性膜（水等分子较小的物质可自由通过而溶质等分子较大的物质不能透过的膜）阻隔时所产生的水压，水从浓度低的溶液中通过半透性膜进到浓度高的溶液中就产生压力，溶液浓度愈高，渗透压愈大。间接表示法 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（）；0.0224范特荷甫（Vant Hoff）常数 273 绝对温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）2 4H2O 4mmol K NO3 6mmol、NH4H2PO4 1mmol MgSO4 7H2O 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 电导率是指单位距离的溶液其导电能力的大小。营养液具有导电作用。其导电能力的大小用电导率来表示；在一定的浓度范围之内，营养液的电导率随着浓度的提高而增加；反之，营养液浓度较低时，其电导率也降低。因此，通过测定营养液中的电导率可以反映其盐类含量，也即可以反映营养液的浓度。单位：s/cm，ms/cm，即西门子/厘米，毫西/厘米。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。用电导率对营养液浓度进行管理：根据所选用的营养液配方为1个剂量，并以此为基础浓度(S)，然后以一定的浓度梯度差(如每相距0.1或0.2个剂量)来配制一系列浓度梯度差的营养液，并用电导率仪测定每一个级差浓度的电导率值。由于营养液浓度(S)与电导率值(EC)之间存在着正相关的关系，这种正相关的关系可用线性回归方程来表示：EC=a+bS (a、b为直线回归系数)例：表3 电导率与营养液浓度之间的线性回归方程为：EC=0.279+2.12S (r(10)=0.9988)园试配方各浓度梯度差的营养液电导率值(山崎，1987)浓度梯度浓度梯度(S)测得的电导率测得的电导率(EC)各浓度级差大量元素含量各浓度级差大量元素含量(mg/L)2.0 4.465 4.80 1.8 4.030 4.32 1.6 3.685 3.84 1.4 3.275 3.36 1.2 2.865 2.88 1.0 2.435 2.40 0.8 2.000 1.92 0.6 1.575 1.44 0.4 1.105 0.96 0.2 0.628 0.48 2015/6/8 8 电导率测定仪器电导率测定仪器便携式电导仪便携式电导仪 电导率与渗透压之间的关系电导率与渗透压之间的关系 经验公式经验公式 P=0.36105EC 单位：单位：P（Pa）、）、EC（mS/cm）二、营养液组成原则 齐全：营养液中必须含有植物生长所必需的全部营养元素。NH4+NO3-H2PO4-K+Ca2+Mg2+SO42-微量 元素 可利用：各种化合物必须以植物可以吸收的形态存在。二、营养液组成原则 合理：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。二、营养液组成原则 有效：营养液中的各种化合物在种植过程中能较长时间地保持其有效性。适宜：各种化合物组成的总盐分浓度及其酸碱度应适宜植物正常生长要求。二、营养液组成原则 2015/6/8 9 稳定：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。二、营养液组成原则 OH-H+三、营养液配方实例三、营养液配方实例 Hoagland和Arnon的通用配方；Cooper1975年推出的NFT配方；荷兰的岩棉培配方；日本的园试配方；日本山崎配方；华南农大的的水培配方；山东农大的配方。注意：任何营注意：任何营养液配方都有养液配方都有产生沉淀的可产生沉淀的可能性！能性！营养物营养物 质用量质用量 营养液配方营养液配方 名称及适用对象名称及适用对象 每升水中含化合物每升水中含化合物mg数（化合物数（化合物mg/l）备注备注 四四 水水 硝硝 酸酸 钙钙 硝硝 酸酸 钾钾 硝硝 酸酸 铵铵 磷磷 酸酸 二二 氢氢 钾钾 磷磷 酸酸 氢氢 二二 钾钾 磷磷 酸酸 二二 氢氢 铵铵 硫硫 酸酸 铵铵 硫硫 酸酸 钾钾 七七 水水 硫硫 酸酸 镁镁 盐类盐类总计总计(g/l)Hoagland和和Arnon(1938)通用通用 945 607 115 493 2160 世界著名配世界著名配方，方，1/2剂量剂量较妥较妥 Cooper(1975)推荐推荐NFT通用通用 1062 505 140 738 2445 用用1/2剂量较剂量较妥妥 荷兰温室作物研荷兰温室作物研究所，岩棉滴灌究所，岩棉滴灌用用 886 303 204 33 218 247 1891 以番茄为主以番茄为主 日本园试配方日本园试配方(堀堀1966)通用通用 945 809 153 493 2400 日本著名配日本著名配方，用方，用1/2剂剂量较妥量较妥 华南农业大学农华南农业大学农化室化室(1990)，果，果菜，广东大面积菜，广东大面积使用，使用，pH6.2-7.8 472 404 100 246 1222 也可通用也可通用 表表4 营养液配方精选营养液配方精选*表表5 营养液微量营养元素用量营养液微量营养元素用量（各配方通用）（各配方通用）化合物名称化合物名称 每升营养液含化每升营养液含化合物毫克数合物毫克数 每升营养液含每升营养液含元素毫克数元素毫克数 NaFe-EDTA(含Fe14.0%)20-40*2.8-5.6*H3BO3 2.86 0.5 MnSO4 4H2O 2.13 0.5 ZnSO4 7H2O 0.22 0.05 CuSO4 5H2O 0.08 0.02(NH4)6Mo7O24 4H2O 0.02 0.01*如购不到螯合铁Na2Fe-EDTA，可用FeSO4 7H2O和Na2EDTA两种物质自制以代之。*易出现缺铁症的作物选用高用量。配方剂量：配方剂量：1个剂量：个剂量：按照配方规定用量而配制出来的营养按照配方规定用量而配制出来的营养液浓度称为液浓度称为1个剂量个剂量 1/2剂量：剂量：将配方中规定的各种化合物用量减少将配方中规定的各种化合物用量减少一半所配制出来的营养液浓度称为一半所配制出来的营养液浓度称为1/2剂量剂量或或0.5剂量剂量或或半个剂量半个剂量 1/4剂量剂量 如此类推如此类推 四、营养液配方组成依据四、营养液配方组成依据 表6 营养液总浓度范围 表述单位 最 低 适 中 最 高 渗透压(atm)0.3 0.9 1.5 正负离子合计数 12 37 62(mmol/L)电导率(ms/cm)0.83 2.5 4.2 总盐分含量(g/L)0.83 2.5 4.2 2015/6/8 10 芥菜的适宜营养液浓度为0.15%0.20%葱、胡萝卜、草莓的适宜营养液浓度为0.2%甜瓜、黄瓜的适宜营养液浓度为0.20.3%番茄、芹菜、甘蓝的适宜营养液浓度为0.3%一般地，控制营养液的总盐分浓度在0.4%0.5%以下，对大多数作物来说都可以较正常地生长。（二）营养液中各种营养元素的用量和比例的确定（二）营养液中各种营养元素的用量和比例的确定 主要根据植物的生理平衡和营养元素的化学平衡来确定营养液中各种营养元素的适宜用量和比例。（1）生理平衡）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主要因素是 营养元素之间的相互作用（协助作用和颉抗作用）。例如：例如：颉抗作用颉抗作用：营养液中某种营养元素的存在或浓度过高会抑制植物对另一种元素的吸收，从而使植物对某一种营养元素的吸收量减少以致出现生理失调的症状。Ca2+Mg2+；NH4+K+协助作用：协助作用：营养液中一种营养元素的存在可以促进植物对另一种营养元素的吸收。NO3-、H2PO4-和和SO42-K+、Ca2+、Mg2+；目前世界上流行的原则是：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。根据此原则制定配方时应注意：1.这样确定的营养液配方不仅适用于某一种作物，而且可以适用于某一大类作物。因此要选择其中有代表性的作物来进行营养元素含量和比例的化学分析，从而确定出适用于该类作物的营养液配方；2.以分析植物体内营养元素含量和比例所确定的营养液配方中的大量营养元素的含量可以在一定范围内变动，变幅大约在30%左右植物仍可保持其生理平衡；3.同时了解整个植物生命周期中吸收消耗了的水分数量，也可以确定出营养液的总盐分浓度和营养液配方。1.霍格兰(Hoagland)和阿农(Arnon)以植株化学分析确定番茄营养液配方的方法。分析正常生长植物体内各种营养元素的含量及比例 步骤1：对正常生长的番茄进行化学分析，依次确定正常的番茄植株一生中吸收各种营养元素的数量。例如：番茄一生中的N、P、K、Ca、Mg和S 的吸收量分别为14.79 g/株、3.68 g/株、23.06 g/株、7.10 g/株、2.84 g/株、1.80 g/株、共计53.27 g/株。如何确定营养液中各种营养元素的比例和浓度？2015/6/8 11 步骤2：将分析所得的植株体内各种营养元素的量（g/株）换算成毫摩尔数（mmol）。N、P、K、Ca、Mg和S 的吸收量分别为1069.3 mmol、118.7 mmol、591.3 mmol、177.5 mmol、118.3 mmol和56.3 mmol，共计2131.4 mmol。步骤3：用毫摩尔数计算出每种营养元素吸收的量占植株吸收的所有营养元素总量的百分比。N、P、K、Ca、Mg和S分别为50.17%、5.57%、27.74%、8.33%、5.55%和2.64%。步骤4：以表 营养液总浓度范围为依据来确定出营养液适宜的总盐分浓度为37mmol，并根据步骤3的百分比计算出每种营养元素在总盐分浓度下所占的毫摩尔数。N、P、K、Ca、Mg 和 S 分 别 为 18.56mmol、2.06mmol、10.27mmol、3.08mmol、2.05mmol、0.98mmol 步骤步骤5：按照每种营养元素所占的数量来计算出选：按照每种营养元素所占的数量来计算出选定的每种化合物的用量。定的每种化合物的用量。山崎肯哉营养液确定营养液配方：山崎肯哉营养液确定营养液配方：依据植物吸收营养液中水分和养分的比值依据植物吸收营养液中水分和养分的比值 n(营养元素吸收量，营养元素吸收量，mmol）/w（吸水量，（吸水量，L）步骤1：用一种比较好的平衡营养液配方来种植黄瓜，在正常生长的情况下，每隔一段时间（1-2周）用化学分析方法测定营养液中各种大量营养元素的含量，同时测定植株的吸水量，直至种植结束时将植物吸收的营养元素和水的数量累加，依次得出每株植物一生中营养元素的吸收量（n，单位为mmol）和吸水量（w,单位为L）。每株黄瓜一生的吸水量为173.36L，吸收N、P、K、Ca、Mg和S 的量分别为2253.8 mmol、173.4 mmol、1040.2 mmol、606.8 mmol、36.8 mmol。步骤2：计算各种营养元素的n/w值。N 2253.8/173.36=13 mmol/L P 1 mmol/L；K 6mmol/L；Ca3.5 mmol/L;Mg 2mmol/L 步骤3：选择合适的化合物为肥源，并按n/w值来确定其用量。例如：Ca(NO3)2.4H2O 确定Ca 3.5 mmol 由Ca 带入7 mmol N 再用KNO3确定K用7 mmol，由此有代入N 6 mmol，此时可知N需要13 mmol；再用NH4H2PO4配制P，确定P为1 mmol，带入NH4+-N1mmol；最后用MgSO4.7H2O配制Mg 2mmol/L 步骤4：将确定了各种盐类的用量从mmol/L表示的剂量转换成mg/L来表示。Ca(NO3)2.4H2O 3.5mmol/L-826mg/L KNO36 3.5 mmol/L-607mg/L NH4H2PO4 1 mmol/L-115mg/L MgSO4.7H2O 2 mmol/L-493mg/L 2015/6/8 12（2）化学平衡）化学平衡 化学平衡：主要是指营养液配方中，含有营养元素的化合物当其离子浓度达到一定水平时会相互作用形成难溶性化合物从营养液中析出，从而使得营养液中某些营养元素的有效性降低以致影响到 营养液中各种营养元素之间的相互平衡。Ca2+与SO42-产生CaSO4沉淀的可能性 根据溶度积法则计算得：Ca2+SO42-=310-3210-3=610-6；查CaSO4的溶度积常数为：Sp-CaSO4=9.110-6，将营养液配方中Ca2+与SO42-的溶度积与CaSO4的溶度积常数比较可知：Ca2+SO42-=610-6 Sp-CaSO4=9.110-6 即说明A-H配方中不会产生CaSO4沉淀。Ca2+与磷酸根离子(HPO42-、PO43-)产生磷酸钙沉淀的可能性 A-H配方配制的营养液在pH=6.0时会产生CaHPO4沉淀!防止沉淀产生的方法：通过降低溶液pH值来防止磷酸钙沉淀的方法 只有控制溶液的pH值Sp-FePO4=1.310-22，可见肯定会造成FePO4的沉淀而致使作物出现缺铁症状。但事实上，在pH6.0时A-H配方配制的营养液不会出现FePO4的沉淀。这主要是由于采用了有机螯合物来螯合铁离子，使得Fe2+不易被氧化，而且不易与PO43-起化学反应而沉淀，从而使得Fe在营养液中可以保持较高的有效性。2015/6/8 13 Ca、Mg形成氢氧化物沉淀的可能性 Ca、Mg形成氢氧化物沉淀的可能性主要是在营养液呈较强的碱性时才会发生。通过计算得知：形成Ca(OH)2沉淀的条件是：pH12.63；形成Mg(OH)2沉淀的条件是：pH9.98。产生的可能性：一般情况下，配方中的化合物所产生的生理碱性极少会达到这么高的pH值；只有在用碱液中和营养液的生理酸性时，若操作不当就有可能出现营养液中局部碱性很强、pH值过高而产生沉淀的可能。解决方法：在加碱液中和酸性时，要用浓度较稀的碱液，而且在加入碱液时要及时进行搅拌。目前世界上大多数营养液配方，都是采用目前世界上大多数营养液配方，都是采用硝态氮硝态氮作为氮源的。作为氮源的。原因：原因：主要是硝态氮所引起的生理碱性较为缓慢且易于控制，植物对于NO3-N的过量吸收也不会对植物本身造成伤害；而铵态氮引起的生理酸性较为迅速且难以控制，植物吸收NH4+-N过多则易出现中毒的症状。因此，利用硝态氮作为氮源对植物是较为安全的。（三）营养液氮源的选择 铵态氮源 NH4Cl、（NH4）2SO4、NH4NO3。a 生理酸性盐生理酸性盐，这是由于一般植物根系优先选择吸收NH4+，而相对地把Cl-、SO42-、NO3-等阴离子剩余在营养液中，引起溶液的酸性化，同时根系在吸收NH4+时大量向溶液中分泌出H+，这样使得营养液等根际环境pH下降。b 离子拮抗作用离子拮抗作用 过多的H+和NH4+是一价阳离子，对二价离子具有拮抗作用，尤其对Ca2+和Mg2+的吸收具有明显的抑制作用，所以使用铵盐化合物作氮源时易出现缺钙和缺镁导致作物生长不良，甚至伤害根系，出现根系腐烂现象。例如，生长在以铵盐为氮源的营养液中的番茄，易出现果实缺钙的“脐腐病”。硝态氮源 NH4NO3、NaNO3、Ca（NO3）2、KNO3等。生理碱性盐生理碱性盐，除NH4NO3外，植物根系优先选择吸收NO3-、而相对地把Na+、Ca2+、K+等阳离子剩余在营养液中，同时根系向营养液中分泌出OH-，使得根际介质的pH上升，造成一些营养元素如Fe、Mg和Mn在高pH下产生沉淀而失效，使植株出现缺铁和缺镁症状。2015/6/8 14 NH4+-N和NO3-N比较 由于离子及其盐的性质不同引起差异 NO3-N：pH升高，易造成Fe2+、Mg2+等有效性降低，属于主动吸收，进入体内还原后利用，吸收还原更易受低温弱光影响。NH4+-N：pH降低，H+和NH4+对Ca2+、Mg2+等发生拮抗，被动扩散，进入体内立即合成酰胺，过量积累则发生毒害。但是以NO3-N为唯一氮源存在几个问题：（1）改变氮水平时钙、钾也容易随着变化；（2）pH易升高，缺铁失绿；（3）产品硝酸盐含量高，尤其是叶菜类；（4）叶片淡绿。在一定条件下使用或部分使用NH4+-N反而比单纯使用NO3-N更有利于促进作物生长发育。无土栽培过程中，如果以草炭、蛭石、碳化稻壳、锯末等为基质，可以适当增加营养液NH4+-N比例，但在无固体基质的水培中，比例不宜超过25%。冬季无土栽培可适当增加NH4+-N（黄瓜30%、番茄20%）；夏季强光高温应以NO3-N为主，尤其在无固体基质条件下。尿素低温不易分解，作物吸收过多不利；春夏季可部分使用作为氮源。世界卫生组织和联合国粮农组织（WHO/FAO）规定：蔬菜硝酸盐含量的允许上限为432mg/kg（鲜重）蔬菜亚硝酸盐含量的允许上限为4mg/kg（鲜重）无土栽培中控制产品硝酸盐含量的方法 加强栽培管理，促进NO3-N的代谢 利用多种氮源，控制硝酸盐的用量 采收前断氮，降低产品中硝酸盐含量 （四）营养液的的酸碱度的酸碱度 pH是表示水（溶液）中氢离子（H+）浓度（以mol为单位）。1.营养液的pH值在栽培作物过程中会发生一系列的变化原因:营养液中生理酸性盐和生理碱性盐用量及其比例，其中又以氮源和钾源类化合物所引起的生理酸碱性变化最大。每株植物占有营养液量的大小，盐类化合物的生理酸碱性是由于植物根系对营养液中不同离子间的选择性吸收所引起的，由此而产生的pH值的变化需要一定的过程。营养液的更换速率，营养液pH值变化的强度随着营养液使用时间的延长而加大，通过营养液的更换可以减轻pH值变化的强度和延缓其变化的速度。2015/6/8 15 2.营养液的pH值对植物生长的影响 直接影响：pH过高或过低(一般在 49外)都会伤害植物的根系；间接影响：使营养液中 的营养元素有效性降低以至失效 不同作物的最适pH值范围有所不同。一般将营养液的pH控制在5.56.5范围。表7 几种作物的最适pH值范围 作物 最适pH值 作物 最适pH值 作物 最适pH值 苜蓿 7.28.0 大豆 6.57.5 燕麦 5.07.5 甜菜 7.07.5 豌豆 6.07.0 荞麦 4.77.5 大麻 6.77.4 菜豆 6.47.1 萝卜 5.07.3 白菜 6.57.4 三叶草 6.07.0 胡萝卜 5.67.0 黄瓜 6.47.5 棉花 6.57.3 番茄 5.08.0 洋葱 6.47.5 莴苣 6.07.0 亚麻 5.56.5 小麦 6.37.5 向日葵 6.06.8 马铃薯 4.56.3 大麦 6.07.5 粟 5.57.5 茶 4.05.5 玉米 6.07.5 黑麦 5.07.7 蕹菜 3.06.6 营养液配方的调整营养液配方的调整 水质和原料纯度的差异：水质和原料纯度的差异：1.水：水：较硬的水作水源时，应扣除水中的Ca、Mg量，其它离子通过以下方法进行补充：Ca：以Ca(NO3)2为Ca源时，扣除的NO3-用HNO3补充。Mg：同时扣除的SO42-不需另补，水中足够用量。2.原料：原料：农用肥料其纯度应考虑在内进行修正。栽培作物的品种和生育阶段栽培作物的品种和生育阶段 栽培方式栽培方式 第三节第三节 营养液的配制营养液的配制 配制总的原则配制总的原则 是确保在配制后存放和使用营养液时都不会产生难溶性化是确保在配制后存放和使用营养液时都不会产生难溶性化合物的沉淀。但任何一种营养液配方都潜伏着产生难溶性合物的沉淀。但任何一种营养液配方都潜伏着产生难溶性物质沉淀的可能性。物质沉淀的可能性。配制技术配制技术 浓缩液（母液）储液罐 工作营养液（栽培液）计算 称量 加水 一、浓缩贮备液一、浓缩贮备液 1.1.概念：浓缩贮备液生产上亦叫母液。概念：浓缩贮备液生产上亦叫母液。2.2.分类分类 A A母液：以母液：以钙盐钙盐为中心，为中心，Ca(NOCa(NO3 3)2 2和和KNOKNO3 3，100100-200200倍。倍。B B母液：母液：磷酸盐磷酸盐为中心，为中心，NHNH4 4H H2 2POPO4 4和和MgSOMgSO4 4，100100-200200倍。倍。C C母液：铁和微量元素混在一起（或铁单独配制），母液：铁和微量元素混在一起（或铁单独配制），10001000-30003000倍。倍。浓缩倍数：根据配方中各种化合物的用量和在水中的溶浓缩倍数：根据配方中各种化合物的用量和在水中的溶解度来确定；以方便操作的整数倍为宜。解度来确定；以方便操作的整数倍为宜。根据现有配方，配制200L营养液母液，浓缩100倍 母液配制时所需化合物的量：母液配制时所需化合物的量：A母液：母液：Ca(NOCa(NO3 3)2 2和和KNOKNO3 3（g）=配方中所需用量（g/l）所需配置的总体积（200L）B母液母液：NHNH4 4H H2 2POPO4 4和和MgSOMgSO4 4（g）=配方中所需用量（g/l）所需配置的总体积（200L）浓缩倍数浓缩倍数=配制的营养液总体积配制的营养液总体积/溶解化合物的水的实际体溶解化合物的水的实际体积积 注意：所加入化合物的量只与营养液总量有关，与浓缩体积或浓缩倍数无关 2015/6/8 16 根据Hoagland配方，配制100L营养液，浓缩成1L母液 硝酸钙硝酸钙0.945g/l，硝酸钾，硝酸钾0.607，磷酸二氢氨，磷酸二氢氨0.115g/l，硫酸镁，硫酸镁0.493 A母液（母液（g/l）：0.945g/l100=94.5g 0.607g/l100=60.7g 称取称取94.5g硝酸钙和硝酸钙和60.7g硝酸钾，分别溶解，再混合定容到硝酸钾，分别溶解，再混合定容到1L。B母液（母液（g/l）：同上。：同上。A母液、母液、B母液母液浓缩倍数（浓缩倍数（）如何配置如何配置1000L C母液（母液（mg/l），浓缩成），浓缩成1L。EDTA-Fe，20mg/l；硼酸；硼酸2.86；硫酸锰；硫酸锰2.13；硫酸锌；硫酸锌0.22；硫酸铜；硫酸铜0.08；钼酸氨；钼酸氨0.02，计算配制，计算配制1000L 需要的用量，分别溶解，再混需要的用量，分别溶解，再混合容到合容到1L；C母液母液浓缩倍数（浓缩倍数（）母液配制的步骤母液配制的步骤 称量 计算 溶解 定溶 盛放 肥料一种一种加入，必须充分搅拌，且要等前一种肥料充分溶解后才能加入第二种肥料。例：某一营养液，内含硝酸钙450mg/L，硝酸钾600mg/L，硫酸镁145mg/L，磷酸二氢钾50mg/L。按照此营养液的组成，请计算配制10升100倍的A母液所需要的化合物的含量。硝酸钙：45010100=45000mg=45g 硝酸钙和硝酸钾 硝酸钾：60010100=60000mg=60g C母液配制过程 量取总体积量取总体积2/3的清水的清水 分成分成2份份 2/3 1/3 1/3 塑料容器A 塑料容器B 塑料容器C 称取FeSO4 7H2O和EDTA-2Na 分别加入两个容器分别加入两个容器 搅拌溶解搅拌溶解 塑料容器B FeSO4 7H2O EDTA-2Na 塑料容器C 将将FeSO4 7H2O溶液缓慢倒入溶液缓慢倒入 EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌。溶液中，边加边搅拌。塑料容器B FeSO4 7H2O 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 2015/6/8 17 再分别缓慢倒入已混合FeSO4 7H2O的 EDTA-2Na溶液中溶液中 加水定容加水定容 塑料容器C 搅拌 缓慢 塑料容器C H2O 母 液 母液配制记录表母液配制记录表 配方名称配方名称 使用对象使用对象 A A母液母液 浓缩倍数浓缩倍数 配制日期配制日期 体积体积 计算人计算人 B B母液母液 浓缩倍数浓缩倍数 核查人核查人 体积体积 配制人配制人 C C母液母液 浓缩倍数浓缩倍数 备注备注 体积体积 原料名称及称取量原料名称及称取量 营养液罐及其控制系统营养液罐及其控制系统 二、工作营养液二、工作营养液 计算配制计算配制Y升工作液（升工作液（nS）所需各母液的体积）所需各母液的体积:母液母液(L)=工作液体积工作液体积Y 工作液剂量（工作液剂量（n）/母液浓缩倍数母液浓缩倍数 计算配制10L工作液（1S）所需各母液的量；A母液200