第二章 營(yíng)養(yǎng)液

學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握營(yíng)養(yǎng)液的含義、組成原則、種類、濃度及測(cè)定和表示方法；掌握其配制和管理技術(shù)、廢液處理技術(shù)等。第二章營(yíng)養(yǎng)液第一節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的原料及其要求第二節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的組成第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)液配方選集第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的配制技術(shù)第五節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的管理第六節(jié)廢液處理和利用

本章內(nèi)容一、營(yíng)養(yǎng)液的含義二、對(duì)水的要求三、對(duì)原料化合物的要求四、輔助材料——絡(luò)合劑第一節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的原料及其要求

植物必需元素的化合物+少量輔助材料→按一定比例溶于水中所配制成的溶液→能滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育→營(yíng)養(yǎng)液一、營(yíng)養(yǎng)液的含義二、對(duì)水的要求（一）無土栽培的水源選擇

常用：井水和自來水還有：收集的雨水、水庫(kù)水和河水（二）對(duì)水質(zhì)的要求1、硬度≤15°2、pH值5.5～8.53、懸浮物≤l0mg/L4、溶存氧≥3～5mg/L5、氯化鈉≤200mg/L6、余氯≤0.01%7、EC值優(yōu)質(zhì)水：＜0.2ms/cm；允許用水：0.2～0.4ms/cm；不允許用水：≥0.5ms/cm名稱標(biāo)準(zhǔn)（mg/L）名稱標(biāo)準(zhǔn)（mg/L）汞砷氟化物硒≦0.001≦0.05≦3.0≦0.02六六六鎘鉛鉻≦0.02≦0.005≦0.05≦0.058、水中重金屬及有毒物質(zhì)含量（三）無土栽培的水量無土栽培的用水量是相當(dāng)大的！例如，番茄在生長(zhǎng)旺盛期，據(jù)測(cè)定每株每天耗水1-1.5L。一般而言，如果當(dāng)?shù)氐哪杲涤炅砍^1000mm以上，則通過收集雨水可以完全滿足無土栽培生產(chǎn)的需要。在實(shí)際無土栽培生產(chǎn)中，如果單一水源水量不足時(shí)，可以把自來水和井水、雨水、河水等混合使用，又可降低生產(chǎn)成本。三、對(duì)原料化合物的要求（一）配制營(yíng)養(yǎng)液常用的化合物

１．含氮化合物

硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸銨硫酸銨、磷酸二氫銨、磷酸一氫銨

２．含磷化合物

磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、磷酸氫二鉀

３．含鉀化合物

硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸氫二鉀、氯化鉀

４．含鎂、鈣化合物

硫酸鎂、硝酸鈣、硫酸鈣

５．含鐵化合物

螯合鐵、硫酸亞鐵、三氯化鐵、乙二胺四乙酸（EDTA），分子式為(CH2N)2(CH2COOH)4，外觀為白色粉末，在水中的溶解度很小。

常用的是：乙二胺四乙酸二鈉鹽，外觀為白色粉末狀。它與硫酸亞鐵作用可形成乙二胺四乙酸二鈉鐵（EDTA-2NaFe），由于其價(jià)格相對(duì)較便宜，因此它是目前無土栽培中最常用的鐵絡(luò)合劑。６．輔助物質(zhì)——螯合劑，又叫絡(luò)合劑硼砂[Na2B4O7?10H2O]硫酸錳[MnSO4?4H2O或MnSO4?H2O]硫酸鋅[ZnSO4?7H2O]硫酸銅[CuSO4?5H2O]鉬酸銨[(NH4)6MO24.4H2O]７．微量元素化合物

1.根據(jù)目的，選擇合適的化合物2.優(yōu)先選擇元素含量高的化合物3.根據(jù)生理酸堿性選擇肥料4.選擇溶解度大的化合物5.肥料的純度要較高6.有毒物質(zhì)不超標(biāo)7.取材易，價(jià)格低。（二）對(duì)原料化合物的要求一、營(yíng)養(yǎng)液組成原則二、確定營(yíng)養(yǎng)液組成的方法

三、營(yíng)養(yǎng)液濃度表示方法第二節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的組成

營(yíng)養(yǎng)液組成包括各種營(yíng)養(yǎng)元素的離子濃度、各離子間的比例、總鹽量、pH值和滲透壓等理化性質(zhì)。

1.營(yíng)養(yǎng)液中必須含有植物生長(zhǎng)所必需的全部營(yíng)養(yǎng)元素（齊全）2.營(yíng)養(yǎng)液中的各種元素都必須以植物可以吸收的形態(tài)存在（可利用）3.營(yíng)養(yǎng)液中的各種營(yíng)養(yǎng)元素的數(shù)量和比例應(yīng)符合植物正常生長(zhǎng)的要求（合理）一、營(yíng)養(yǎng)液組成原則4.營(yíng)養(yǎng)液中的各種化合物在種植過程中，能在營(yíng)養(yǎng)液中較長(zhǎng)時(shí)間地保持其有效性（長(zhǎng)期有效）5.營(yíng)養(yǎng)液中各種化合物組成的總鹽分濃度及其酸堿度應(yīng)是適宜植物正常生長(zhǎng)要求的（適宜）。6.營(yíng)養(yǎng)液中的所有化合物在植物生長(zhǎng)過程中由于根系的選擇吸收而表現(xiàn)出來的營(yíng)養(yǎng)液總體生理酸堿反應(yīng)是較為平穩(wěn)的（總體穩(wěn)定）首先：營(yíng)養(yǎng)液總濃度的確定

根據(jù)不同作物種類、不同品種、不同生育時(shí)期在不同氣候條件下對(duì)營(yíng)養(yǎng)液含鹽量的要求，來大體確定營(yíng)養(yǎng)液的總鹽分濃度。

其次：各元素比例和用量的確定

根據(jù)植物的生理平衡和營(yíng)養(yǎng)元素的化學(xué)平衡來確定營(yíng)養(yǎng)液中各種營(yíng)養(yǎng)元素的適宜用量和比例。

二、確定營(yíng)養(yǎng)液組成的方法

營(yíng)養(yǎng)液總濃度范圍(參考值)濃度表示方法范圍最低適中最高滲透壓（atm）0.30.91.5正負(fù)離子合計(jì)數(shù)（mmol/L）在200C時(shí)的理論值123762電導(dǎo)率（mS/cm）0.832.54.2總鹽分含量（g/L）0.832.54.2首先：營(yíng)養(yǎng)液總濃度的確定

（一）生理平衡

能夠滿足植物按其生長(zhǎng)發(fā)育要求吸收到一切所需的營(yíng)養(yǎng)元素，又不會(huì)影響到其正常生長(zhǎng)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)液，它是生理平衡的營(yíng)養(yǎng)液。

影響營(yíng)養(yǎng)液生理平衡的因素主要是營(yíng)養(yǎng)元素之間的相互作用。一是協(xié)助作用，二是拮抗作用。如何才能確定生理平衡營(yíng)養(yǎng)液呢？其次：各元素比例和用量的確定1、通過分析正常生長(zhǎng)的植物體內(nèi)各種營(yíng)養(yǎng)元素的含量及其比例來確定

美國(guó)的霍格蘭(Hoagland)和阿農(nóng)(Arnon)在20世紀(jì)30年代時(shí)就利用這種方法確定了許多營(yíng)養(yǎng)液配方，這些配方經(jīng)數(shù)十年的應(yīng)用證明是行之有效的生理平衡配方。Arnon和Hoagland(1940)番茄配方四水硝酸鈣708mg/L硝酸鉀1011mg/L磷酸二氫銨230mg/L七水硫酸鎂493mg/L對(duì)正常生長(zhǎng)的番茄植株進(jìn)行化學(xué)分析，依此確定正常生長(zhǎng)的番茄植株一生中吸收各種營(yíng)養(yǎng)元素的數(shù)量。微量元素的吸收量較少，因此，這里只考慮大量營(yíng)養(yǎng)元素N、P、K、Ca、Mg、S的吸收量。分析得到番茄一生中N、P、K、Ca、Mg、S的吸收量分別為14.79、3.68、23.06、7.10、2.84、1.80g/株，共計(jì)53.27g/株。步驟1將分析所得的植株體內(nèi)各種營(yíng)養(yǎng)元素的量(g/株)換算成毫摩爾數(shù)(mmol)，以便確定配方時(shí)進(jìn)行計(jì)算。N、P、K、Ca、Mg、S的吸收量分別為1069.3、118.7、591.3、177.5、118.3、56.3mmol，共計(jì)2131.4mmol。

步驟2

用毫摩爾數(shù)計(jì)算出每一種營(yíng)養(yǎng)元素吸收的量占植株吸收的所有營(yíng)養(yǎng)元素總量的百分比。N、P、K、Ca、Mg、S分別為50.17、5.57、27.74、8.33、5.55、2.64%。

步驟3依據(jù)前面確定出的營(yíng)養(yǎng)液適宜總鹽分濃度為37mmol，并根據(jù)步驟3的百分比計(jì)算出每種營(yíng)養(yǎng)元素在此總鹽分濃度下所占的毫摩爾數(shù)。N、P、K、Ca、Mg、S分別為18.56、2.06、10.27、3.08、2.05、0.98mmol。步驟4選擇合適的化合物作為肥源，按照每種營(yíng)養(yǎng)元素所占的數(shù)量來計(jì)算出選定的每種化合物的用量，這是營(yíng)養(yǎng)液配方確定的最后一步，也是最關(guān)鍵的一步。選用原則：首先，為了減少某些鹽類伴隨離子的影響以及總鹽分濃度的控制，要使?fàn)I養(yǎng)液配方選用的化合物的種類應(yīng)盡可能地少；其次，氮源的生理酸堿性問題、某種營(yíng)養(yǎng)元素的鹽類本身的伴隨離子是否為植物生長(zhǎng)無用的或吸收量很少的、選用的鹽類是否有酸堿緩沖性能等。步驟5在這個(gè)營(yíng)養(yǎng)液配方中，選用了Ca(NO3)2·4H2O、KNO3、NH4H2PO4、MgSO4·7H2O這四種鹽類來這四種鹽類中Ca(NO3)2和KNO3為生理堿性鹽；NH4H2PO4是一種化學(xué)酸性鹽，有一定的緩沖營(yíng)養(yǎng)液酸堿變化的功能，它主要以提供磷源為主；MgSO4·7H2O是一種生理酸性鹽，它能夠同時(shí)提供Mg和S營(yíng)養(yǎng)，但作物吸收S的數(shù)量比Mg少，這樣會(huì)在營(yíng)養(yǎng)液中累積一定量的S，但MgSO4·7H2O的用量較少，一般不會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生危害。Ca：由Ca(NO3)2·4H2O來提供的，用3mmol提供即可，同時(shí)帶入了6mmol的NO3-—NK：用10mmol/L的KNO3來提供，帶入10mmol的NO3-—N；P：用2mmol/L的NH4H2PO4來提供，帶入2mmol/L的NH4+－N以上三種鹽帶入的氮為18mmol，植物需要18.56mmol/L，相差不多，可不需另外補(bǔ)充氮。Mg：用2mmol/LMgSO4·7H2O來提供，帶入了2mmol/L的S，對(duì)植物生長(zhǎng)并沒有太大的危害性。

將確定了的各種鹽類的用量從mmol/L轉(zhuǎn)換為用mg/L來表示，這就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液的組成。即Ca(NO3)2·4H2O：3mmol/L=708mg/L、KNO3：10mmol/L=1011mg/L、NH4H2PO4：2mmol/L=230mg/L、MgSO4·7H2O：2mmol/L=493mg/L。

步驟62、依據(jù)植物吸收營(yíng)養(yǎng)液中水分和養(yǎng)分的比值來確定日本學(xué)者山崎肯哉，用此法已設(shè)計(jì)了多種營(yíng)養(yǎng)液配方，其中目前用得較多的園試配方就是用這種方法設(shè)計(jì)出來。

日本園試配方和山崎黃瓜配方四水硝酸鈣945（826）mg/L硝酸鉀809（607）mg/L磷酸二氫銨153（115）mg/L七水硫酸鎂493（483）mg/L用一種較好的平衡營(yíng)養(yǎng)液配方來種植黃瓜，在正常生長(zhǎng)的情況下，每隔1-2周左右用化學(xué)分析方法測(cè)定營(yíng)養(yǎng)液中各種大量營(yíng)養(yǎng)元素的含量，同時(shí)測(cè)定植株的吸水量，直至種植結(jié)束。以此得出每株植物一生中營(yíng)養(yǎng)元素的吸收量(n值，mmol表示)和吸水量(w值，L表示)的值。經(jīng)測(cè)定，每株黃瓜一生的吸水量為173.36L，吸收的N、P、K、Ca、Mg的量分別為2253.8、173.4、1040.2、606.8、346.8mmol。步驟1計(jì)算各營(yíng)養(yǎng)元素的n/w值。N的n/w=2253.8/173.36=13（mmol/L），以此方法可算得N、P、K、Ca、Mg的n/w值分別為13、1、6、3.5、2mmol/L(這些數(shù)值只取近似值即可，不必十分準(zhǔn)確)。

步驟2選擇合適的化合物作為肥源，并按n/w值來確定其用量。肥料用量的確定與例一類似。步驟3將確定了的各種鹽類的用量從mmol/L表示的劑量轉(zhuǎn)換為mg/L來表示。即Ca(NO3)2·4H2O：3.5mmol/L=826mg/L、KNO3：6mmol/L=607mg/L、NH4H2PO4：1mmol/L=115mg/L、MgSO4·7H2O：2mmol/L=493mg/L。

步驟4由于植物對(duì)微量元素需求量都很低，且大多使用濃度范圍要求在每升營(yíng)養(yǎng)液中含F(xiàn)e元素3-6mg、B元素0.2-0.5mg、Mn元素0.5-1.0mg、Zn元素0.02-0.2mg、Cu元素0.01-0.05mg、Mo元素0.01-0.05mg；Cl元素因水源中都含有足夠植物生長(zhǎng)需要的量，且過多往往造成毒害，所以不用考慮添加。微量元素

現(xiàn)在除了一些作物對(duì)某些微量元素用量有特殊需要外，一般的微量元素用量可采用以下通用的配方來提供：化合物名稱每升營(yíng)養(yǎng)液含化合物毫克數(shù)每升營(yíng)養(yǎng)液含元素毫克數(shù)NaFe-EDTA(含F(xiàn)e14.0%)20-40*2.8-5.6H3BO32.860.5MnSO4·4H2O2.130.5ZnSO4·7H2O0.220.05CuSO4·5H2O0.080.02(NH4)6Mo7O24·4H2O0.020.01

*易缺Fe的植物選用高用量是指營(yíng)養(yǎng)液配方中的有些營(yíng)養(yǎng)元素的化合物當(dāng)其離子濃度達(dá)到一定的水平時(shí)就會(huì)相互作用而形成難溶性化合物而從營(yíng)養(yǎng)液中析出，從而使?fàn)I養(yǎng)液中某些營(yíng)養(yǎng)元素的有效性降低以致影響到營(yíng)養(yǎng)液中這些營(yíng)養(yǎng)元素之間的相互平衡。例難溶性化合物：CaSO4、Ca3(PO4)2、FePO4、Fe(OH)3、Mg(OH)2等。

（二）化學(xué)平衡營(yíng)養(yǎng)液中沉淀是否會(huì)出現(xiàn)呢？在配制營(yíng)養(yǎng)液時(shí)所使用水的水質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)液的pH值有一定的關(guān)系，而營(yíng)養(yǎng)液的pH值在栽培作物過程中會(huì)發(fā)生一系列的變化：

當(dāng)pH上升時(shí)，可用稀硫酸(H2SO4)或稀硝酸(HNO3)溶液來中和。

（三）營(yíng)養(yǎng)液的pH當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液的pH下降時(shí)怎么辦？三、營(yíng)養(yǎng)液濃度表示方法

營(yíng)養(yǎng)液濃度是指在一定重量或一定體積的營(yíng)養(yǎng)液中，所含有的營(yíng)養(yǎng)元素或其化合物的量。在無土栽培中營(yíng)養(yǎng)液的濃度指一定體積的溶液中含有多少營(yíng)養(yǎng)元素或其化合物的量來表示。營(yíng)養(yǎng)液濃度的表示方法很多，常用以下兩種方法表示：

直接表示法間接表示法化合物重量元素重量摩爾電導(dǎo)率（EC）滲透壓（P）g/Lmg/Lg/Lmg/Lmol/Lmmo1/LmS/cmdS/mμS/cm公式：P＝C×0.0224×【(273＋t)/273】

式中符號(hào)：P——溶液的滲透壓，以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)為單位C——溶液的濃度，單位以毫摩爾數(shù)（mmol/L）表示t——使用時(shí)溶液的溫度（℃)第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)液配方選集第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的配制技術(shù)一、營(yíng)養(yǎng)液配方的調(diào)整二、營(yíng)養(yǎng)液配制的原則三、營(yíng)養(yǎng)液的配制技術(shù)

根據(jù)以下幾個(gè)方面不同進(jìn)行調(diào)整：1、水和原料的純度2、作物種類和生育時(shí)期3、栽培方式：水培和基質(zhì)培。一、營(yíng)養(yǎng)液配方的調(diào)整1.水的測(cè)定

根據(jù)實(shí)際的測(cè)定結(jié)果來進(jìn)行調(diào)整

2.藥品實(shí)際用量的換算如某配方硝酸鉀：0.5g／L。原料硝酸鉀：95%。硝酸鉀：實(shí)際用量？水的測(cè)定與藥品實(shí)際用量的換算營(yíng)養(yǎng)液配制總的原則：是確保在配制、存放和使用營(yíng)養(yǎng)液過程中都不會(huì)產(chǎn)生難溶性化合物的沉淀。二、營(yíng)養(yǎng)液配制的原則原液母液工作液標(biāo)準(zhǔn)配方營(yíng)養(yǎng)液原液濃縮、貯備液

栽培營(yíng)養(yǎng)液三、營(yíng)養(yǎng)液的配制技術(shù)（一）原液配制技術(shù)鈣鹽磷酸鹽鐵鹽和微量元素A母液B母液C母液100～200倍100～200倍1000～3000倍（二）母液配制技術(shù)A母液：B母液：C母液：Ca（NO3）2

＋KNO3NH4H2PO4＋MgSO4·7H2OFe鹽＋微量化合物配制步驟：計(jì)算→稱取→核對(duì)→加清水→溶解→定容

先量取2/3體積的清水，分為兩份，分別加入FeSO4·7H2O和EDTA-2Na，攪拌溶解后，將溶有FeSO4·7H2O的溶液緩慢倒入EDTA-2Na溶液中，邊加邊攪拌；然后稱取C母液所需的其他各種微量元素化合物，分別放在小的容器中溶解，再分別緩慢地倒入上面的溶液中，邊加邊攪拌，最后定容攪拌均勻即可。

C母液配制技術(shù)1.濃縮倍數(shù)不能太高；

2.肥料一種一種加入，必須充分?jǐn)嚢?，且要等前一種肥料充分溶解后才能加入第二種肥料；3.母液置于陰涼避光處保存，C母液最好用深色容器貯存。母液配制過程的注意事項(xiàng)長(zhǎng)時(shí)間貯存母液易產(chǎn)生沉淀，怎么辦？記錄表母液配制記錄表配方名稱使用對(duì)象A母液濃縮倍數(shù)配制日期體積計(jì)算人B母液濃縮倍數(shù)核查人體積配制人C母液濃縮倍數(shù)備注體積原料名稱及稱取量貯液池A母液B母液C母液進(jìn)水管40%水80%水定容（二）工作液配制技術(shù)在直接稱量配制工作營(yíng)養(yǎng)液時(shí)，在貯液池中加入鈣鹽后不要立即加入磷酸鹽等化合物，而應(yīng)在水泵循環(huán)大約30分或更長(zhǎng)時(shí)間之后再加入；微量元素化合物加入時(shí)也一樣。

工作液配制過程的注意事項(xiàng)產(chǎn)生局部濃度過高而出現(xiàn)大量沉淀時(shí)，怎么辦？工作液配制記錄表配方名稱使用對(duì)象備注工作液體積配制日期水pH值計(jì)算人工作液pH值核查人EC值配制人原料名稱及稱（移）取量記錄表一、溶存氧的補(bǔ)充二、EC值的調(diào)整三、液溫的控制四、pH值的調(diào)節(jié)五、營(yíng)養(yǎng)液的更換第五節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的管理一、溶存氧的補(bǔ)充（一）含義與濃度1.含義：2.適宜濃度：≥4～5mg／L營(yíng)養(yǎng)液中的溶存氧濃度（DissolvedO2，簡(jiǎn)稱DO）是指在一定溫度、一定大氣壓條件下單位體積營(yíng)養(yǎng)液中溶解的氧氣(O2)的數(shù)量，以mg/L來表示。（二）增氧措施

1.自然擴(kuò)散2.人工增氧落差噴霧攪拌壓縮空氣給營(yíng)養(yǎng)液中增氧給根系環(huán)境增氧循環(huán)流動(dòng)、反應(yīng)氧、增氧器；間歇供液、滴灌、間混作——給根系增氧（一）含義與測(cè)定方法1.含義表示？反映？2.公式營(yíng)養(yǎng)液的總鹽分(g/L)=1.0×EC（mS/cm）營(yíng)養(yǎng)液的滲透壓P(atm)=0.36×EC(mS/cm)3.測(cè)定方法電導(dǎo)率儀測(cè)定二、EC值的調(diào)整

電導(dǎo)率是指單位距離的溶液其導(dǎo)電能力的大小。電導(dǎo)率能反映溶液中鹽分含量的高低，也能反映溶液的滲透壓。

如何調(diào)節(jié)？1.水分的補(bǔ)充2.養(yǎng)分的補(bǔ)充補(bǔ)水后，測(cè)定EC值，進(jìn)行全面補(bǔ)充。液位刻度液位恢復(fù)液位下降（二）水分和養(yǎng)分的補(bǔ)充（三）EC值調(diào)整依據(jù)1.不同作物2.同一作物不同生育期4.不同栽培方式5.不同營(yíng)養(yǎng)液配方3.同一作物不同栽培季節(jié)1.適宜范圍冬季：不低于13℃；夏季：不高于25℃。2.穩(wěn)定措施（