营养液的配制技术.doc

营养液的配制技术 进行无土栽培作物时，要在选定营养液配方的基础上，正确地配制营养液。一种均衡的营养液配方，都存在着相互之间可能产生沉淀的盐类，只有采用正确的方法来配制营养液，才可保证营养液中的各种营养元素能有效地供给作物生长所需，才可取得栽培的高产优质。而不正确的配制方法，一方面可能会使某些营养元素失效；另一方面可能会影响到营养液中的元素平衡，严重时会伤害作物根系，甚至造成作物死亡。因此，要掌握正确的营养液配制方法，这是无土栽培作物的最起码的要求。 一、营养液配制的原则 营养液配制的原则是确保在配制和使用营养液时不会产生难溶性化合物的沉淀。因为每一种营养液配方中都有相互之间会产生难溶性物质的盐类，例如，任何的均衡营养液平衡中都含有可能产生沉淀的Ca2+、Fe2+、Mn2+、Mg2+等阳离子和SO42-、H2PO4-等阴离子，当这些离子在浓度较高时会互相作用而产生化学沉淀而形成难溶性物质。但如果选用的是均衡的营养液配方且遵循正确的配制方法，最终配制出来的工作营养液是不会有难溶性物质沉淀的。要做到这一点，就必须充分了解营养液配方中各种化合物的性质及相互之间产生的化学反应过程，在配制过程中运用难溶性物质溶度积法则，以确保不会产生沉淀。 二、营养液的配制技术 (一)原料及水中的纯度计算 由于配制营养液的原料大多使用工业原料或农用肥料，常含有吸湿水和其它杂质，纯度较低，因此，在配制时要按实际含量来计算。例如，营养液配方中硝酸钾用量为0.5g/L，而原料硝酸钾的含量为95%，通过计算得到实际原料硝酸钾的用量应为0.53g/L。 微量元素化合物常用纯度较高的试剂，而且实际用量较少，可直接称量。 在软水地区，水中的化合物含量较低，只要是符合前述的水质要求，可直接使用。而在硬水地区，由于水中所含的Ca2+、Mg2+等离子较多，因此在使用前要分析水中元素的含量，以便在配制营养液时按照配方中的用量计算实际用量时扣除水中所含的元素含量。在实际操作过程中，根据硬水中所含Ca2+、Mg2+数量的多少，将它们从配方中扣除，例如，配方中的Ca、Mg分别由Ca(NO3)2.4H2O和MgSO4.7H2O来提供，这时计算实际的Ca(NO3)2.4H2O和MgSO4.7H2O的用量要把水中所含的Ca、Mg扣除，而此时扣除Ca后的Ca(NO3)2.4H2O中氮用量减少了，这部分减少了的氮可用硝酸(HNO3)来补充，加入的硝酸不仅起到补充氮源的作用，而且可以中和硬水的碱性。扣除硬水中Mg的MgSO4.7H2O实际用量，也相应地减少了硫酸根(SO42-)的用量，但由于硬水中本身就含有较大量的硫酸根，所以一般不需要另外补充，如果有必要，可加入少量硫酸(H2SO4)来补充。 在中和硬水的碱性时，如果由于加入补充氮源的硝酸后仍未能够使水中的pH值降低至理想的水平时，可适当减少磷源的用量，而用硫酸来加入以中和硬水的碱性。 通过测定硬水中各种微量元素的含量，与营养液配方中的各种微量元素用量比较，如果水中的某种微量元素含量较高，在配制营养液时可不加入，而不足的则要加入补充。 由于在不同的硬水地区水的硬度不同，含有的各种元素的数量不一样，因此要根据实际的情况来进行营养液配方的调整。 (二) 营养液的配制方法 在实际生产应用上，营养液的配制方法可采用先配制浓缩营养液(或称母液)然后用浓缩营养液配制工作营养液；也可以采用直接称取各种营养元素化合物直接配制工作营养液。可根据实际需要来选择一种配制方法。但不论是选择哪种配制方法，都要在配制过程中以不产生难溶性物质沉淀为总的指导原则来进行。 1、浓缩营养液(母液)稀释法 首先把相互之间不会产生沉淀的化合物分别配制成浓缩营养液，然后根据浓缩营养液的浓缩倍数稀释成工作营养液。 (1)浓缩营养液的配制 在配制浓缩营养液时，要根据配方中各种化合物的用量及其溶解度来确定其浓缩倍数。浓缩倍数不能太高，否则可能会使化合物过饱和而析出，而且在浓缩倍数太高时，溶解较慢，操作不方便。一般以方便操作的整数倍数为浓缩倍数，大量元素一般可配制成浓缩100、200、250或500倍液，而微量元素由于其用量少，可配制成500或1000倍液。 为了防止在配制营养液时产生沉淀，不能将配方中的所有化合物放置在一起溶解，而应将配方中的各种化合物进行分类，把相互之间不会产生沉淀的化合物放在一起溶解，一般将一个配方的各种化合物分为不产生沉淀的3类，这3类化合物配制的浓缩液分别称为浓缩A液、浓缩B液和浓缩C液(或称为A母液、B母液或C母液)。其中： 浓缩A液 以钙盐为中心，凡不与钙盐产生沉淀的化合物均可放置在一起溶解； 浓缩B液 以磷酸盐为中心，凡不与磷酸盐产生沉淀的化合物可放置在一起溶解； 浓缩C液 将微量元素以及起稳定微量元素有效性(特别是铁)的络合物放在一起溶解。由于微量元素的用量少，因此其溶解倍数可较高。表3-12为华南农业大学叶菜类配方的浓缩营养液的各种化合物分类及用量。其它配方可以此为例进行分类。 配制浓缩营养液的步骤：按照要配制的浓缩营养液的体积和浓缩倍数计算出配方中各种化合物的用量后，将浓缩A液和浓缩B液中的各种化合物称量后分别放在一个塑料容器中，溶解后加水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。在配制C液时，先取所需配制体积80%左右的清水，分为两份，分别放入两个塑料容器中，称取FeSO4.7H2O和EDTA-2Na分别加入这两个容器中，溶解后，将溶有FeSO4.7H2O的溶液缓慢倒入EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌；然后称取C液所需称量的其它各种化合物，分别放在小的塑料容器中溶解，然后分别缓慢地倒入已溶解了FeSO4.7H2O和EDTA-2Na的溶液中，边加边搅拌，最后加清水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。 为了防止长时间贮存浓缩营养液产生沉淀，可加入1mol/L H2SO4或HNO3酸化至溶液的pH为34左右；同时应将配制好的浓缩母液置于阴凉避光处保存。浓缩C液最好用深色容器贮存。 表3-12 华南农业大学叶菜类配方用量分类化 合 物用量(mg/L)浓缩250倍用量(g/L)浓缩500倍用量(g/L)A液Ca(NO3)2.4H2O472118236KNO320250.5101NH4NO3802040B液KH2PO41002550K2SO417443.587MgSO4.7H2O24661.5123 浓缩1 000倍用量(g/L)C 液FeSO4.7H2O27.827.8EDTA-2Na37.237.2H3BO32.862.86MnSO4.4H2O2.132.13ZnSO4.7H2O0.220.22CuSO4.5H2O0.080.08(NH4)6Mo7O24.4H200.020.02 (2)稀释为工作营养液 利用浓缩营养液稀释为工作营养液时，应在盛装工作营养液的容器或种植系统中放入大约需要配制体积的60%70%的清水，量取所需浓缩A液的用量倒入，开启水泵循环流动或搅拌使其均匀，然后再量取浓缩B液所需用量，用较大量的清水将浓缩B液稀释后，缓慢地将其倒入容器或种植系统中的清水入口处，让水泵将其循环或搅拌均匀，最后量取浓缩C液，按照浓缩B液的加入方法加入容器或种植系统中，经水泵循环流动或搅拌均匀即完成了工作营养液的配制(见图3-9)。 (步骤2) 计 算 量取A母液 计算 加 入 循环、搅拌 缓慢加入 容 器 稍加稀释 量取B液 60-70% H2O (步骤3) 清水 缓慢 加水 (步骤1) 加入 搅 至配制 稍加稀释 拌 体积 计算 量取C液 工作营养液 (步骤4) 图3-9利用配制浓缩营养液稀释为工作营养液的流程 2、直接称量配制法 在大规模生产中，因为工作营养液的总量很多，如果配制浓缩营养液后再经稀释来配制工作营养液，势必需要配制大量的浓缩营养液，这将给实际操作带来很大的不便，因此，常常称取各种营养化合物来直接配制工作营养液。 具体的配制方法为：在种植系统中放入所需配制营养液总体积约60%70%的清水，然后称取钙盐及不与钙盐产生沉淀的各种化合物(相当于浓缩A液的各种化合物)放在一个容器中溶解后倒入种植系统中，开启水泵循环流动，然后再称取磷酸盐及不与磷酸盐产生沉淀的其它化合物(相当于浓缩B液的各种化合物)放入另一个容器中，溶解后用较大量清水稀释后缓慢地加入种植系统的水源入口处，开动水泵循环流动。再取两个容器分别称取铁盐和络合剂(如EDTA-2Na)置于其中，倒入清水溶解(此时铁盐和络合剂的浓度不能太高，大约为工作营养液中的浓度的1 0002 000倍左右)，然后将溶解了的铁盐溶液倒入装有络合剂的容器中，边加边搅拌。最后另取一些小容器，分别称取除了铁盐和络合剂之外的其它微量元素化合物置于其中，分别加入清水溶解后，缓慢倒入已混合了铁盐和络合剂的容器中，边加边搅拌，然后将已溶解了所有微量元素化合物的溶液用较大量清水稀释后从种植系统的水源入口处缓慢倒入种植系统的贮液池中，开启水泵循环浓度至整个种植系统的营养液均匀为止。一般在单棚面积为1/30公顷的大棚或温室，需开启水泵循环23小时才可保证营养液已混合均匀。这种配制工作营养液的操作流程详见图3-10。 (步骤2) (步骤4) 称取钙盐及不与钙盐 称取铁盐和络合物 产生沉淀的其它盐类 之外的各种微量元素 分别溶解 称取 另一容器溶解 另一容器溶解 铁盐 络合 称取 稍加稀释 稍加稀释 另一容器溶解 缓慢 缓慢 络合物 加入 加入加入配制体积 不断循环搅拌60%70%的清水 H2O (步骤1) 缓慢 循环 加入 加水 搅拌 稍加稀释 至配制 均匀 体积 工作营养液 另一容器溶解 称取磷酸盐及不与 磷酸盐产生沉淀的其它盐类 (步骤3) 图3-10称取营养物质直接配制工作营养液的流程 在直接称量营养元素化合物配制工作营养液时要注意，在贮液池中加入钙盐及不与钙盐产生沉淀的盐类之后，不要立即加入磷酸盐及不与磷酸盐产生沉淀的其它化合物，而应在水泵循环大约30分钟或更长时间之后才加入。加入微量元素化合物时也要注意，不应在加入大量营养元素之后立即加入。 以上两种配制工作营养液的方法可视生产上的操作方便与否来进行，有时可将这两种方法配合使用。例如，配制工作营养液的大量营养元素时采用直接称量配制法，而微量营养元素的加入可采用先配制浓缩营养液再稀释为工作营养液的方法。 在配制工作营养液时，如果发现有少量的沉淀产生，就应延长水泵循环流动的时间以使产生的沉淀再溶解。如果发现由于配制过程加入营养化合物的速度过快，产生局部浓度过高而出现大量沉淀，并且通过较长时间开启水泵循环之后仍不能使这些沉淀再溶解时，应重新配制营养液，否则在种植作物的过程中可能会由于某些营养元素经沉淀而失效，最终出现营养液中营养元素的缺乏或不平衡而表现出的生理失调症状。例如微量元素铁被沉淀之后出现的作物缺铁失绿的症状。 三、营养液配制的注意事项 为了避免在配制营养液的过程中产生失误而影响到作物的种植，必须注意以下的事项： 1、营养液原料的计算过程和最后结果要反复核对，确保准确无误； 2、称取各种原料时要反复核对称取数量的准确，并保证所称取的原料名实相符，切勿张冠李戴。特别是在称取外观上相似的化合物时更应注意。 3、已经称量的各种原料在分别称好之后要进行最后一次复核，以确定配制营养液的各种原料没有错漏。 4、建立严格的记录档案，将配制的各种原料用量、配制日期和配制人员详细记录下来，以备查验。