無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

無土栽培營養(yǎng)液原理、配制、管理無土栽培營養(yǎng)液原理與配制無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

第一節(jié)原料及其性質(zhì)一.水的性質(zhì)要求1.水自來水的井水來雨水源潔凈的水庫水

2.水硬度:<150較好質(zhì)酸堿度:pH=5.5~8.5

要溶解氧:>4~5mg/LO2

求NaCl含量:<2mmol/L

余氯:Cl<0.3mg/L

重金屬及其它有害元素?zé)o土栽培營養(yǎng)液原理與配制水分軟水和硬水(指含有較多鈣、鎂鹽的水)；鈣鹽主要是重碳酸鈣[Ca(HCO3)2]、硫酸鈣(CaSO4)、氯化鈣(CaCl2)和碳酸鈣(CaCO3)；鎂鹽主要為氯化鎂(MgCl2)、硫酸鎂(MgSO4)、重碳酸鎂[Mg(HCO3)2]和碳酸鎂(MgCO3)水的硬度表示法：10＝CaO10mg/L無土栽培營養(yǎng)液原理與配制表2重金屬及有害健康的元素容許限元素 容許限 元素 容許限汞(Hg)0.005mg/L 鎘(Cd)0.01mg/L硒(Se)0.01mg/L 砷(As)0.01mg/L鉻(Cr)0.05mg/L 鉛(Pb)0.05mg/L銅(Cu)0.10mg/L 鋅(Zn)0.20mg/L鐵(Fe)0.50mg/L 氟(F)1.00mg/L 簡單的判斷標(biāo)準(zhǔn)是——凡是能飲用的水一般都可以用來配制營養(yǎng)液無土栽培營養(yǎng)液原理與配制二.營養(yǎng)元素化合物及輔助原料的性質(zhì)及要求

分級用途說明備注化學(xué)試劑嚴(yán)格試驗雜質(zhì)極少(分GR,AR時使用和CP)醫(yī)藥用試劑必要時用雜質(zhì)較少

工業(yè)用化合物生產(chǎn)常用農(nóng)用化合物生產(chǎn)首選常含雜質(zhì),使用時應(yīng)折算為純品每次購買均需分析有效含量表3化合物的分級及選用無土栽培營養(yǎng)液原理與配制第二節(jié)營養(yǎng)液的組成

一.組成原則與配方實例(一)組成原則1.營養(yǎng)液必須含有植物所需的全部營養(yǎng)元素；2.各種化合物必須是植物根部可以吸收的形態(tài)；3.各種化合物的數(shù)量及比例應(yīng)符合植物生長的要求；4.營養(yǎng)液中無機鹽類構(gòu)成的總鹽分濃度及酸堿反應(yīng)是符合植物生長要求的；5.組成營養(yǎng)液的各種化合物，在栽培過程中應(yīng)在較長的時期內(nèi)保持其有效性；6.營養(yǎng)液中化合物的總體，在被吸收過程中造成的生理酸堿反應(yīng)是較平穩(wěn)的。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制表4一種Arnon-Hoagland營養(yǎng)液配方化合物鹽濃度(g/L)離子濃度(mol/L)Ca(NO3)2.4H2O0.708Ca2+3×10-3

；NO3-6×10-3

KNO31.011K+10×10-3

；NO3-6×10-3

NH4H2PO40.230NH4+2×10-3

；H2PO4-2×10-3

MgSO4.7H2O0.493Mg2+2×10-3

；SO42-2×10-3FeSO4.7H2O0.0139Fe2+5×10-5

；SO42-5×10-5無土栽培營養(yǎng)液原理與配制配方劑量：1個劑量：按照配方規(guī)定用量而配制出來的營養(yǎng)液濃度稱為1個劑量1/2劑量：將配方中規(guī)定的各種化合物用量減少一半所配制出來的營養(yǎng)液濃度稱為1/2劑量或0.5劑量或半個劑量1/4劑量……如此類推無土栽培營養(yǎng)液原理與配制二.營養(yǎng)液濃度的表示方法(一)直接表示法：在一定重量或一定體積的營養(yǎng)液中，所含有的營養(yǎng)元素或化合物的量來表示營養(yǎng)液濃度的方法統(tǒng)稱之1.化合物重量/升(g/L，mg/L)例如：某營養(yǎng)液中含有：硝酸鈣590mg/L，硝酸鉀404mg/L，磷酸二氫鉀136mg/L，硫酸鎂246mg/L，硫酸亞鐵13.9mg/L，乙二胺四乙酸二鈉18.6mg/L，硼酸2.86mg/L，硫酸錳2.13mg/L，硫酸鋅0.22mg/L，硫酸銅0.08mg/L，鉬酸銨0.02mg/L工作濃度或操作濃度無土栽培營養(yǎng)液原理與配制2.元素重量/升(g/L，mg/L)可以作為不同的營養(yǎng)液配方之間元素濃度的比較例如：一個配方中營養(yǎng)元素N、P、K的含量分別為150、80和170mg/L，即表示這一配方中每升含有營養(yǎng)元素氮150毫克、磷80毫克和鉀170毫克。 實際使用時要換算成為某種營養(yǎng)化合物重量才能稱量。換算方法：將提供這種元素的化合物所含該元素的百分?jǐn)?shù)來除以這種元素的含量。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制例如：一個配方的氮源是以Ca(NO3)2·4H2O1.0g/L來提供的，而另一配方的氮源是以NH4NO30.4g/L來提供的。單純從化合物含量來看，前一配方的含量比后一配方的多了1.5倍，不能夠比較這兩種配方氮的含量的高低。經(jīng)過換算后可知，1.0g/LCa(NO3)2.4H2O提供的N為118.7mg/L，而0.4mg/LNH4NO3提供的N為140mg/L，這樣就可以清楚地看到后一配方的N含量要比前一配方的高。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制3.摩爾/升(mol/L)和毫摩爾/升(mmol/L)

一摩爾某種物質(zhì)的數(shù)量相當(dāng)于這種物質(zhì)的分子量、離子量或原子量，其質(zhì)量單位為克(g)。

在配制營養(yǎng)液的操作過程中，不能夠以毫摩爾/升來稱量，需要經(jīng)過換算成重量/升后才能稱量配制。 換算方法：將每升營養(yǎng)液中某種物質(zhì)的摩爾數(shù)(mol/L)與該物質(zhì)的分子量、離子量或原子量相乘，即可得知該物質(zhì)的用量。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制(二)間接表示法1.電導(dǎo)率(ElectricConductivity，EC)含義：電導(dǎo)率是指單位距離的溶液其導(dǎo)電能力的大小。它通常以毫西門子/厘米(mS/cm)或微西門子/厘米(μS/cm)來表示。營養(yǎng)液具有導(dǎo)電作用。其導(dǎo)電能力的大小用電導(dǎo)率來表示；在一定的濃度范圍之內(nèi)，營養(yǎng)液的電導(dǎo)率隨著濃度的提高而增加；反之，營養(yǎng)液濃度較低時，其電導(dǎo)率也降低。因此，通過測定營養(yǎng)液中的電導(dǎo)率可以反映其鹽類含量，也即可以反映營養(yǎng)液的濃度。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制用電導(dǎo)率對營養(yǎng)液濃度進行管理： 根據(jù)所選用的營養(yǎng)液配方為1個劑量，并以此為基礎(chǔ)濃度(S)，然后以一定的濃度梯度差(如每相距0.1或0.2個劑量)來配制一系列濃度梯度差的營養(yǎng)液，并用電導(dǎo)率儀測定每一個級差濃度的電導(dǎo)率值。由于營養(yǎng)液濃度(S)與電導(dǎo)率值(EC)之間存在著正相關(guān)的關(guān)系，這種正相關(guān)的關(guān)系可用線性回歸方程來表示：

EC=a+bS(a、b為直線回歸系數(shù))無土栽培營養(yǎng)液原理與配制例如：電導(dǎo)率與營養(yǎng)液濃度之間的線性回歸方程為：

EC=0.279+2.12S(r(10)=0.9994)無土栽培營養(yǎng)液原理與配制三.對營養(yǎng)液濃度的要求(一)總鹽濃度的要求

表5營養(yǎng)液總濃度范圍

表述單位最低適中最高滲透壓(atm)0.30.91.5正負(fù)離子合計數(shù)123762(mmol/L)電導(dǎo)率(ms/cm)0.832.54.2總鹽分含量(g/L)0.832.54.2

一般地，控制營養(yǎng)液的總鹽分濃度在0.4%~0.5%以下，對大多數(shù)作物來說都可以較正常地生長。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制不同作物對營養(yǎng)液的總濃度要求有較大差異，如：

表8

不同植物對營養(yǎng)液總濃度的要求總濃度(‰)11.5~222~33適杜

鵑

花鳶

尾曇

花甜

瓜番

茄宜仙

人

掌水

仙蔥

頭黃

瓜芹

菜種蕨類植物仙客來胡蘿卜一品紅甘

藍植胡

椒百

合草

莓康乃罄的非洲菊花葉芋文

竹植郁金香唐菖蒲物芥

菜

如果營養(yǎng)液的總鹽分濃度超過0.4~0.5%，有些植物就會表現(xiàn)出不同程度的鹽害癥狀。

因此，在確定營養(yǎng)液配方的總濃度時 要考慮植物的耐鹽程度。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制(二)配方中營養(yǎng)元素的比例和濃度要求1.營養(yǎng)液配方的生理平衡性生理平衡：指植物能從營養(yǎng)液中吸收到符合其生理要求所需的一切營養(yǎng)元素，且吸收的數(shù)量比例要符合其生理要求。(g/KgDW)(mg/KgDW)植物體內(nèi)礦質(zhì)元素的含量無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

影響因素：主要是營養(yǎng)元素之間的拮抗作用，它會使植物對某一種營養(yǎng)元素的吸收量減少以致出現(xiàn)生理失調(diào)的癥狀。 例如，陽離子中Ca2+對Mg2+吸收的拮抗作用；NH4+、H+、K+會抑制植物對Ca2+、Mg2+、Fe2+等的吸收，特別是H+對Ca2+吸收的抑制作用尤其明顯，如在酸度較低時，常會由于Ca2+的吸收受阻而出現(xiàn)缺鈣的生理失調(diào)癥狀； 而陰離子如H2PO4-、NO3-和Cl-之間也存在著不同程度的拮抗作用。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

營養(yǎng)液中的營養(yǎng)元素適宜的比例或濃度可以通過分析正常生長的植物體內(nèi)各種營養(yǎng)元素的含量及其比例來確定制定生理平衡營養(yǎng)液配方的原則無土栽培營養(yǎng)液原理與配制根據(jù)此原則制定配方時應(yīng)注意：1.這樣確定的營養(yǎng)液配方不僅適用于某一種作物，而且可以適用于某一大類作物。因此要選擇其中有代表性的作物來進行營養(yǎng)元素含量和比例的化學(xué)分析，從而確定出適用于該類作物的營養(yǎng)液配方；2.以分析植物體內(nèi)營養(yǎng)元素含量和比例所確定的營養(yǎng)液配方中的大量營養(yǎng)元素的含量可以在一定范圍內(nèi)變動，變幅大約在±30%左右植物仍可保持其生理平衡；3.同時了解整個植物生命周期中吸收消耗了的水分?jǐn)?shù)量，也可以確定出營養(yǎng)液的總鹽分濃度和營養(yǎng)液配方。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制2.營養(yǎng)液配方的化學(xué)平衡性化學(xué)平衡：主要是指營養(yǎng)液配方中，含有營養(yǎng)元素的化合物當(dāng)其離子濃度達到一定水平時會相互作用形成難溶性化合物從營養(yǎng)液中析出，從而使得營養(yǎng)液中某些營養(yǎng)元素的有效性降低以致影響到 營養(yǎng)液中各種營養(yǎng)元 素之間的相互平衡。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制(1)Ca2+與SO42-產(chǎn)生CaSO4沉淀的可能性根據(jù)溶度積法則計算得：

[Ca2+]×[SO42-]=[3×10-3]×[2×10-3]=6×10-6；查CaSO4的溶度積常數(shù)為：Sp-CaSO4=9.1×10-6，將營養(yǎng)液配方中Ca2+與SO42-的溶度積與CaSO4的溶度積常數(shù)比較可知：

[Ca2+]×[SO42-]=6×10-6<Sp-CaSO4=9.1×10-6即說明A-H配方中不會產(chǎn)生CaSO4沉淀。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制(2)Ca2+與磷酸根離子(HPO42-、PO43-)產(chǎn)生磷酸鈣沉淀的可能性 A-H配方配制的營養(yǎng)液在pH=6.0時會產(chǎn)生CaHPO4沉淀!防止沉淀產(chǎn)生的方法：①通過降低溶液pH值來防止磷酸鈣沉淀的方法 只有控制溶液的pH值<5.43才能夠保證A-H配方配制的營養(yǎng)液不會產(chǎn)生CaHPO4沉淀。②通過降低Ca、P濃度來防止沉淀產(chǎn)生的方法 在pH6.0時，A-H配方的用量要降低至0.5劑量水平下才不會產(chǎn)生磷酸鈣沉淀。實際生產(chǎn)也證明，用1/2劑量A-H配方所配制的營養(yǎng)液種植的植物，生長正常。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

(3)Fe3+與磷酸鹽產(chǎn)生FePO4沉淀的可能性

計算表明，A-H配方在pH6.0時，

[Fe3+][PO43-]=5.0×10-5×5.3×10-11=2.65×10-15>Sp-FePO4=1.3×10-22，可見肯定會造成FePO4的沉淀而致使作物出現(xiàn)缺鐵癥狀。

但事實上，在pH6.0時A-H配方配制的營養(yǎng)液不會出現(xiàn)FePO4的沉淀。這主要是由于采用了有機螯合物來螯合鐵離子，使得Fe2+不易被氧化，而且不易與PO43-起化學(xué)反應(yīng)而沉淀，從而使得Fe在營養(yǎng)液中可以保持較高的有效性。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制(4)Ca、Mg形成氫氧化物沉淀的可能性

Ca、Mg形成氫氧化物沉淀的可能性主要是在營養(yǎng)液呈較強的堿性時才會發(fā)生。通過計算得知：形成Ca(OH)2沉淀的條件是：pH≥12.63；形成Mg(OH)2沉淀的條件是：pH≥9.98。

產(chǎn)生的可能性：一般情況下，配方中的化合物所產(chǎn)生的生理堿性極少會達到這么高的pH值；只有在用堿液中和營養(yǎng)液的生理酸性時，若操作不當(dāng)就有可能出現(xiàn)營養(yǎng)液中局部堿性很強、pH值過高而產(chǎn)生沉淀的可能。 解決方法：在加堿液中和酸性時，要用濃度較稀的堿液，而且在加入堿液時要及時進行攪拌。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制四.營養(yǎng)液氮源的選擇(一)植物吸收的氮素形態(tài)

主要是銨態(tài)氮和硝態(tài)氮。植物對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收速率都很快，而且在體內(nèi)都可以迅速地被同化為氨基酸和蛋白質(zhì)，因此說銨態(tài)氮和硝態(tài)氮具有同樣的生理功效。Arnon(1937)的研究結(jié)論：無論給植物提供銨態(tài)氮還是硝態(tài)氮都可作為其良好生長的氮源。普良尼斯尼科夫的結(jié)論：假如為每一種氮源提供最適的條件，那么在原則上它們具有同樣的營養(yǎng)價值，而如果在某一條件下比較這兩種氮源對植物的優(yōu)越性，則需視提供的條件是什么，有時銨態(tài)氮要好一些，而有時硝態(tài)氮要好一些。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

目前世界上大多數(shù)營養(yǎng)液配方，都是采用硝態(tài)氮作為氮源的。原因：主要是硝態(tài)氮所引起的生理堿性較為緩慢且易于控制，植物對于NO3--N的過量吸收也不會對植物本身造成傷害；而銨態(tài)氮引起的生理酸性較為迅速且難以控制，植物吸收NH4+-N過多則易出現(xiàn)中毒的癥狀。

因此，利用硝態(tài)氮作為氮源對植物是較為安全的。(二)營養(yǎng)液配方常用的氮源無土栽培營養(yǎng)液原理與配制直葉生菜硝態(tài)氮配方 銨態(tài)氮配方

銨態(tài)氮源都是生理酸性鹽，例如NH4Cl、(NH4)2SO4，甚至NH4NO3，特別是NH4Cl和(NH4)2SO4的生理酸性更強，這是由于多數(shù)植物優(yōu)先選擇吸收NH4+，而伴隨離子的Cl-、SO42-、NO3-的吸收速率較慢，同時植物在吸收NH4+之后根系大量分泌出H+，使得介質(zhì)的pH下降。

介質(zhì)中高濃度的H+對植物吸收Ca2+有很強的拮抗作用，易使植物出現(xiàn)缺鈣的癥狀；甚至還會對植物根系造成直接的傷害，產(chǎn)生根系腐爛等現(xiàn)象。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

硝態(tài)氮源均為生理堿性鹽，例如Ca(NO3)2、KNO3

、NaNO3

等。植物優(yōu)先選擇吸收NO3-，而對其伴隨的陽離子的吸收速率較慢，同時植物在選擇吸收硝酸鹽時根系會分泌出OH-，使得介質(zhì)的pH值上升，其結(jié)果是可能造成某些營養(yǎng)元素在高pH值下產(chǎn)生沉淀而使其有效性降低，如Fe、Mn、Mg等元素。芥菜生菜無土栽培營養(yǎng)液原理與配制五.營養(yǎng)液的酸堿度(一)酸堿度的概念溶液的酸堿度：是指溶液中氫離子(H+)或氫氧根離子(OH-)濃度(以mol/L表示)的多少。表示方法：一般采用索侖生(Sorensen)提出的H+濃度的負(fù)對數(shù)來表示。這個負(fù)對數(shù)值稱為氫離子指數(shù)或pH值，這里的p是指負(fù)對數(shù)的意思，即pH=－lg[H+]。

無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

在25℃時，純水的離子積常數(shù) Kw=[H+][OH-]=1×10-14，即[H+]=[OH-]=10-7mol/L，即有1×10-7mol/L的水解離為H+和OH-。純水的離子積常數(shù)Kw(H2O)會隨溫度的升高而升高。一般以

25℃時Kw(H2O)=1×10-14作為計算的標(biāo)準(zhǔn)。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制

溶液中的H+離子濃度和OH-離子濃度之間存在著嚴(yán)格的比例關(guān)系，一般用pH來表示溶液中H+和OH-離子之間的關(guān)系，這時稱為酸度；偶爾也有人用pOH來表示，這時稱為堿度。

[H+]、[OH-]、pH、pOH與溶液酸、堿性的關(guān)系：一般地，中性溶液：[H+]=10-7mol/L，即[H+]=[OH-]，pH＝7酸性溶液：[H+]＞10-7mol/L，即[H+]＞[OH-]，pH＜7堿性溶液：[H+]＜10-7mol/L，即[H+]＜[OH-]，pH＞7因為：[H+][OH-]=1×10-14所以：pH＋pOH＝14無土栽培營養(yǎng)液原理與配制(二)營養(yǎng)液的pH值對植物生長的影響直接影響：pH過高或過低(一般在 4－9外)都會傷害植物的根系；間接影響：使?fàn)I養(yǎng)液中 的營養(yǎng)元素有效性 降低以至失效不同作物的最適pH值范圍有所不同。一般將營養(yǎng)液的pH控制在5.5～6.5范圍。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制表3－14 幾種作物的最適pH值范圍作物最適pH值作物最適pH值作物最適pH值苜蓿7.2~8.0大豆6.5~7.5燕麥5.0~7.5甜菜7.0~7.5豌豆6.0~7.0蕎麥4.7~7.5大麻6.7~7.4菜豆6.4~7.1蘿卜5.0~7.3白菜6.5~7.4三葉草6.0~7.0胡蘿卜5.6~7.0黃瓜6.4~7.5棉花6.5~7.3番茄5.0~8.0洋蔥6.4~7.5萵苣6.0~7.0亞麻5.5~6.5小麥6.3~7.5向日葵6.0~6.8馬鈴薯4.5~6.3大麥6.0~7.5粟5.5~7.5茶4.0~5.5玉米6.0~7.5黑麥5.0~7.7蕹菜3.0~6.6無土栽培營養(yǎng)液原理與配制(三)營養(yǎng)液的酸堿度變化主要受以下因素的影響：營養(yǎng)液中生理酸性鹽和生理堿性鹽的用量和比例

其中以氮源和鉀源的化合物所引起的生理酸堿性變化最大。每株植物所占有營養(yǎng)液體積的大小

營養(yǎng)液的更換頻率

通過營養(yǎng)液的更換可以減輕pH值變化的強度和延緩其變化的速度。但在生產(chǎn)中使用不經(jīng)濟且費時費力。只有在進行嚴(yán)格的科學(xué)試驗時才會用到這種方法。配制營養(yǎng)液的水質(zhì)

如果使用硬水來配制營養(yǎng)液，其pH值在栽培過程中會升高，這可通過適當(dāng)調(diào)整配方中的Ca2+、Mg2+用量以及用稀酸液中和的方法來進行控制。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制(四)營養(yǎng)液pH值的控制1.酸堿中和的方法(治標(biāo))

營養(yǎng)液管理的內(nèi)容2.調(diào)整營養(yǎng)液配方的方法

(治本)

通過調(diào)整營養(yǎng)液配方中所使用的生理酸性鹽和生理堿性鹽的種類、用量和相互之間的比例，使?fàn)I養(yǎng)液的pH值在種植作物的過程中可以穩(wěn)定在一個適宜作物生長的范圍之內(nèi)。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制六.營養(yǎng)液的鐵源無機鐵鹽：最早使用，但易氧化，也易產(chǎn)生 沉淀；有機酸鐵：如檸檬酸鐵、酒石酸鐵，穩(wěn)定性 較差；螯合鐵：效果很好，最常用的螯合劑是

EDTA。產(chǎn)品有NaFe-EDTA和

Na2Fe-EDTA。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制七.微量元素的供給

通常是指B、Mn、Zn、Cu、Mo五種，它們在營養(yǎng)液中供給的濃度范圍較狹小。八.營養(yǎng)液的有機營養(yǎng)

營養(yǎng)液中不需加入有機物質(zhì)。有機螯合劑的作用是保護鐵的有效性。無土栽培營養(yǎng)液原理與配制表3－15微量元素使用的濃度范圍及推薦用量微量元素使用范圍（元素mg/l）推薦用量（元素mg/l）鐵1.4～5.62.8～5.6硼0.1～1.00.5錳0.1～1.00.5鋅0.02～0.20.05銅0.01～0.10.02鉬0.01～0.10.01無土栽培營養(yǎng)液原理與配制第三節(jié)營養(yǎng)液的配制技術(shù)一.營養(yǎng)液配制的原則營養(yǎng)液配制的原則：避免沉淀的產(chǎn)生。即確保在配制和使用營養(yǎng)液時不會產(chǎn)生難溶性化合物的沉淀。

注意：任何營養(yǎng)液配方都有產(chǎn)生沉淀的可能性！無土栽培營養(yǎng)液原理與配制二.營養(yǎng)液的配制技術(shù)(一)原料及水的純度計算1.原料配制營養(yǎng)液的原料大多使