高中化学 专题五 为现代农业技术添翼 第三单元 无土栽培技术学案 苏教版选修2（通用）

第三单元无土栽培技术1了解无土栽培的原理、特点，学习无土栽培营养液的配制。2了解无土栽培的基本方式。中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究开发了“有机生态型无土栽培技术”。该技术采用有机固态肥取代化学营养液，在作物整个生长过程中只灌溉清水，采用价廉易得并可就地取材的农作物秸秆(如玉米秸、葵花秸等)、玉米芯、废菇渣等农产废弃物作为无土栽培基质。该技术适合我国国情、符合有机农业和农业可持续发展要求，并具有显著经济、社会、生态效益。该技术适用范围十分广泛，除可应用于各种园艺设施中，尤其是出现连作障碍的保护地外，还可应用于工矿油田的废弃地，荒滩、荒沟开发以及在海岛和不毛之地等地区进行设施园艺作物高产高效优质生产，因此该技术具有十分广阔的应用前景，在西部开发中也有重大意义。一、无土栽培的原理无土栽培是依据植物生长所必需的无机盐的种类和数量，按照一定的比例配制营养液来培养植物的技术。它是一种理想、科学、高度集约型的农业技术。二、营养液的配制1营养液营养液是用含有植物必需营养元素的各种化合物溶解于水中配制而成的。2营养液的水源及水质要求在大规模生产中，可使用雨水、井水、自来水作为水源。河水也可作为水源，但使用前必须对水质进行检测，并进行必要的处理，使它达到饮用水标准后才可使用。3营养液的配制营养液的配制是无土栽培技术的核心。一般采用农业用品级试剂配制营养液。要按照营养液配方进行配制。营养液配方规定了一定体积的营养液中各种必需营养元素的含量。营养液配方随栽培作物的品种和生长阶段而定，以满足植物在不同生长期的需要。在生产中还必须根据实际情况改进配方。三、无土栽培的方式无土栽培可采用液体栽培、固体栽培、喷雾栽培三种方式。应用液体栽培方式，要让流动的薄层营养液流经栽培槽中的根系，它可以同时均衡地供给植物所需要的营养元素、水分和氧气。固体栽培是将植物栽培在固体基质(如沙、珍珠岩、塑料、玄武岩等)中，采用循环供应或滴灌供应营养液。喷雾栽培是将植物的根系悬挂于栽培槽的空气中，以喷雾的方法供给根系营养和水分，这样可以大大节省营养和水分，同时根系供氧情况又好，有利于根系的发育，但技术要求很高。思考：无土栽培技术的优点？提示：无土栽培的优点有：产量高，质量好；不受地方的限制；可以减少病虫害；节省肥料和水；清洁卫生，无不良气味；节约土地面积。一、营养液母液的配制一般将浓缩储备液称为母液。1母液的配制为了防止在配制母液时产生沉淀，不能将配方中的所有化合物放置在一起溶解，因为有的离子会相互反应而形成沉淀。所以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。因此，配方中的各种化合物一般分为三类，配制成的浓缩液分别称为A母液、B母液、C母液。A母液以钙盐为中心，凡不与钙作用而产生沉淀的化合物均可放置在一起溶解，一般包括Ca(NO3)2、KNO3，可配制成100200倍液；B母液以磷酸盐为中心，凡不与磷酸根产生沉淀的化合物都可溶在一起，一般包括NH4H2PO4、MgSO4，可配制成100200倍液；C母液是由铁和微量元素合在一起配制而成的，由于微量元素的用量少，因此其浓缩倍数可以较高，可配制成1 0003 000倍液。2注意事项配制浓溶液时，为了防止母液产生沉淀，在长时间贮存时，一般可加硝酸或硫酸将其酸化至pH为34，同时应将配制好的浓缩母液置于阴凉避光处保存，C母液最好用深色容器贮存。如果是直接配制营养液，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他化合物，可在搅拌大约30 min或更长时间之后再加入。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。二、无土栽培的优点1产量高，质量好。根据试验，无土栽培的产量可以比土壤种植的产量提高几倍、十几倍甚至几十倍。2不受地方的限制。可用于一般农业或园艺不能进行生产的地方。规模可大可小，大可以建立农场，小可以在窗台、阳台、走廊等处就能种植蔬菜和花卉，既可随时提供新鲜蔬菜，又能美化环境。3可以减少病虫害。植物的病虫害多数是从土壤传播的，无土栽培离开了土壤，由土壤引起的病虫害大都可以避免。4节省肥料和水。在土壤上种植作物，养分的损失一般达40%50%，水分有很大部分渗漏流失。而无土栽培可以不损失或很少损失，一般不超过10%。5清洁卫生，无不良气味。农田施用的肥料有很多粪肥和堆肥等，病菌多，有臭味。无土栽培所用的肥料是工业化学品或农用化肥，既无病菌，一般也没有不良气味。6节约土地面积。例如，南非用发芽饲料饲养绵羊，利用520 m2种植青饲料，养羊250只。如果用传统方法，需要2.5公顷的土地。因此可以少开垦或不开垦荒地，避免生态平衡的破坏和环境的污染。拓展思考：选择试剂配制营养液应注意什么？揭示：营养液配方中标出的用量是以纯品表示的。在配制营养液时，要按各种化合物原料标明的纯度来折算出原料的用量。原料主要成分以外的营养元素都要作杂质处理。知识点无土营养液的配制【例题】为配制某培养液，需要用含NaH2PO4和Na2HPO4(物质的量比为31)的混合液，每升混合液中含磷元素3.1 g。现用4.0 molL1 H3PO4溶液和固体NaOH配制2.0 L混合液，问需取该H3PO4溶液多少毫升？NaOH多少克？解析：从2 L溶液里含磷的物质的量确定所需4 molL1 H3PO4溶液的体积；从NaH2PO4和Na2HPO4所含Na的物质的量确定所需NaOH的质量，通过计算便可获得答案。答案：每升混合液中含磷的物质的量为：n(P)n(NaH2PO4)n(Na2HPO4)n(H3PO4)0.1 mol所需4 molL1 H3PO4溶液的体积为：V(H3PO4)0.05 L50 mL2 L混合液中含磷的物质的量为：n(P)n(NaH2PO4)n(Na2HPO4)0.1 mol20.2 mol其中：n(NaH2PO4)0.2 mol0.15 moln(Na2HPO4)0.2 mol0.05 moln(Na)n(NaOH)0.15 mol0.05 mol20.25 molm(NaOH)0.25 mol40 gmol110 g含MgCl2、KCl、Na2SO4三种物质的混合溶液。已知其中含Cl 0.5 mol，K和Na共0.5 mol，Mg2 0.5 mol，则SO的物质的量为_。有体积相同的某植物营养液两份，其配方如下：(1)0.3 mol KCl、0.2 mol K2SO4和0.1 mol ZnSO4；(2)0.1 mol KCl、0.3 mol K2SO4和一定物质的量的ZnCl2。