各种营养元素化合物

1、各种营养元素化合物（一）含氮化合物简而言之，营养液是用各种化合物按一定的数量和比例溶解在水中配制而成的。在无土栽培中用于配制营养液的化合物种类很多，一般按化合物的纯度等级可分为四类：第一，化学试剂，又细分为三级，即：保证试剂GR(Guaranteed Reagent)，又称一级试剂、分析纯试剂AR(Analytic Reagent)，又称二级试剂、化学纯试剂CP(Chemical Pure)，又称三级试剂；第二，医药用；第三，工业用；第四，农业用。化学试剂类的纯度高，其中GR级最高，价格也昂贵；农业用的化合物纯度最低，价格也最便宜。在无土栽培中，要研究营养液新配方及探索营养元素缺乏症等试验时，

2、需用到化学试剂。要求特别精细的试验，用分析纯试剂，一般用到化学纯级已可。在生产中，除了微量元素用化学纯试剂或医药用品外，大量元素的供给多采用农业用品，以利降低成本。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百分纯度来折算出原料的用量。商品标识不明、技术参数不清的原料严禁使用。如采购到的大批原料缺少技术参数，应取样送化验部门化验，确认无害时才允许使用。原料中本物以外的营养元素都作杂质处理。例如，磷酸二氢钾中含有少量铁和锰，虽然铁和锰是营养元素，但它是本物磷酸二氢钾的杂质，使用时要注意这类杂质的量是否达到干扰营养液平衡的程度。有时原料的本物虽然符合纯度要求，但因

3、混杂的少数有害元素超过了标准，也不能使用。例如，某硝酸钾产品纯度达到98%是符合纯度要求的，但其混杂有0.008%的铅(Pb)，这就要考虑铅是否会超过标准的问题。假设1L营养液用lgKNO3，则会同时带入0.08mg铅，按上述水质规定含铅不准超过0.05mg/L，所以这种硝酸钾的产品就不能用了。所以大量元素化合物中的有害物质的量，都要经过计算，以确定其可用性。下面介绍无土栽培中常用化合物原料的理化性质及其要求。（一）含氮化合物1硝酸钙Ca(NO3)24H2O分子量为236.15，含有氮和钙两种营养元素，其中氮(N)含量为11.9%，钙(Ca)含量为17.0%。硝酸钙外观为白色结晶，极易溶解于水

4、中，2O时l00g水可溶解129.3克，吸湿性极强，暴露于空气中极易吸水潮解，高温高湿条件下更易发生，因此，储存时应注意密闭并放置于阴凉处。硝酸钙是一种生理碱性盐，作物根系吸收硝酸根离子的速率大于吸收钙离子，因此表现出生理碱性。由于钙离子也被作物吸收，其生理碱性表现得不太强烈，随着钙离子被作物吸收之后，其生理碱性会逐渐减弱。硝酸钙是目前无土栽培中用得最广泛的氮源和钙源肥料。特别是钙源，绝大多数营养液配方都是由硝酸钙来提供。2硝酸铵NH4NO3分子量为80.05，硝酸铵中氮含量为34%-35%，其中铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3-N)含量各占一半。硝酸铵外观为白色结晶，农用及部分工业用硝

5、酸铵为了防潮常加入疏水性物质制成颗粒状。其溶解度很大，2O时1OOg水中可溶解214.0克。硝酸铵的吸湿性很强，易板结，纯品硝酸铵暴露于空气中极易吸湿潮解，因此，在贮存时应密闭并置于阴凉处。另外，硝酸铵有助燃性和爆炸性，在贮运时不可与易燃易爆物品共同存放。受潮结块的硝酸铵，不能用铁锤等金属物品猛烈敲击，应用木锤或橡胶锤等非金属性材料来轻敲打碎。因硝酸铵中含有50%的铵态氮和50%的硝态氮，由于多数作物在加入硝酸铵初始的一段时间内对铵离子的吸收速率大于硝酸根离子，因此，易产生较强的生理酸性，但当硝态氮和铵态氮都被作物吸收之后，其生理酸性逐渐消失。同时，在用量较高时，对于铵态氮较敏感的作物会影响到

6、其他养分的吸收和植株的生长，因此，在使用硝酸铵作为营养液的氮源时要特别注意其用量。3硝酸钾KNO3分子量为101.10，硝酸钾的氮(N)含量为13.9%，钾(K)的含量为38.7%，它能够提供氮源和钾源，外观上为白色结晶，吸湿性较小，但长期贮存于较潮湿的环境下也会结块。在水中的溶解性较好，20时100g水中可溶解31.6克。硝酸钾具有助燃性和爆炸性，贮运时要注意不要猛烈撞击，不要与易燃易爆物混存一处。硝酸钾是一种生理碱性肥料。4硫酸铵(NH4)2SO4分子量为132.15，硫酸铵中含氮(N)量为20%-21%，外观为白色结晶，易溶于水，在20时100g水中可溶解75.4克硫酸铵。硫酸铵物理性状

7、良好，不易吸湿。但当硫酸铵中含有较多的游离酸或空气湿度较大时，长期存放也会吸湿结块。溶液中的硫酸铵被植物吸收时，由于多数作物根系对NH4+的吸收速率比SO42-来得快，使得溶液中累积较多的硫酸，呈酸性。所以，硫酸铵是一种生理酸性肥料，在作为营养液氮源时要注意其生理酸性的变化。因效果不如硝态氮，无土栽培中用得较少。5尿素(NH2)2CO分子量为60.03，尿素是在高温、高压并且有催化剂存在时，由氨气(NH3)和二氧化碳(CO2)反应而制得的。尿素含氮量很高，达46%，是固体氮肥中含氮量最高的。纯品尿素为白色针状结晶，吸湿性很强。为了降低其吸湿性，作为肥料用的尿素常制成颗粒状，外包被一层石蜡等疏水

8、物质。所以，肥料尿素的吸湿性一般不大。尿素易溶于水，在20时100g水中可溶解105.0g。加入营养液中的尿素由于在植物根系分泌的脲酶作用下，会逐渐转化为碳酸铵(NH4)2CO3，由于作物对NH4+比对CO32-的选择吸收速率较快，致使溶液的酸碱度降低，因此，尿素为生理酸性肥。无土栽培的水培中除了少数的配方是使用尿素作为氮源的以外，很少使用。在基质栽培中可以混入基质中使用。（二）含磷化合物1过磷酸钙Ca(H2PO4)2H2O+CaSO22H20分子量为252.08+172.17，过磷酸钙又称普通过磷酸钙或普钙，是一种使用较广的磷肥。是由粉碎的磷矿粉中加入硫酸溶解而制成，其中含磷的有效成分为水溶

9、性磷酸一钙Ca(H2PO4)2H2O，同时还含有在制造过程中产生的硫酸钙(石膏，CaSO22H20)，它们分别占肥料重量的30%-50%和40%左右，其余的为其他杂质。过磷酸钙的外观为灰白色或灰黑色颗粒或粉末，一级品的过磷酸钙的有效磷(P2O5)含量为18%，游离酸含量<4%，水分含量<10%，同时还含有钙19%-22%,硫10%-12%。过磷酸钙是一种水溶性磷肥，溶解度较小，20时100ml水中可溶解1.8g，25时100ml水中可溶解15.4g；硫酸钙溶解度更小，20时100ml水中可溶解0.26g。过磷酸钙由于在制造过程中原来磷矿石中的Fe、Al等化合物也被硫酸溶解而同时存在

10、于肥料中，当过磷酸钙吸湿后，磷酸一钙会与Fe、Al形成难溶性的磷酸铁和磷酸铝等化合物，这时磷酸的有效性就降低了，这个过程称为磷酸的退化作用。因此，在贮藏时要放在干燥处以防吸湿而降低过磷酸钙的肥效。在无土栽培中，过磷酸钙主要用于基质培和育苗时预先混入基质中以提供磷源和钙源。由于它含有较多的游离硫酸和其他杂质，并且有硫酸钙的沉淀，所以一般不作为配制营养液的肥源。2磷酸二氢钾KH2PO4外观为白色结晶或粉末，分子量为136.09，含磷（P2O5）22.8%，含钾（K2O）28.6%，易溶于水，20时100ml水中可溶解22.6g。磷酸二氢钾性质稳定，吸水性很小，不易潮解，但贮藏在湿度大的地方也会吸湿

11、结块。由于磷酸二氢钾溶解于水中时，磷酸根解离有不同的价态，因此对溶液pH的变化有一定的缓冲作用，它可同时提供钾和磷二种营养元素，被称为磷钾复合肥，是无土栽培中重要的磷源。3磷酸二氢铵NH4H2PO4也称磷酸一铵或磷一铵，分子量为115.05。它是将氨气通入磷酸中而制得的。纯品的磷酸二氢铵外观为白色结晶，作为肥料用的磷酸二氢铵外观多为灰色结晶。纯品含磷(P2O5)61.7%，含氮(N)11%-13%。易溶于水，溶解度大，20时100ml水中可溶解36.8g。它可同时提供氮和磷两种营养元素。对溶液pH变化有一定的缓冲能力。4磷酸一氢铵(NH4)2HPO4 也称磷酸二铵或磷二铵，分子量为132.07

12、，20时100ml水中可溶解68.6g。它是将氨气通入磷酸溶液中制得的，纯品的磷酸一氢铵外观为白色结晶，含磷(P2O5)53.7%，含氮(N)21%。作为肥料用的磷酸一氢铵常含有一定量的磷酸二氢铵，为白色结晶体，呈粉状，有一定的吸湿性，易结块，易溶于水，水溶液呈中性，一般含磷量(P2O5)为20%，氮(N)18%。它对营养液或基质pH的变化有一定的缓冲能力。5重过磷酸钙Ca(H2PO4)2重过磷酸钙是一种高浓度的过磷酸钙，有效成分为磷酸二氢钙即磷酸一钙Ca(H2PO4)2.H2O，分子量为252.08，外观为灰白色或灰黑色颗粒状或粉末，含磷量(P2O5)为40%-52%，含有4%-8%的游离磷

13、酸，易溶于水，故水溶液呈酸性，其吸湿性和腐蚀性都比过磷酸钙强，很易结块，但不存在像过磷酸钙那样的磷酸退化作用。无土栽培中主要用于预混入固体基质中使用，很少作为配制营养液的磷源使用。（三）含钾化合物l硫酸钾K2SO4分子量为174.26，纯品的外观为白色粉末或结晶，作为农用肥料的硫酸钾多为白色或浅黄色粉末。纯品硫酸钾含钾(K2O)54.1%。肥料硫酸钾含钾(K2O)50%-52%，含硫(S)18%，较易溶解于水，但溶解度较低，20时100ml水中可溶解11.1g，吸湿性小，不结块，物理性状良好，水溶液呈中性，属生理酸性肥料。硫酸钾是无土栽培中良好的钾素肥源。2氯化钾KCl分子量为74.55，纯品

14、的外观为白色结晶，作为肥料用的氯化钾常为紫红色或淡黄色或白色粉末，这与生产时不同来源的矿物颜色有关。氯化钾含钾(K2O)50%-60%，含氯(Cl)47%，易溶于水，20时100ml水中可溶解34.0g，吸湿性小，通常不吸潮结块，水溶液呈中性，属生理酸性肥料。在无土栽培中也可作为钾源来使用，但由于氯化钾含有较多的氯离子(Cl-)，对忌氯作物不宜使用；此外氯化钾含有氯化钠杂质，含杂质多时应慎重使用。3磷酸二氢钾见上述“含磷化合物”部分。4磷酸一氢钾见上述“含磷化合物”部分。（四）含镁、钙化合物1硫酸镁MgSO4?7H2O 通称泻盐，分子量为246.48，外观为白色结晶，呈粉状或颗粒状，含镁(Mg

15、)9.86%，含硫(S)13.01%，易溶于水，20时100ml水中可溶解35.5g硫酸镁。稍有吸湿性，吸湿后会结块。水溶液为中性，属生理酸性肥料,它是无土栽培中最常用的良好镁源。2硝酸钙Ca(NO3)2?4H2O见上述“含氮化合物”部分。3氯化钙CaCl2分子量为110.98，外观为白色粉末或结晶，含钙(Ca)36%，含氯(Cl)64%，吸湿性强，易溶于水，20时100ml水中能溶解74.5g,溶液呈中性，属生理酸性肥料，在配制营养液中很少使用，可替代硝酸钙作为钙源，应慎重使用，要考虑到氯离子对作物生长的影响，主要用于作物钙营养不足时叶面喷施使用。4硫酸钙CaSO4?2H2O通称石膏，分子量

16、为172.17，外观为白色粉末状，含钙(Ca)23.28%，含硫(S)18,62%。它由石膏矿粉碎或加热制成。溶解度很低，20时100ml水中只能溶解0.26g。水溶液呈中性，属生理酸性肥料，在营养液配制中很少使用，在极个别的配方中可能使用硫酸钙作为钙盐，一般在基质培中可混入基质作为钙源的补充。（五）含铁化合物1硫酸亚铁FeSO4?7H2O分子量为278.02，硫酸亚铁又称黑矾、绿矾，外观为浅绿色或蓝绿色结晶，含铁(Fe)20.1%，含硫(S)11.5%，易溶于水，20时100ml水中能溶解26.5g，有一定的吸湿性。硫酸亚铁的性质不稳定，常因失去结晶水而被空气中的氧氧化为棕红色的硫酸铁，特别

17、是在高温和光照强烈的条件下极易被氧化，因此须将硫酸亚铁放置于不透光的密闭容器中，并置于阴凉处存放。硫酸亚铁是工业的副产品，来源广泛，价格便宜，是无土栽培中良好的铁源。但由于硫酸亚铁在营养液中易被氧化和与其他化合物(特别是磷酸盐)形成难溶性磷酸铁沉淀，因此，现在的大多数营养液配方中都不直接使用硫酸亚铁作为铁源，而是采用螯合铁或硫酸亚铁与螯合剂(如EDTA或DTPA等)先行螯合之后才使用，以保证其在营养液中维持较长时间的有效性。同时，还要注意营养液的pH值应保持在7.0以下，否则也会因高pH而产生沉淀。如果发现硫酸亚铁被严重氧化、外观颜色变为棕红色时则不宜使用。但在基质栽培中可混入基质中作为铁源使

18、用。2三氯化铁FeCl3?6H2O分子量为270.30，外观为棕黄色结晶体，含铁(Fe)20.66%，含氯(C1)65.5%，吸湿性强，易结块，易溶于水，20时100ml水中能溶解91.9g。作物对三价铁（Fe3+）的利用率较低，而且营养液的pH值较高时，三氯化铁易产生沉淀而降低其有效性，故现较少单独使用三氯化铁作为营养液的铁源。3螯合铁螯合铁是铁离子与螯合剂螯合而成的螯合物。螯合铁作为营养液的铁源不易被其他阳离子所代替，不易产生沉淀，即使营养液的pH值较高，仍可保持较高的有效性，而且易被作物吸收，从而解决了营养液中铁源的沉淀或氧化失效的问题；螯合铁也可用于叶面喷施及混入固体基质中使用。铁螯合

19、物一般为浅棕色粉末状物质，易溶于水，常用的有：乙二胺四乙酸-钠铁（nafeedta）和乙二胺四乙酸二钠铁（na2feedta）等。这些螯合铁性状稳定，易溶于水，使用方便。（六）微量元素化合物1硼酸H3BO3外观为白色结晶，分子量为61.83，含硼(B)l7.5%.，易溶于水，但冷水中的溶解度较低，20时100ml水中溶解5.0g硼酸，热水中较易溶解，水溶液呈微酸性，是无土栽培营养液中良好的硼源。硼素在营养液中的有效性与营养液的pH值有关，一般在酸性或弱酸性条件下，硼的有效性较高，在碱性条件下，降低其有效性，有效成分被固定而发生缺硼症。2硼砂Na2B4O710H2O外观为白色或无色粒状结晶，分子

20、量为381.37，含硼11.34%。在干燥的条件下硼砂失去结晶水而呈白色粉末状，易溶于水，20时100ml水中溶解2.7g，是营养液中硼素的良好来源。3硫酸锰MnSO44H2O或MnSO4H2O外观上为粉红色结晶体，四水硫酸锰分子量为223.06，含锰24.63%，一水硫酸锰分子量为169.01，含锰32.51%。它们都易溶解于水中，20时100ml水中溶解62.9g，硫酸锰为无土栽培中的主要锰源。4硫酸锌ZnSO47H2O俗称皓矾，为无色斜方晶体，分子量为287.55，易溶于水，20时每100ml水中可溶解54.4g。在干燥的环境下会失去结晶水而变成白色粉末。含锌（Zn）22.74%、硫（S

21、）11.15%，它是无土栽培重要的锌素来源。5氯化锌ZnCl2 外观为白色结晶体，分子量为174.51，纯品含锌（Zn）37.45%，易溶于水，20时100ml水中可溶解367.3g。由于溶解在水中会水解而生成白色氢氧化锌沉淀，故在无土栽培中较少用作锌源。6硫酸铜CuSO45H2O外观为蓝色或浅蓝色结晶体，呈块状或粒体，在干燥条件下会因风化而呈白色粉末状，分子量为249.69，含铜（Cu）25.45%，含硫（S）12.84%，易溶于水，20时100ml水中可溶解20.7g。它是无土栽培良好的铜素来源。7氯化铜CuCl22H2O外观为蓝绿色结晶，分子量为170.48，含铜（Cu）37.28%，易

22、溶于水，20时100g水中可溶解72.7g。8. 钼酸铵（NH4）6MO24.4H2O为白色结晶体或蛋黄结晶体，含钼54.34%。易溶于水，为无土栽培中配制营养液的钼源，由于作物对钼的需要量极微，在基质或水中可以满足，有时不再另外加入。三、辅助物质络合剂凡是两个或两个以上含有孤对电子的分子或离子(即配位体)与具有空的价电子层轨道的中心离子相结合的单元结构的物质，同时具有一个成盐基团和一个成络基团与金属阳离子作用，除了有成盐作用之外还有成络作用的环状化合物称为螯合剂，又叫络合剂。多价阳离子都能与螯合剂形成螯合物，但不同的阳离子螯合能力不一样，其稳定性也不同。不同金属阳离子形成的螯合物的稳定性以下列顺序递减: Fe3+>Cu2+ >Zn2+ >Fe2+ >Mn2+ >Ca2+ >Mg2+。常见的络合剂主要有以下几种:l. 乙二胺四乙酸（EDTA），分子式为 (CH2N)2(CH2COOH)4，分子量为2