水培蔬菜营养液课件.ppt

第一节 原料及其性质,一.水的性质要求,1.,水 自来水,的 井水,来 雨水,源 洁净的水库水,2.,水,硬度,:45mg/LO,2,求,NaCl,含量,:2mmol/L,余氯,:Cl0.3mg/L,重金属及其它有害元素,水分,软水,和,硬水,(,指含有较多钙、镁盐的水,),；,钙盐,主要是重碳酸钙Ca(HCO,3,),2,、硫酸钙(CaSO,4,)、氯化钙(CaCl,2,)和碳酸钙(CaCO,3,)；,镁盐,主要为氯化镁(MgCl,2,)、硫酸镁(MgSO,4,)、重碳酸镁Mg(HCO,3,),2,和碳酸镁(MgCO,3,),表3-2 重金属及有害健康的元素容许限,元素,容许限,元素,容许限汞,(Hg)0.005mg/L,镉,(Cd)0.01mg/L,硒,(Se)0.01mg/L,砷,(As)0.01mg/L,铬,(Cr)0.05mg/L,铅,(Pb)0.05mg/L,铜,(Cu)0.10mg/L,锌,(Zn)0.20mg/L,铁,(Fe)0.50mg/L,氟,(F)1.00mg/L,二.营养元素化合物及辅助原料的性质及要求,分 级 用 途 说 明 备注,化学试剂 严格试验 杂质极少,(分GR,AR 时使用,和CP),医药用试剂 必要时用 杂质较少,工业用化合物 生产常用,农用化合物 生产首选,常含杂质,使用时应折算为纯品,每次购买均需分析有效含量,表33 化合物的分级及选用,配方剂量：,1个剂量：按照配方规定用量而配制出来的营养液浓度称为1个剂量1/2剂量：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1/2剂量或0.5剂量或半个剂量1/4剂量 如此类推,二.营养液浓度的表示方法,(一)直接表示法：在一定重量或一定体积的营养液中，所含有的营养元素或化合物的量来表示营养液浓度的方法统称之1.化合物重量/升(g/L，mg/,2.元素重量/升(g/L，mg/L),可以作为不同的营养液配方之间元素浓度的比较例如：一个配方中营养元素N、P、K的含量分别为150、80和170mg/L，即表示这一配方中每升含有营养元素氮150毫克、磷80毫克和钾170毫克。,3摩尔/升(mol/L)和毫摩尔/升(mmol/L),一摩尔某种物质的数量相当于这种物质的分子量、离子量或原子量，其质量单位为克(g)。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。,(二)间接表示法,1.电导率(Electric Conductivity，EC)含义：电导率是指单位距离的溶液其导电能力的大小。它通常以毫西门子/厘米(ms/cm)或微西门子/厘米(s/cm)来表示。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。,2.渗透压(Osmosis),含义：是指半透性膜(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)阻隔的两种浓度不同的溶液，当水从浓度低的溶液经过半透性膜而进入浓度高的溶液时所产生的压力。浓度越高，渗透压 越大。因此，可以利用渗 透压来反映溶液的浓度。反映营养液浓度是否适宜作物生长的重要指标,一般可用下列的范特荷甫(Vant Hoff)稀溶液的渗透压定律的溶液渗透压计算公式来进行理论计算：273+t P=C0.0224 273 式中：P 溶液的渗透压，以大气压(atm)为单位；C 溶液的浓度，以溶液中所有的正负离子的 总浓度来表示，以每升毫摩尔(mmol/L)为 单位；t 溶液的液温(,三.对营养液浓度的要求,(一)总盐浓度的要求 表37 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 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。,不同作物对营养液的总浓度要求有较大差异，如：,表,3-,8,不同植物对营养液总浓度的要求,总浓度,(,),1,1.5,2,2,2,3,3,适,杜,鹃,花,鸢,尾昙,花,甜,瓜,番,茄,宜,仙,人,掌,水,仙,葱,头,黄,瓜,芹,菜,种,蕨类植物,仙客来,胡萝卜,一品红,甘,蓝,植,胡,椒,百,合,草,莓,康乃罄,的,非洲菊,花叶芋,文,竹,植,郁金香,唐菖蒲,物,芥,菜,如果营养液的总盐分浓度超过0.40.5%，,有些植物,就会表现出不同程度的盐害症状。,因此，,在确定营养液配方的总浓度时,要考虑植物的耐,盐程度。,(二)配方中营养元素的比例和浓度要求,1.营养液配方的生理平衡性,生理平衡：,指植物能从营养液中吸收到符合其生理要求所需的一切营养元素，且吸收的数量比例要符合其生理要求。,(g/Kg DW),(mg/Kg DW),植物体内矿质元素的含量影响因素：,主要是营养元素之间的拮抗作用，,它会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。,例如，,阳离子,中Ca,2+,对Mg,2+,吸收的拮抗作用；NH,4,+,、H,+,、K,+,会抑制植物对Ca,2+,、Mg,2+,、Fe,2+,等的吸收，特别是,H,+,对Ca,2+,吸收的抑制作用尤其明显，如在酸度较低时，常会由于Ca,2+,的吸收受阻而出现缺钙的生理失调症状；,而,阴离子,如H,2,PO,4,-,、NO,3,-,和Cl,-,之间也存在着不同程度的拮抗作用。,营养液中的营养元素适宜的比例或浓度可以通过,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,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。,制定营养液配方的实例：,例1：Arnon-Hoagland以植株分析确定番茄营养液配方的方法,表,3-,9,Arnon-Hoagland,以植株分析确定,番茄,营养液配方的步骤和方法,营,养,元,素,步,骤,内,容,N,P,K,Ca,Mg,S,小计,1,正常生长的,番茄,每株一生吸收营,养元素的数量,(g/,株,),14.79,3.68,23.06,7.10,2.84,1.80,53.27,2,步骤一的吸收量换算成毫摩尔数,(,mmol),1069.3,118.7,591.3,177.5,118.3,56.3,2131.4,3,以毫摩尔数计，每种元素占有吸,收总量的百分数,(%),50.17,5.57,27.74,8.33,5.55,2.64,100.00,4,确定出配方的总浓度为,37mmol/L,时各营养元素的占有量,mmol),18.56,2.06,10.27,3.08,2.05,0.98,37.00,确定各种配方中肥料的毫摩尔数,(mg/L),Ca(NO,3,),2,.4H,2,O,3mmol,NO,3,-,:,6,3,708,KNO,3,10mmol,NO,3,-,:,10,10,1011,NH,4,H,2,PO,4,2mmol,NH,4,+,:2,2,230,5,MgSO,4,.7H,2,O,2mmol,2,2,493,营养元素毫摩尔数,(,mmol),18,2,10,3,2,2,37,6,合计,配方中肥料总量,(mg/L),2442,例2：山崎肯哉根据植物吸收营养液中的养分和水分的比值来确定营养液配方的方法：,表,3-10,山崎以植物吸水和吸肥的关系确定,黄瓜,营养液配方的步骤和方法,步,骤,内,容,N,P,K,Ca,Mg,S,吸肥量,(g),与吸,水量,(L),的比值,1,每株正常生长的,黄瓜,一生,吸收营养元素的数量,(n,值，,mmol/,株,),2253.8,173.4,1040.2,606.8,346.8,未测,2,每株黄瓜一生吸水量,(w,值,),为,173.36L,时各营养,元素的,n/w,值,(,mmol/L),13,1,6,3.5,2,-,3,确定各种肥料的用量,Ca(NO,3,),2,.4H,2,O 3.5mmol/L,KNO,3,6mmol/L,NH,4,H,2,PO,4,1mmol/L,MgSO,4,.7H,2,O 2mmol/L,NO,3,-N:7,NO,3,-N:6,NH,4,+,-N:1,-,-,-,1,-,-,6,-,-,3.5,-,-,-,-,-,-,2,-,-,-,2,5.,换算值,(g/L),0.826,0.606,0.114,0.492,4,合计营养元素毫摩尔数,(,mmol/L),14,1,6,3.5,2,2,28.6,5,换算为肥料用量,(g/L),总盐分,2.038(g/L),2.营养液配方的化学平衡性,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。,溶液中是否会形成难溶性化合物(或称难溶性电解质)是根据,溶度积法则,来确定的。,溶度积法则：,是指存在于溶液中的两种能够相互作用形成难溶性化合物的,阴阳离子,，当其,浓度(以mmol为单位)的乘积,大于,这种难溶性化合物的溶度积常数,(Sp),时，就会产生沉淀，否则，就没有沉淀的产生。,溶度积常数的可表示为：,Sp-AxBy=A,m+,x,B,n-,y,以,A-H,番茄营养液配方,为例说明产生难溶性化合物的可能性：,表,3,11 Arnon-Hoagland,番茄营养液配方,化合物,盐浓度,(g/L),离子浓度,(mol/L),Ca(NO,3,),2,.4H,2,O 0.708,Ca,2+,3,10,-3,；,NO,3,-,6,10,-3,KNO,3,1.011 K,+,10,10,-3,；,NO,3,-,6,10,-3,NH,4,H,2,PO,4,0.230 NH,4,+,2,10,-3,；,H,2,PO,4,-,2,10,-3,MgSO,4,.7H,2,O 0.493,Mg,2+,2,10,-3,；,SO,4,2-,2,10,-3,FeSO,4,.7H,2,O 0.0139,Fe,2+,5,10,-5,；,SO,4,2-,5,10,-5,(1)Ca,2+,与,SO,4,2-,产生CaSO,4,沉淀的可能性,根据溶度积法则计算得：,Ca,2+,SO,4,2-,=3,10,-3,2,10,-3,=6,10,-6,；,查,CaSO,4,的溶度积常数为：,Sp-CaSO,4,=9.1,10,-6,，,将营养液配方中,Ca,2+,与,SO,4,2-,的溶度积与,CaSO,4,的溶度积常数比较可知：,Ca,2+,SO,4,2-,=6,10,-6,Sp-CaSO,4,=9.1,10,-6,即说明,A-H,配方中不会产生,CaSO,4,沉淀,。,(2)Ca,2+,与磷酸根离子,(HPO,4,2-,、,PO,4,3-,),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CaHPO,4,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-FePO,4,=1.3,10,-22,，,可见肯定,会造成,FePO,4,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FePO,4,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Fe,2+,不易被氧化，而且不易与PO,4,3-,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。,(4)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：,pH,12.63,；,形成,Mg(OH),2,沉淀的条件是：,pH,9.98,。,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,。,四.营养液氮源的选择,(一)植物吸收的氮素形态,主要是,铵态氮,和,硝态氮,。,植物对铵态氮和硝态氮的吸收速率都很快，而且在体内都可以迅速地被同化为氨基酸和蛋白质因此说铵态氮和硝态氮,具有同样的生理功效,。,Arnon(1937)的研究结论：,无论给植物提供铵态氮还是硝态氮都可作为其良好生长的氮源。,普良尼斯尼科夫的结论：,假如为每一种氮源提供,最适的条件,，那么在原则上它们具有同样的营养价值，而如果在某一条件下比较这两种氮源对植物的优越性，则需视提供的条件是什么，有时铵态氮要好一些，而有时硝态氮要好一些。,直叶生菜,硝态氮配方,铵态氮配方,硝态氮配方,铵态氮配方,包心生菜,硝态氮配方,芥菜,生菜,目前世界上大多数营养液配方，都是采用,硝态氮,作为氮源的。,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NO,3,-,-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NH,4,+,-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。,(二)营养液配方常用的氮源,表,3-13,不同氮源营养液的,pH,值变化,氮,源,试,验,日,期,Ca(NO,3,),2,NH,4,NO,3,(NH,4,),2,SO,4,11,月,5,日,(,定植,6.5,6.5,7.4,11,月,6,日,6.4,6.3,6.5,11,月,7,日,6.5,6.1,5.4,11,月,8,日,6.7,5.8,3.1,11,月,9,日,6.7,5.5,2.9,11,月,10,日,6.9,37,2.8,),两者比较：一般情况下，,铵态氮源,所产生的生理酸性较强，而且变化幅度也较大；而,硝态氮源,所产生的生理碱性较弱且变化较缓慢，也容易控制。,直叶生菜,硝态氮配方,铵态氮配方,铵态氮源都是,生理酸性盐,，例如NH,4,Cl、(NH,4,),2,SO,4,，甚至NH,4,NO,3,，特别是NH,4,Cl和(NH,4,),2,SO,4,的生理酸性更强，这是由于多数植物优先选择吸收NH,4,+,，而伴随离子的Cl,-,、SO,4,2-,、NO,3,-,的吸收速率较慢，同时植物在吸收NH,4,+,之后根系大量分泌出H,+,，使得,介质的pH下降,。,介质中高浓度的,H,+,对植物吸收,Ca,2+,有很强的拮抗作用，易使植物出现缺钙的症状；甚至还会对植物根系造成直接的伤害，产生,根系腐烂等,现象。,硝态氮源均为,生理碱性盐,，例如Ca(NO,3,),2,、KNO,3,、NaNO,3,等。植物优先选择吸收NO,3,-,，而对其伴随的阳离子的吸收速率较慢，同时植物在选择吸收硝酸盐时根系会分泌出OH,-,，使得介质的,pH值上升,，其结果是可能造成某些营养元素在高pH值下产生沉淀而使其有效性降低，如,Fe,、Mn、Mg等元素。,芥菜,生菜,使用硝态氮作为氮源对,人类,也是安全的吗?,研究发现：,硝酸盐,是一种对人和动物有害的物质，对成人的,致命剂量为1570mg/kg(体重),。硝酸盐在硝化系统和泌尿系统里通过大肠杆菌,还原为亚硝酸盐,。食用蔬菜后，在口腔即可形成亚硝酸盐。,亚硝酸盐,破坏血液吸收氧的能力，致使哺乳动物患正血红蛋白症，严重者致死，亚硝酸盐对成人的,致命剂量约为20mg/kg(体重),。,植株硝酸盐和亚硝酸盐限量指标：,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,),蔬菜,NO,3,-,-N,NO,2,-,-N,蔬菜,NO,3,-,-N,NO,2,-,-N,菜心,1354.25,2.666,蕹菜,540.00,3.520,小白菜,1150.20,1.530,生菜,421.00,0.757,大白菜,1220.00,1.209,油麦菜,346.50,1.159,芥蓝,1130.50,2.063,西洋菜,220.33,0.941,青花菜,729.50,2.013,莙荙菜,469.00,1.309,芥兰头,480.00,0.104,荷兰豆,616.33,0.238,芥菜,996.75,1.611,豆苗,663.00,1.008,芹菜,1290.00,0.757,萝卜,427.00,0.506,落葵,784.00,0.305,番茄,189.00,0.305,茼蒿,583.00,4.525,云南小瓜,246.00,0.707,菠菜,673.50,1.410,木瓜,268.00,0.204,表 流溪河流域蔬菜硝态氮和亚硝态氮含量,(mg/kg),据广州市农业局（,2003,）,(三)降低产品硝酸盐和亚硝酸盐含量措施,1.以铵代硝或以脲代硝,通过在营养液中,以铵态氮或酰胺态氮来全部或部分代替原有配方中的硝酸盐,，并控制营养液的pH值变化和适当增加Ca,2+,、K,+,等的供应量，使作物生长正常，产量不降低而产品的硝酸盐含量降低。,2.收获前断氮的方法,在收获之前中断或减少氮素的供应数量，可以达到降低产品中硝酸盐含量的目的。,例如：,华南农业大学无土栽培技术研究室近年来的试验表明，通过在收获前,1,周中断氮素的供应，可把生菜和菜心等叶菜类的硝酸盐含量降低到,规定标准,以下，而此时的蔬菜产量并没有明显的降低。,3.有机生态型无土栽培,中国农科院花卉蔬菜研究所试用,“有机生态型无土栽培”,，即用有机肥源而代替化学肥料来种植作物，发现可以在一定程度上降低产品的硝酸盐含量。,存在问题：,利用有机肥作为作物生长全部营养的来源常常会出现营养元素与不同生长时期的供应不平衡，而且有机肥中养分的释放过程难以调控，特别是生长期长的作物，在生长的中后期常出现脱肥的现象。而且有机肥最终都必须分解为无机的形态才易被作物吸收，作物直接利用有机态养分的数量很少。,因此，有机肥作为肥源在无土栽培中只能作为一定量的补充，而,不能完全代替化学肥料,。,五.营养液的酸碱度,(一)酸碱度的概念,溶液的酸碱度,：,是指溶液中氢离子(H,+,)或氢氧根离子(OH,-,)浓度(以mol/L表示)的多少。,表示方法：,一般采用索仑生(Sorensen)提出的H,+,浓度的负对数来表示。这个负对数值称为氢离子指数或pH值，这里的p是指负对数的意思，即,pH=lgH,+,。,在25时，纯水的离子积常数Kw=H+OH-=110-14，即H+=OH-=10-7mol/L，即有110-7mol/L的水解离为H+和OH-。,纯水的离子积常数Kw(H2O)会随温度的升高而升高。一般以,25时 Kw(H2O)=110-14,作为计算的标准。,溶液中的,H,+,离子浓度和,OH,-,离子浓度之间存在着严格的比例关系，一般用,pH,来表示溶液中,H,+,和,OH,-,离子之间的关系，这时称为酸度；偶尔也有人用,pOH,来表示，这时称为碱度。,H,+,、OH,-,、pH、pOH与溶液酸、碱性的关系：,一般地，,中性溶液：,H,+,=10,-7,mol/L,，,即,H,+,=OH,-,，,pH,7,酸性溶液：,H,+,10,-7,mol/L,，即,H,+,OH,-,，,pH,7,碱性溶液：,H,+,10,-7,mol/L,，即,H,+,OH,-,，,pH,7,因为：,H,+,OH,-,=1,10,-14,所以：,pHpOH14,(二)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314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,7.2,8.0,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,3.0,6.6,(三)营养液的酸碱度变化,主要受以下因素的影响：,营养液中生理酸性盐和生理碱性盐的用量和比例,其中以氮源和钾源的化合物所引起的生理酸碱性变化最大。,每株植物所占有营养液体积的大小,营养液的更换频率,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。但在生产中使用不经济且费时费力。只有在进行严格的科学试验时才会用到这种方法。,配制营养液的水质,如果使用硬水来配制营养液，其,pH,值在栽培过程中会升高，这可通过适当调整配方中的,Ca2+,、,Mg2+,用量以及用稀酸液中和的方法来进行控制。,(四)营养液pH值的控制,1.酸碱中和的方法(治标),营养液管理的内容,2.调整营养液配方的方法,(治本),通过调整营养液配方中所使用的生理酸性盐和生理碱性盐的种类、用量和相互之间的比例，使营养液的,pH值,在种植作物的过程中可以稳定在一个适宜作物生长的范围之内。,在前人配方的基础上，利用已有的各种生理酸性和生理碱性盐被植物根系选择性吸收后的变化规律，通过一系列的植物吸收试验来调整出一个有着较为稳定pH变化范围的良好配方。,首先,要熟悉各种盐类的化学性质和生理反应性质，以把握其在溶液中以及被植物选择性吸收之后的pH值变化趋势；,然后,在前人已有的配方的基础上进行探索性的试验。,pH值稳定的营养液配方的设计：,六.营养液的铁源,无机铁盐：最早使用，但易氧化，也易产生 沉淀；,有机酸铁：如柠檬酸铁、酒石酸铁，稳定性 较差；,螯合铁：效果很好，最常用的螯合剂是,EDTA。产品有NaFe-EDTA和,Na2Fe-EDTA。,七.微量元素的供给,通常是指B、Mn、Zn、Cu、Mo五种，它们在营养液中供给的浓度范围较狭小。,八.营养液的有机营养,营养液中不需加入有机物质。有机螯合剂的作用是保护铁的有效性。,表315 微量元素使用的浓度范围及推荐用量,微量元素,使用范围,（元素,mg/l,）,推荐用量,（元素,mg/l,）,铁,1.4,5.6,2.8,5.6,硼,0.1,1.0,0.5,锰,0.1,1.0,0.5,锌,0.02,0.2,0.05,铜,0.01,0.1,0.02,钼,0.01,0.1,0.01,第三节 营养液的配制技术,一.营养液配制的原则,营养液配制的原则：,避免沉淀的产生。,即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。,注意：任何营养液配方都有产生沉淀的可能性！,二.营养液的配制技术,(一)原料及水的纯度计算,1.原料,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,。,2.,水,在,硬水地区,，应根据硬水中所含,Ca,2+,、,Mg,2+,数量的多少，将它们从配方中扣除，减少了的氮可用硝酸,(HNO,3,),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。,另外，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，而不足的则要补充。,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；,(二)营养液的配制方法,配制,浓缩营养液,(母液),工作营养液,(栽培营养液),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,浓缩倍数：,根据配方中各种化合物的用量及其溶解度来确定。,大量元素,一般可配制成浓缩,100、200、250,或,500倍,液；,微量元素,由于其用量少，可配制成,500,或,1000,倍液。,化合物分类：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，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。,以华南农业大学叶菜类配方为例：,A液,华农叶菜,B,方,A,液,250,倍,B液,华农叶菜,B,方,B,液,250,倍,C,液,1000,倍,EDTA,Fe,Mo,B,Cu,Zn,Mn,(2)稀释为工作营养液,容,器,不断循环,或搅拌,H,2,O,（步骤,1,）,加入,50,水,（步骤,2,）,量取,A,液,加入,量取,C,液,稍稀释,缓慢加入,（步骤,4,）,稍稀释,量取,B,液,（步骤,3,）,缓慢加入,加水至,配制体积,（步骤,5,）,不断循环,H,2,O,2.直接称量配制法大规模生产常用,加入总量,60,70,水,加水至配制体,积,循环均匀,（步骤,5,）,（步骤,1,）,称取钙盐及不与,钙盐产生沉淀的盐类,容器,1,溶解并稍稀释,（步骤,2,）,缓慢,加入,容器,2,溶解并稍稀释,称取磷酸盐及不与,其产生沉淀的盐类,（步骤,3,）,缓慢,加入,缓慢加入,（步骤,4,2,）,分别称取,微量元素,分别溶解,装有水的容器,3,称取,铁盐,溶解,称取,EDTA,溶解,容器,4,络合,(,步骤,4,1,),2.直接称量配制法大规模生产常用,（步骤2）,（步骤3）,（步骤4）,(2)稀释为工作营养液,容,器,不断循环,或搅拌,H,2,O,（步骤,1,）,加入,50,水,（步骤,2,）,量取,A,液,加入,量取,C,液,稍稀释,缓慢加入,（步骤,4,）,稍稀释,量取,B,液,（步骤,3,）,缓慢加入,加水至,配制体积,（步骤,5,）,不断循环,H,2,O,2.直接称量配制法大规模生产常用,加入总量,60,70,水,加水至配制体,积,循环均匀,（步骤,5,）,（步骤,1,）,称取钙盐及不与,钙盐产生沉淀的盐类,容器,1,溶解并稍稀释,（步骤,2,）,缓慢,加入,容器,2,溶解并稍稀释,称取磷酸盐及不与,其产生沉淀的盐类,（步骤,3,）,缓慢,加入,缓慢加入,（步骤,4,2,）,分别称取,微量元素,分别溶解,装有水的容器,3,称取,铁盐,溶解,称取,EDTA,溶解,容器,4,络合,(,步骤,4,1,),2.直接称量配制法大规模生产常用,（步骤2）,（步骤3）,（步骤4）,配制方法的选择：据生产上的操作方便与否来决定，有时可将两种方法配合使用。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。,三.营养液配制的注意事项,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；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。特别是在称取外观上相似的化合物时更应注意；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；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。,第四节 营养液的管理,主要是指对,循环式水培,的营养液的,浓度,、,酸碱度(pH),、,溶解氧,和,营养液温,等四个方面的管理。,一.营养液的浓度,（,包括对养分含量和水分的存有量进行监测和补充）,1.水分的补充,补充水分时，可在贮液池中划好刻度，将水泵停止供液一段时间，让种植槽中过多的营养液全部流至贮液池之后，如发现液位降低到一定的程度就必须,补充水分至原来的液位水平,。,水,2.养分的补充,补充依据：营养液养分的补充与否以及补充数量的多少，要根据在种植系统中补充了水分之后所测得的营养液浓度来确定。营养液的浓度以其总盐分浓度即电导率来表示。补充养分时要根据所用的营养液配方作全面补充。适宜浓度范围：绝大多数作物为 0.53.0ms/cm最高不超过 4.0ms/cm。,高浓度营养液配方的补充(总盐分浓度1.5左右)：,以总盐分浓度降低至原来配方浓度的1/31/2的范围为下限。通过定期测定营养液的电导率，如果发现营养液的总盐浓度下降到1/31/2剂量时就补充养分至原来的初始浓度。,低浓度营养液配方的补充(总盐分浓度1.5左右)：,方法(1)：经常监测营养液的浓度，每隔较短的时间(34天左右)补充一次养分至原来的水平；,方法(3)：是一种更为简便的方法：当营养液浓度下降到规定的补充下限(如为初始营养液剂量的40%)或以下时，就补充初始浓度(1个)剂量的养分，此时种植系统的营养液浓度要比初始的营养液浓度高，但一般对作物的正常生长不会产生不良影响。,方法(2)：当营养液浓度下降到配方浓度的1/2时，补充至原来的水平；,二.营养液酸碱度的调节,最根本的控制办法：是选用一些生理酸碱性变化较平稳的营养液配方，以减少调节pH的次数。营养液pH值的调节：种植作物过程中，如果营养液的pH值上升或下降到作物最适的pH范围之外，就要用稀酸或稀碱溶液来中和调节。pH上升时：可用稀硫酸(H2SO4)或稀硝酸(HNO3)溶液来中和。实际生产中较多采用H2SO4。pH下降时：可用稀碱溶液如氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)来中和。由于KOH的价格较昂贵，在生产中常用的是NaOH。,酸碱用量的确定：,1)理论计算法 根据理论公式计算出中和酸碱性所需的稀酸或稀碱的数量。但不能够以此作为实际中和所需的数量；2)实际滴定法 以实际营养液酸碱中和滴定的方法来确定稀酸或稀碱的用量。具体方法：1)量取一定体积(如10升)(V1)的营养液于一个容器中，逐滴加入已知浓度的稀酸或稀碱(一般为13mol/L)，同时用酸度计监测中和过程中营养液的pH值变化，当达到预定的pH值时，记录所用的稀酸或稀碱溶液的用量(v1)；,3)将稀酸或稀碱用水稀释后加入种植系统的贮液池，边加边搅拌或开启水泵进行循环。要防止酸或碱溶液加入过快、过浓，否则可能会使局部营养液过酸或过碱，而产生CaSO4，Fe(OH)3Mn(OH)2等的沉淀，从而产生养分的失效。2)通过公式计算整个种植系统所有营养液(V2)中和所需的稀酸或稀碱的总用量(v2)：v2 =v1V2V1,三.营养液的溶解氧,供给是否充分和及时是作物生长的重要限制因子,植物根系氧的来源：,1)通过吸收溶解于营养液中的溶解氧来获得,这是无土栽培植物所需氧的最主要的来源。如果营养液中的溶解氧不能达到作物正常生长所需的合适的水平，植物根系就会表现出缺氧，从而影响到根系对养分的吸收以及根系和地上部的生长。尤其是不耐淹的旱生植物。,2)通过植物体内的氧气输导组织由地上部向根系的输送来获得。但只有沼泽性植物和耐淹的旱地植物才具备这一功能。,表317 植物根系对淹水的耐受程度的比较,据耐受程度分类,特,点,代表性植物,沼泽性植物,长期生长在淹水的,水稻、豆瓣菜,沼泽地，体内存在,水芹、茭白,氧气输导组织,蕹菜等,耐淹的,根系受水淹时会产,田菁、合萌,旱地植物,生结构性的改变而,芹菜、番茄,形成氧气输导组织或,节瓜等,增大根系的吸收面积,不耐淹的 根系在淹水时对低 大多数的十,旱生植物 氧环境较为敏感 字花科作物,(一)营养液中的溶解氧浓度,营养液中的溶解氧：是指在一定温度、一定大气压力条件下单位体积营养液中溶解的氧气(O2)的数量，以O2mg/L来表示。氧气饱和溶解度：指在一定温度和一定压力条件下单位营养液中溶解的氧气达到饱和时的溶解氧含量。影响因素：与温度和大气压力有关的。温度越高、大气压力越小，营养液的溶解氧含量越低；反之，温度越低、大气压力越大，其溶解氧的含量越高。,不同温度下溶液中氧的饱和溶解度,温度,(,o,C),溶解氧,(mg/L),温度,(,o,C),溶解氧,(mg/L),温度,(,o,C),溶解氧,(mg/L),0,14.62,13,10.60,26,8.22,1,14.23,14,10.37,27,8.07,2,13.84,15,10.15,28,7.92,3,13.48,16,9.95,29,7.77,4,13.13,17,9.74,30,7.63,5,12.80,18,9.54,31,7.5,6,12.48,19,9.35,32,7.4,7,12.17,20,9.17,33,7.3,8,11.87,21,8.99,34,7.2,9,11.59,22,8.83,35,7.1,10,11.33,23,8.68,36,7.0,11,11.08,24,8.53,37,6.9,12,10.83,25,8.38,38,6.8,(二)植物对溶解氧浓度的要求,因植物的耐淹程度和温度等因素而异。,在营养液栽培中，一般要求维持溶解氧的浓度在45mg/L的水平(相当于在1527时营养液中溶解氧的浓度在饱和溶解度的50%左右)。此时，大多数的植物都能够正常生长。,测定：常用测氧仪测定，方法简便、快捷。,具体做法：用测氧仪测定溶液的空气饱和百分数(A)(%)，然后通过溶液的液温与氧气含量的关系表查出该液温下的饱和溶解氧含量(M,mg/L)，并用下列公式计算出此时营养液中实际的氧含量(M0,mg/L)：M0=MA,(三)营养液溶解氧的补充,1.植物对氧的消耗量和消耗速率,取决于植物种类、生育时期以及每株植物平均占有的营养液量。,一般地，甜瓜、辣椒、黄瓜、番茄、茄子等瓜菜或茄果类作物的耗氧量较大；而蕹菜、生菜、菜心、白菜等叶菜类的耗氧量较小。应根据具体情况来确定补充营养液溶解氧含量的时间间隔。,2.补充营养液溶解氧的途径,营养液溶解氧的补充：实质上是营养液液相的界面与空气气相界面之间的破坏而让空气进入营养液的过程。,补充途径：,(1)空气向营养液的自然扩散：通过自然扩散进入营养液的溶解氧的数量很少。在20时，依靠自然扩散进入515cm液深范围营养液中的溶解氧只相当于饱和溶解氧含量的2左右，远远达不到作物生长的要求。,(2)人工增氧,水培技术种植成功与否的一个重要环节,A.,营养液的搅拌,：,但搅拌极易伤根，会对植物的正常生长产生不良的影响；,B.,用压缩空气泵将空气直接以小气泡的形式向营养液中扩散：,主要用在进行科学研究的小盆钵水培上；,C.,将化学增氧剂加入营养液中增氧：,通过双氧水(H,2,O,2,)缓慢释放氧气的装置增氧，效果不错，但价格昂贵，现主要用于家用的小型装置中；,D.,进行营养液的循环流动,：,通过