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无土栽培
绪论
第一节 无土栽培概述
一、定义
在我们日常生活当中，通过广播电视、报刊杂志等新闻媒体的有关农业高新技术报道，会经常听到“无土栽培”这个名词，给人们留下这样一个印象，无土栽培就意味着所生产出的农产品高产优质，安全无公害。
随着社会的不断进步，经济的飞速发展，我国的城市化进程也不断加快。目前在北京－天津、上海－苏州－杭州－南京、珠三角－香港已经基本形成了三个大的都市圈，城镇人口的比例达到了70％的中等发达国家水平。在这些地方，由于进行城市基础设施建设，大量的耕地被占用，农业生产用地相对不足，大部分农产品需要从外地运输进来，以满足本地居民的日常消费需求。
最近几年，由于自然生态环境破坏严重，加上农业病虫害大面积发生，而农民过于依赖农药，造成部分农产品当中农药或其它有害物质残留过高，严重危及着城市居民的身体健康。在2002年春节前，广州、北京等大城市相继颁布了农产品安全许可制度，经过质检部门检测，对符合安全要求农产品贴上认证标签才可以上市销售。但是，通过这种途径只能治标不治本，对于一些要求新鲜度比较高的农产品，如叶菜，最好能在采后两三个小时就能够上市销售，就要求生产本地化。
政府部门从80年代中后期已经开始意识到了这个问题，陆续派人到国外进行考察学习，花巨资来引进高新农业技术，主要集中在大型自动化温室和配套无土栽培技术上。先后建成了南京大厂区无公害园艺生产基地、上海马桥农场、北京中以农场、北京朝来农艺园、北京锦绣大地、郑州陈砦无土栽培示范园、深圳公明无公害蔬菜生产基地等示范点。最初由于全套设备技术都要靠进口，这些地方很多都是在做亏本生意。但是，由于是政府投资，主要看重社会效益，不去单纯追求经济效益，经过新闻媒体的宣传，很多人到这里参观学习，一方面获得了门票收入可以来弥补一下生产亏空，又可以向外界推广无土栽培技术。经过各地科研、生产单位的合理化改造，无土栽培技术逐渐在神州大地上显示出来巨大的社会和经济效益。目前，在北京市场上销售的生菜、昆明宜良生产的鲜切花、广东顺德陈村花卉世界的盆花、深圳市场上的厚皮甜瓜等产品相当大一部分都是采用无土栽培技术生产出来的。
那么说到这里，究竟什么是无土栽培呢？应用学科的很多概念都是可以顾名思义的，简单的来说，就是不用土壤的作物栽培技术，这里的土壤指的是自然土壤。谁能举出来一个日常生活当中经常遇到的无土栽培的实例？对，豆芽的生产，还有水仙花的器皿培育。
我们来看一下书上所下的定义，无土栽培（Soilless Culture）,可以这样来记忆，指不用天然土壤，而用营养液来代替土壤向作物提供水分、养分、氧气、温度，使作物正常生长并完成整个生命周期。无土栽培的实质就是用营养液代替土壤。
二、无土栽培的分类
按栽培基质和方法不同有以下分类：
固体基质培：有机基质、无机基质、人工基质和混合基质
无土栽培｛
无固体基质培：水培（NFT、DFT）；雾培
无机基质：沙、砾、珍珠岩、蛭石、炉渣
有机基质：锯末、草炭、碳化稻壳、树皮、椰壳、作物秸秆
人工基质：岩棉、泡沫塑料
三、无土栽培的特点
（一） （一）              无土栽培的作物生长快、产量高，产品安全无公害；
根据山东农业大学的试验结果，无土栽培的西瓜单株产量比自然土壤栽培增产59.5％，韭菜可增产110％，黄瓜增产172.6％，番茄可增产190.4％。 并且不同程度地缩短了生产周期，番茄果实中的可溶性固形物含量、糖、Vc含量显著增加。无土栽培的作物，由于不使用人粪尿、厩肥等农家肥料，病虫害相对较少，大大减少了农药的使用，不用喷洒除草剂。因此其产品大大减少了肥料、农药、寄生虫以及病菌污染，清洁卫生无公害。
（二） （二）              无土栽培能省水省工节肥；
无土栽培不需要进行土壤耕作、整地、施肥、中耕除草等田间管理工作，随着自动化程度的提高，人们所要做的只是监控工作，在人工控制下，通过对营养液的科学管理来确保水分和养分的供应，以及根际环境的控制，因而大大减少了栽培中水肥的渗漏、流失、挥发和蒸腾。
（三） （三）              无土栽培不受地区、土壤等条件的限制。
可以在屋顶，阳台以及不能进行土壤栽培的地方如沙漠、油田、荒滩、盐碱地和污染严重的地区应用，且不会出现连作障碍。
第二节 无土栽培的发展历程
一、 一、  试验研究阶段
1840年 德国科学家J.V.Liebig 提出矿质营养学说，成为无土栽培的理论基础。
1842年 德国科学家卫格曼Wiegmann 和波斯托罗夫Postolof 使用白金坩埚和白金碎屑来支撑植物，并加入溶有硝铵和植物灰分漫提液的蒸馏水来栽培植物获得成功，是无土栽培的雏形。
无土栽培不受地区、土壤等条件的限制，可以在屋顶、阳台有及不能进行土壤栽培的地方如沙漠、油田、滩涂、盐碱地和污染严重的地区应用，且不会出现连作障碍。
无机基质：砂、砾、珍珠岩、蛭石、炉渣
有机基质：锯末、草炭、稻壳、树皮、椰壳
人工基质：岩棉、塑料泡沫
特点：1.无土栽培的作物生长快、产量高，产品安全无公害，品质好。
根据山车农业大学的试验结果，无土栽培西瓜单株产量6.9公斤，比自然土壤栽培增产59.5％，韭菜可增产110％，黄瓜增产172.6％，蕃茄可增产2190.4％，并且不同程度地缩短了生产周期。蕃茄果实中的可溶性固形物、糖、Vc含量显著增加。无土栽培的作物，尤其是蔬菜、瓜果，由于不施用人粪尿、厩肥等农家肥料，病虫害相对较少，大大减少了农药的使用，不喷洒除草剂，因此其产品大大地减少了肥料、农药、寄生虫以及病菌污染，清洁卫生无公害。
2.无土栽培能省工、节水、省肥
无土栽培不需要进行土壤耕作、整地、施肥、中耕除草等田间管理工作，随着自动化程度的提高，人们所要做的只是监控工作，在人工控制下，通过对营养液的科学管理来确保水分和养分的供应，以及根际环境的控制，因而大大减少了栽培中水肥的渗漏，流失挥发和蒸腾。
3. 1859－1865年，德国科学家萨克斯Saehs和克诺谱Knop设计出了一种水培植物的装置，加入他们配制的营养液来进行植物的栽培，获得成功，并明确了栽培过程中的管理方法，他们称这种方法为水培法。
4. 之后许多科学家对营养液进行了研究，弄清楚了植物生长所必需的营养元素。20世纪30年代美国科学家霍格兰和阿农Hoagland，Arnon,阐明了营养液中添加微量元素的必要性，并对营养液中营养元素的比例和浓度进行了大量研究。在此基础上民表了一系列标准的营养液配方。
二、初步应用阶段
任何一项新产品的发明，新技术的创造，只有在显示出来它的巨大应用前景的时候，才会引起社会的关注。
1929年美国加州大学的Pro,W.F. Goricke利用水培方法栽培蕃茄，培育出了株高7.5米，单株结果14kg的蕃茄，取得成功，并获得了“水培植物设施”的专利。
三、 三、     展壮大阶段
1. 1.     NFT技术的出现
1973年，英国温室作物研究所的库柏A.J.Coopor.发明，将植物种植在浅层流动的营养液中进行水培NFT技术部世后，世界各国竟相采用，形成了一次无土栽培的发展高潮。
1981年，英国在其北部建立一个面积为8公倾的水培温室，采用自动化控制营养液和环境，专门生产蕃茄，年产量达220万公斤。NFT虽有其先进性，但在推广过程中也仅映出了不少问题，主要是供液量少，根际环境变化剧烈，对营养液的循环流动要求严格，管理技术要求高，一般养护人员不易掌握，所以，盛行一时之后，近年已较少发展，取而代之的是岩棉培。
2. 2.     岩棉培的发展
3. 3.     岩棉是美国首先发明的。1969年由丹麦的格罗丹Grodan公司首先
应用于无土栽培。最初主要在荷兰进行推广，1985年以后开始在世界各地迅速发展。
目前世界上无土栽培主要集中在荷兰、日本、美国、英国、法国、以色列、意大利等国家。
第三节．无土栽培的应用前景
土壤是人类诞生以来得以生存的物质基础，人类不能没有它，人类创造无土栽培是为了补偿失去了的土壤，只是对土壤栽培一种有益的补充，但它不能广泛地取代传统耕作栽培。
从整个世界来看，无土栽培的发展并不完全取决于经济是否发达，美国的无土栽培面积不及荷兰的1/10，对一个国家或地方来讲，不能盲目的去发展无土栽培这项高新农业技术，而应结合本地实际来进行，可以在下列情况下来应用，以取得较好的经济和社会效益。
1. 大城市或都市圈的名优果蔬、鲜花的生产创出品牌，供应宾
馆饭店、超市，还可以出口创汇。
2. 观光旅游农业，向人们普及农业知识，同时带来美的享受。
3. 风景园林、树木、果蔬、花卉等作物种苗的工厂化快速繁育。
4. 4.     屋顶花园、阳台花园的建设，基质要轻，以栽培花卉和速生叶菜
及其它观赏性易栽培的园艺作物。
5. 5.     在沙漠、荒滩、海岛甚至太空等不宜进行农业耕作的地方。
总的来说，无土栽培在我国的发展仅处于起步阶段，前景广阔，这就需
要我们大家共同努力，利用所学到的无土栽培技术来为社会服务，靠我们
辛勤的劳动为社会，同时也为处自己创造财富。
第一章 营养液
第一节 第一节 营养液的原料及其性质
无土栽培的实质就是营养液栽培，可以说营养液是无土栽培的核
心，必须认真地支学习它，只有掌握了营养液配制的全部内容，才能真正
掌握无土栽培技术。各个生产单位所用营养液的配方都是严格保密的，不要想着支抄别人一个配方直接拿来用，必须经地严格的筛选，计算，试验后，取得了较为满意的结果才能在生产中应用。
营养液是指含有植物生长发育所需各种营养元素的溶液。（Nutrient Solution）
一、 一、     水的要求
在研究营养液的新配方及营养元素的缺素症的时候，需要使用蒸馏
水或去离子水。在实际生产当中，只要是符合水质要求的水都可以使用，雨水，河湖水，井水或自来水，哪一种方便用哪一种，同时还可以兼顾整个生产园区的整体规划。比如园区内种养结合，集生产、观光娱乐于一体，可以设计一条人工河，在这条河里设置特种养殖区、垂钓区、水生观光植物区等项目，同时利用这条河里的水来配制营养液，该河流还具有排灌功能，降雨的时候收集雨水，干旱的时候放入自来水进行缓冲，使有害物质被分解散逸。
无土栽培营养液用水总的要求和饮用水标准相当，在使用前需要检测以下指标。
1. 1.     硬度
水的硬度划分以每升水中CaO的含量为指标。
将水中的钙镁盐（Ca(HCO3)2 , Mg(HCO3)2 , CaSO4 , MgSO4 , CaCl2 , MgCl2 等）换算成CaO含量。1°= 10 mgCaO/l
0-4° 很软水， 4－8°为软水， 8°－16°中硬水
16－30°硬水， 30°以上为极硬水
用作营养液的水，硬度不能太高，以不超过10°为宜。如果用硬水来配制营养液，必须将其中的钙和镁的含量计算出来，在配方中减少它们相应的使用量。
2.pH值 6.5～8.5
3.溶解氧含量 O2可以溶解于水，其饱和溶解度随温度变化而变化。
20℃时为9.17mg/l,游离O2含量应接近饱和，不能低于5mg/l
4.NaCL含量
CL－虽然是必需营养元素，但过量以后会有很强的毒害作用，且会抑制作物对NO3－的吸收。而钠离子非必需营养元素，它由于性质活泼，会阻碍植物对K+r吸收。
5.CL2含量
进行放置处理，使自来水中CL2 < 0.3 mg/l
6.重金属及有害健康的元素含量
P29表3－1
二、营养元素化合物及辅助原料的性质与要求
在使用以前，要了解该化合物的纯度及化学性质，向厂家或商家索取该产品的技术参数。实验配制营养液一般采用化学纯试剂。
化工厂生产出来的化合物按用途不同分为:化学试剂(保证纯,分析纯,化学纯),医药用；工业用；农业用。在生产当中，除了微量元素用化学纯试剂或医药用品处，其它大量元素多采用农业用品。
由于营养液配方中标出的用量是以纯品来表示的，在配制时，应除以它的纯度来进行折算。另外，还要考虑所含杂质的成份及性质。
例：NaH2PO4 → Fe Mn 杂质，也是营养元素
KNO3 → 铅 Pb，要进行计算，如果超标，除去或用其它化合物代替KNO3 。
化合物性质P30 表3－2，表3－3
生理酸性盐：植物吸收阳离子多于盐的其它组分而使介质变酸的化合物，(NH4)2SO4 ,NH4CL ,K2SO4 ,KCL
生理碱性盐：吸收阴离子多于其它组分，NaNO3 ,Ca(NO3)2 ,由于选择性
吸收，剩余离子水解，根系向外分泌H+ ,OH—。
第二节 第二节 营养液的配方
一、 一、     营养液的组配原则。
1. 1.     必须含有植物生长所必要的全部营养元素。
C由空气供给，H、O由水和空气供给，所以营养液应该是由含有另外13种营养元素的各种化合物组配而成。
2. 2.     各种营养元素应以植物根部能够吸收的状态存在，并可以保持较长时间，离子状态或整合状态。
3. 3.     各营养元素的数量比例，无机盐类构成的总盐分浓度及其酸碱反应是符合植物生长发育要求的。
4. 4.     各种化合物在被根吸收过程中的生理酸碱反应较为平衡。
5. 5.     取村容易、用量小、成本低、性价比合理。
二、营养液浓度的表示方法。
营养液浓度有多种表示方法，在使用时必须看清楚配方上所标注的浓度，必要时要进行准确的换算。
（一）.直接表示法
1. 1.     化合物重量/l g/l , kg/l , mg/l
KNO3 － 0.81g/l
这种表示法通常称为工作浓度或操作浓度，具体配制营养液是按照这种单位来操作的。
2. 元素重量/l mg/l N－210mg/l
在科研上常用，生产上除以该化合物有效含量。
3. 物质的量浓度 mol/l , mmol/l
可以确切表示营养液的化学组成，有助于考虑溶液的化学变化。
例：溶液中Ca2+－ 4mmol/l ,Ca(NO3)2 •4H2O为来源。
求Ca(NO3)2在1L水中的含量g/l. (236.15),0.9446.
（二）、间接表示法
1. 1.     渗透压（Osmotic Poential） atm. Pa
植物细胞膜为半透性膜，当内外存在浓度差的时候，水分就会向浓
度高的一方移动，所产生的水势就叫渗透压，用来表示营养液的总体浓度情况。
2. 2.     电导率EC
营养液中的水溶性无机盐一般为强电解质。具有导电作用，其导电
能力的强弱可以用电导率来表示。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，溶液含盐量越高，电导率越大，渗透压也就越大。
单位 ，毫西门子/厘米 ms/cm
在生产中，可以用电导仪来测定电导率作为衡量营养液浓度高低的指标，它反映出的是营养液总盐分的浓度，而不能反映混合盐分中各种盐的单独浓度。生产中所要控制的正是总盐分浓度，当电导率低于一定限值后，自动打开阀门向贮液池内补充浓缩液，达到设定值后就自动关闭。
三、对营养液浓度的要求
（一）、总浓度的要求
营养液中总盐分的浓度要求与土壤中总盐分浓度的要求基本相一致，最好略低于土壤栽培的最适浓度。
P35 表3-6
（二）、各营养元素的比例与要求
营养液的各个标准配方总浓度基本一致，针对不同作物，不同的配方往往是差别在于各营养元素的比例和浓度，确定这两种指标的依据是生理平衡和化学平衡。
1. 1.     生理平衡
植物能在营养液中按生理要求吸到所需符合比例的一切营养元素。
影响营养液生理平衡的主要因素的离子间的拮抗作用，就是在营养液中虽然存在足够数量的各种营养元素离子，但其比例失调时，有些元素的离子会抑制另一些元素离子的吸收，使植物吸不到或吸收不足一些元素 而出现生理失调的状况。
例：一价阳离子会抑制植物对高价离子的吸收。
H+ , NH4+ , K+ →Ca2+ , mg2+ ,Fe2+ ,其中H+ 对Ca2+的抑制最为明显，容易得脐腐病。
Na+ → K+ , Ca2+ →Mg2+
阴离子间：CL＿ → NO3＿
另外，P过多会千成缺En, En3(po4)2↓
至于具体元素之间互相的比例达到何种数值时会出现严重的生理失调，到目前为止，出没有得到一个固定数值。实际上也不存在一个通用的固比例，这正是无土栽培的玄机所在。因为它受到多种因素的影响，不同植物的遗传特性，生长环境不同，其最适比例就不同，不过有一条原则可以遵循，就是通过具体分析生长正常的植物体中各营养元素的含量来确定其比例。这就要引入一个概念，表观吸收成分组成浓度，n/w值，营养水份比mmol/l
由日本的山崎提出，每天测定植株的吸水量，营养元素吸收量，累加起来即可计算出每株作物一生中总共吸收了多少水分和多少营养元素。
例：一株蕃茄一生中吸收164.5l , N素151.5mmol,
则n/w=1151.5/164.5=7mol/l
同样可以计算出其它元素的n/w值。
在生产当中，一般不需要来计算n/w值，它主要在科研、设计配方时使用，在生产当中我们可以参考别人所测的n/w值来灵活调整自己的营养液配方。前人根据化学分析所制定的营养液配方已经在世界上广泛应用了几十年，证明是行之有效的生理平衡配方，但我们也不能照搬照抄，在这里需要明确两点：
1）、每个配方不只是适用于一种作物，而是透用于同一类作物。蕃茄的配方，一般辣椒、青椒也可以用。凤梨的配方，山茶、杜鹃等南方花卉也可以用。
2）、通过分析所得到的元素比例，不是严格不能变动的。其中的每一种营养元素所占有的数量可以在一定范围内变动，而不会产生生理失调的症状。因为植物对营养元素选择吸收的遗传特性是不会轻易改变的，只要不是极端地破坏营养液中各元素的比例，植物就可以按照最适合自身需要的比例来进行吸收，一般变更幅度不能超过30％。
2. 2.     化学平衡
指营养液中各个离子间不会因浓度过大而相互作用，失去其有效性，具
体的说就是Ca2+ , Mg2+ ,Fe3+与P , S ，OHˉ等离子形成难溶性化合物沉淀析出
CaHPO4 , CaSO4 ,FePO4 , Mg(OH)2 , Ca(OH)2 ,etc
浓度积规则：两种离子的浓度乖积大于将要形成的难溶性化合物溶度积常数Sp时,就会形成沉淀.
例: Ca2+ 3*10—3 mol/l*SO42— 2*10—3 mol/l < SpCaSO4 9.1*10—6
而磷酸盐沉淀的计算就比较复杂,首先要计算出在该PH值下H2PO4— , HPO22— , PO3 3—三种离子分别所占的比例,再根据溶度积来计算是否会发生沉淀。
四、 四、     营养液的选择
（一）、N
植物根系所能吸收的N主要是NO3— — N和NH4+ — N还可以吸收NO2— — N。其它可溶性的有机N化合物，如氨基酸、尿素等也能少量被植物直接吸收。豆科N2、N、是构成生命的物质基础，是蛋白质、核酸和磷脂的重要组成部分，为各种细胞器及新细胞形成所必需。缺N时，植物的细胞分裂及伸长受抑制，生长发育停滞，叶片少而小，植株瘦弱。由于叶绿素的合成受阻而使叶片呈黄白色，失绿叶片一般无斑点，如果营养液中N含量过高，植物吸收N素过多，则会引起植株徒长，叶片浓绿，大而薄，茎杆柔嫩，果实贪青晚熟。
关于植物所需N的选择是无土栽培及至整个农业生产上长期以来不断研究讨论的问题，其内容主要集中在NH4+ — N和NH3－ — N哪个为优上。
我们先来看一下二者的吸收利用过程

二者都是转化成NH3 — N以后才作为基本N源参与生理化合成的。应该说无论是NH4+ — N或NH3－ — N都可以作为作物生长和高产良好N源。如果我们使每一种N源都处在最适吸收利用条件下。他们具有等同的生理价值，但在生产应用中只所以会表现出来一些差异，是由其所在盐的伴随性质产生的两种N的盐类所伴随的性质主要区别在于其生理酸碱性及其离子的特性上，如强酸NH4+盐多为酸性盐，（NH4）2SO4 ，NH4CL ，NH4NO3，
NO3－盐多为生理碱性盐，NaNO3 , KNO3 , Ca(NO3)2 ,过多使用会导致pH值升高，造成一些营养元素因沉淀而失效（Fe,Mg）,出现缺铁，铁镁症状。缺Fe时幼叶黄白色，呈网状失绿，严重者完全变白，缺Mg时老叶脉间失绿，主脉及叶绿保持绿色。
既然两种N在生理上具有同等价值，而且它所在盐伴随的不良性质都可以采取措施加以克服。那么为什么现在世界上大多数营养液的配方都使用硝酸盐作为N呢？
原因是硝酸盐所造成的生理碱性比较弱而缓慢，且植物本身有一定的抵抗能力，可以用加入HNO3或H3PO4的方法加以控制，而铵盐所造成的生理酸性比较强而迅速，植物本身很难抵抗，而且人工调节起来也十分困难。
※ ※   例：P44 表3—10
因为硝酸盐的不良副作用容易克服，特别是Ca(NO3)2和KNO3的不良副
作用更小，所以生产上常用这两种盐作为N源。
（二）、P源
在营养液的pH值5—7的条件下，磷元素主要以H2PO4—和HPO42—被植物根系吸收，并且直接以该形态参与植物体内的生理合成代谢，用时也可以少量吸收偏磷酸根（PO33—）和磷酸根（P2O74—）。
P的生理功能是作为组成元素参与植物体内许多重要化合物，如核酸、核蛋白、磷脂、激素、ATP以及一些酶类物质的合成。另外，P还能够加强植物体内碳水化合物的合成与运转，促进N的化谢和脂肪的合成。
P缺乏时，植株矮小，叶片小，叶包暗绿，下部叶片的叶柄和叶背出现紫色。
P盐主要有NH4H2PO4 , (NH4)2HPO4 , KH2PO4 , K2HPO4 , 其中以KH2PO4和NH4H2PO4应用较多，KH2PO4在国内应用较多，纯品含K28～27％，P22.76，性质稳定，易溶于水。而日本的营养液配方多用NH4H2PO4作为P源，它含N12.18％，含P26.92％，它可以补充少量N，同时又能提高营养液的酸碱缓冲能力。
（三）、K
K以K+的形态被植物根系吸收，并以该形态存在于植物体内。
钾的生理功能很多，它作为植物体内合成酶，氧化还原酶，脱氢酶等60多种酶的活化剂，参与植物体内的主要代谢作用，它能够提高植物光合磷酸化作用的效率，使单位面积叶绿体产生的ATP增加，从而为CO2的还原提供了较多的能量，促进合合作用的进行。另外，钾还能够促进糖的代谢，促进蛋白质和脂肪的合成，通过渗透压的调节控制气孔的开闭，有利于提高水的利用率，节约用水。
作物缺钾时，生长缓慢，老叶叶绿和叶尖焦枯，呈褐色，果实着色不均匀。
作为肥料的钾盐主要有KNO3 ，K2SO4 ，KCL ，KH2PO4 ，钾的吸收利用较快，需要不断补充。用作营养液钾源的一般为KNO3 ，K2SO4 ，和KH2PO4 。KNO3作为N，KH2PO4作为P，同时以向作物提供K+ ，不足的由K2SO4来补充。
（四）、Ca , Mg , S
Ca以Ca2+的形态从根尖渗入，并以该形态通过导管，运输到植物体的各个部分。
Ca是细胞壁的结构成分，并为细胞分裂所必需，营养液的钙源一般使用Ca(NO3)2 •4H2O 。
Mg是以Mg2+的形态被植物根系吸收的。它是叶绿素的构成元素，促进叶绿素吸收光能，又是参与碳水化合物代谢的多种酶的活化剂。
S以SO42－形式被植物根系吸收，然后被还原成－S－S和－SH参与蛋氨酸、胱氨酸和半胱氨酸等含SAA的合成，洋葱、大蒜的芳香成份。
Mg源一般为MgSO4•7H2O, 也叫泻盐，白色针状结晶，易溶于水，含Mg9.86% , S13%。
（五）、微量元素
铁由于本身的特殊性，一般采用螯合铁，NaFe-EDTA , Na2Fe2+EDTA , 为棕色粉末，市场上有成品，也可以自制（P152附录五）。螯合铁要在PH<6.5的条件下能够稳定存在，营养液中铁元素的含量应该为3－5mg/l。
生产上用水（自来水、井水、雨水）一般都含有足够植物生长需要的CL存在，主要是要注意控制，不要超标而发生毒害作用，限制在350mg/l之内。只定高限不定低限，并且不作为专门添加的对象。
生产上所讲的微量元素主要指B , Mn , En , Ca , Mo五种。其中 En , Ca , Mo在水或其它所用营养盐的杂质中已经附带有足够的量，一般不需要再专门添加。
营养液中的B一般采用硼酸（H3BO3），或硼砂作为来源，H3BO3为无色或白色粉末，含硼17.48％，易溶于水，硼砂（Na2B4O7•10H2O），含B11.34％。
Mn源一般为MnSO4•5H2O，为粉红色结晶物质，含Mn23.5％。
En , EnSO4•7H2O , Ca , CaSO4•5H2O
Mo , (NH4)6Mo7O2•4H2O
第三节 第三节 营养液的配制技术
一、配制前的准备工作
1. 1.  根据栽培作物的种类，无土栽培方式以及成本的大小，正确选用营养液配方。
2. 2.  选择适当的营养源，既要考虑肥料中可供营养元素的浓度和比例，又要选择溶解度高，纯度高，价格低的肥料。
3. 3.  根据配方中各营养元素的浓度和比例，分别计算出各种肥料的用量，单位换算成g/t或kg/t。
4. 4.  准备好贮液罐，营养液一般配成浓缩100～1000X的母液备用，每个配方要2－3个母淮罐，母液罐的容积以50kg或25kg的深色罐为宜，最好颜色不同，罐的下方安有水龙头。
5. 5.  选择并准备好水源。
二、用量的计算
（一）大量元素
例：已知一个黄瓜营养液配方，要求营养液中的大量元素浓度分别为N-224mg/l ,P－41.2 ,K-312 ,Ca-160 ,Mg-48 ,S-64 ,以Ca(NO3)2•4H2O ,KNO3 ,NH4H2PO4 ,MgSO4•7H2O , 为原料，求出每吨水中各无机盐的需要g数。
M Ca(NO3)2•4H2O=236 , M KNO3=101 , M NH4H2PO4=115 ,M MgSO4•7H2O=246
Ca:40 , N:14 , P:31 , K:39 , Mg:24 , S:32 ,
1. 1.  确定Ca(NO3)2•4H2O的用量
W＝160*236/40＝944 mg/l
2. 2.  确定N源的用量
Ca(NO3)2•4H2O提供N＝160*28/40＝112 mg/l
W NH4H2PO4=41.2*115/31=152.8 mg/l
提供N=41.2*14/31=18.6 mg/l
3. 3.  K的用量
W KNO3=312*101/39=808 mg/l
提供N=312*14/39=112 mg/l
N总量=112*18.6+112=242.6
18.6/224=8.3%
4. 4.  MgSO4•7H2O用量
W MgSO4＝48*246/24=492 mg/l
提供S=48*32/24=64
Ca(NO3)2•4H2O : 944 g/t , KNO3 : 808
NH4H2PO4 : 152.8 MgSO4•7H2O : 492 g/t
作业:已知一营养液配方,N－15 mmol/l , P-1 ,K-6 ,Ca-5 ,Mg-2 ,S-2
以Ca(NO3)2•4H2O ，KNO3 ，KH2PO4（136），MgSO4•7H2O为原料，计算出每吨水中各营养盐的用量。 15＝1：6：5：2：2
（二）、微量元素
各个营养液的配方一般只标明N ,P ,K ,Ca ,Mg ,S六种元素的用量，而不标注微量元素。实际上各种作物对微量元素的要求相差绝对值不大，微量元素的加入量是通用的。
P59 表3－17
三、配制
1. 1.  称量
按计算结果依次称量各种肥料，置于干净容器中待用，称取时，一定要核实肥源，做到名物相符。
2. 2.  分罐溶解
分罐的目的就是为了防止产生沉淀。分成三个罐，A母液以Ca盐为中心，凡不与Ca2+作用产生沉淀的盐都可放入A罐。B母液以磷酸盐为中心，凡不会与磷酸根作用发生沉淀的盐都可溶在一起。
C母液由铁和其它微量元素配制而成。
A罐溶解 Ca(NO3)2和 KNO3 200X
B罐溶解 NH4H2PO4和 MgSO4 200X
C罐溶解 Na2FeEDTA和各微量元素 1000X
为防止沉淀可加入HNO3酸化至pH3～4。
各母液的浓缩倍数，要根据营养液配方规定的用量和各盐类在水中的溶解度来确定。以不到过饱和析出为上限，一般取100的倍数。
100～1000X
先向贮液罐中加入约占总体积80％的水，检查pH值，将共调至微酸5.5～6.5，然后将盐预先溶解，加入罐中边加边搅拌，最后用水定容至设定体积，将罐放到背光处存放。
3. 3.  稀释成工作营养液
在稀释时，要防止局部离子浓度过大而发生沉淀。一般先在大贮液池中加入所要配制栽培营养液体积的40％。倒入A液，冲洗搅拌均匀，在水泵口处慢慢加入B母液，加水至80％，调节pH值，加入C母液，然后加足水量。
第四节、营养液的管理
营养液的管理主要指循环供液系统中营养液的管理。开放式基质栽培的营养液不回收利用，其管理方法较为简便，通过滴灌向作物提供营养液，多余部分收集，以后直接排出。
循环式栽培过程中，由于作物不断从营养液中吸收水份、养分和氧气，从而使营养液浓度、成分、pH和溶存氧浓度等都不断发生变化，同时根系也分泌一些有机物到营养液中。另外还会有一些衰老及断裂的根系散落到营养液中，会致使微生物在其中繁殖。营养液的温度会随外界的温度变化而变化，且变化幅度要比自然土壤大，而这些指标的变化无一不在影响着作物的生长发育。所以必须对以上的这些影响因素进行盐测，并采取措施予以调控，使其经常处于符合作物生长发育需要的最适状态。
营养液的管理主要是指总浓度，pH值，溶存氧液温，供液时间等几方面的管理。
一、 一、     营养液浓度的调整
营养液在使用一段时间之后，由于作物吸收养分和蒸腾失水，营养液浓度必然发生改变，在缺少自动下盐测和调控设备时，必须人为地进行定期的检测和校正，及时地补充水分或养分。
（一）、水分的补充
水分的补充应每天进行。一天内应补充多少，视作物长势，种植密度，栽培方法和环境而定。
例.

（二）、养分的补充
补充水分至设定体积后，取出一部分营养液测定其电导率来反映营养液的总浓度情况。一般生产上不测定个别元素的含量，也不作个别营养元素的补充，要补充就作全面的补充。补充养分的方法有以下几种：
1. 1.     关系曲线法
以营养液配方规定的标准肥料用量为基础浓度，称为一个剂量，然后将其稀释，以每0.2个剂量作为一个级差，按这一系列级差配成相应的营养液，然后用电导仪测定各个级差浓度的EC值。营养液的浓度（S）与营养液的EC值成正相关，可用线性回归方程表示。EC=a+bs
例： 1.0－2.435 0.8－2.000 0.6－1.575
0.4－1.105 0.2－0.628

配方规定营养液浓度不能低于0.4个剂量。测出EC值后，直接在曲线上查出对应剂量值，确定是否需要补充养分以及需要补充多少。
2. 2.     水分消耗量法
根据无土栽培作物水分消耗量和养分吸收量之间的关系，以水分消耗量
来推算养分补充量。
如日本山崎配方，它是按照作物吸收水肥的规律n/w值设计出来的，所
以直接根据消耗水分的量来推算该加入多少养分。
二、 二、     营养液酸碱度的调整
营养液在使用过程中，由于根系有选择地吸收阴阳离子，以及根系产生
分泌物 等因素的影响，会使营养液的酸碱度发生变化，从而影响作物对养分的吸收和生长发育，必须及时进行调整。
PH值的测定可以用pH试纸或pH计，pH试纸只能测出大致的范围，pH计测定较为准确。
大多数植物的根系在pH值5.5～6.5的弱酸性条件下生长最好。通常在营养液循环系统中每天都要测定和调整pH值，在开放供液系统中每次配制营养液时都要调整pH值。调整pH值的方法是用酸或碱来中和，所用的酸为HNO3或H3PO4，为了降低成本也可用H2SO4，碱一般为KOH，生产上通常是要加酸来降低pH值。
因为营养液中的一些离子会对加入的酸起一定缓冲作用，因此，必须先进行滴定试验来确定有酸量，而不是测出pH值后直接计算所需补充的H+来确定用酸量。具体做法时，取出一定体积的营养液，逐滴加入已知浓度的稀酸，测定pH值变化，达到要求值后计算出用酸量，然后推算出整个栽培系统的总用酸量，加入的酸应先用水稀释至1～2mg/l ，然后慢慢注入贮液池中边加边搅拌。
如果水的硬度较大，应避免大量使用磷酸，以防止产生磷酸沉淀。
例：每吨营养液pH值从7.0降到6.0所需酸量
98％ H2SO4 63% HNO3 85% H2SO4
ml 100 250 300
三、 三、     氧气含量的调整
生长在营养液中的植物根系，其呼吸所需的O2 有两个来源。一是溶存
在营养液中的O2，二是植物体内的氧气输导组织从地上部向根系输送氧。后一种氧气来源不是所有植物都具备的，常见的如水稻、芹菜、空心菜等耐涝或沼泽植物才具有O2输导组织，其它大部分不耐涝植物进行水培时，要必须做好溶存氧的补充工作。
在水培营养液中，溶存氧的浓度一般要求保持在饱和溶解度50％以上。在适后的大多数作物生长的液温范围（15～18℃）内，含氧量不低于4mg/l。溶存O2的消耗速度，主要取决于植物种类，生长阶段和平均单株占营养液量，一般12个小时可将含氧量消耗到饱和溶氧量的50％以下，就需要补充氧气。
补充氧气的来源有两个途径，一是从空气中向营养液自然扩散，但自然扩散的速度远远赶不上植物消耗的速度，主工则是靠另外一个途径，就是人工增氧，即通过机械物理或化学的方法来增加氧气在营养液中的扩散能力，这也是水培的关键技术环节。
常用的人工增氧方法有：1）搅拌，搅拌贮液池内的营养液；2）起泡器，向营养液中压入空气，不宜大规则模应用；3）循环流动，营养液循环及抽水时加回流阀；4）降低营养液温度，建造时建在地下，夏季防止曝晒营养液。
四、 四、     液温的管理
植物根系对温度的反应十分敏感，与地上部分相比，适宜温度范围较窄，这就要求液温稳定，一般就保持在15～20℃之间，最高不超过26℃，最低不低于12℃。
例：常见作物无土栽培的适宜温度条件
昼 温 夜 温 液 温
番茄 20～25 8～13 15～18
茄子 23～28 13～18 18～20
甜椒 25～30 15～20 18～20
甜瓜 25～30 18～23 17～20
草莓 15～23 5～10 15～18
黄瓜 23～25 10～15 18～20
液温的变化主要是受气候的影响，要完全控制它是很难的，但可以通过改善设施条件和栽培装置来尽量达到所要求的液温。
1）栽培槽采用泡沫塑料等隔热性能高的材料建造，贮液池建在地下。
2）加大每株的供液量，以提高营养液对气温的缓冲能力。
3）采取增温或降温措施，采用温泉的水来配营养液，夏天通过降低气温（遮阳网）来防止液温升高。
稳定液温可以减小气温过低或过高的影响。冬季，即使气温降到10℃