第二章 无土栽培营养液基础篇

1、第四章第四章 无土栽培的营养液无土栽培的营养液(一)问题问题: 营养液配方保密吗？营养液配方保密吗？ 每种植物都必须有一个专用的营养液配方吗？每种植物都必须有一个专用的营养液配方吗？ 1. 配制营养液难不难？配制营养液难不难？4. 怎样配制营养液？怎样配制营养液？ 5. 在植物生长过程中，营养液会发生变化吗？怎样在植物生长过程中，营养液会发生变化吗？怎样控制营养液的变化？控制营养液的变化？ 6. 在植物生长过程中怎样有效地对营养液进行管理？在植物生长过程中怎样有效地对营养液进行管理？内容：内容： 1. 营养液配制的水质要求营养液配制的水质要求 2. 营养液配制的原料及其性质营养液配制的原料及其

2、性质 3. 营养液浓度的表示方法和计算营养液浓度的表示方法和计算 4. 营养液的配方组成营养液的配方组成 5. 营养液的配制技术营养液的配制技术 6. 营养液的管理营养液的管理 7. 营养液配方选集营养液配方选集要求：要求： 了解了解 了解了解 掌握掌握 了解了解 掌握掌握 掌握掌握 了解了解 第一节第一节 原料及其性质原料及其性质一一.水的性质要求水的性质要求 1. 水水 自来水自来水 的的 井水井水 来来 雨水雨水 源源 洁净的水库水洁净的水库水 2. 水水 硬度硬度:45mg/LO2 求求 NaCl含量含量:2mmol/L 余氯余氯:Cl0.3mg/L 重金属及其它有害元素重金属及其它有

3、害元素水分水分软水软水和和硬水硬水(指含有较多钙、镁盐的水指含有较多钙、镁盐的水)； 钙盐钙盐主要是重碳酸钙主要是重碳酸钙Ca(HCO3)2、硫酸钙、硫酸钙(CaSO4)、氯、氯化钙化钙(CaCl2)和碳酸钙和碳酸钙(CaCO3)； 镁盐镁盐主要为氯化镁主要为氯化镁(MgCl2)、硫酸镁、硫酸镁(MgSO4)、重碳酸镁、重碳酸镁Mg(HCO3)2和碳酸镁和碳酸镁(MgCO3) 水的硬度表示法：水的硬度表示法：10 CaO 10mg /L表表3-2 重金属及有害健康的元素容许限重金属及有害健康的元素容许限 元素元素 容许限容许限元素元素 容许限容许限 汞汞(Hg) 0.005mg/L 镉镉(Cd

4、) 0.01mg/L 硒硒(Se) 0.01mg/L 砷砷(As) 0.01mg/L 铬铬(Cr) 0.05mg/L 铅铅(Pb) 0.05mg/L 铜铜(Cu) 0.10mg/L 锌锌(Zn) 0.20mg/L 铁铁(Fe) 0.50mg/L 氟氟(F) 1.00mg/L二二.营养元素化合物及辅助原料的性质及要求营养元素化合物及辅助原料的性质及要求 分分 级级 用用 途途 说说 明明 备注备注 化学试剂化学试剂 严格试验严格试验 杂质极少杂质极少 (分分GR,AR 时使用时使用和和CP) 医药用试剂医药用试剂 必要时用必要时用 杂质较少杂质较少 工业用化合物工业用化合物 生产常用生产常用农用

5、化合物农用化合物 生产首选生产首选常含杂质常含杂质,使用时应折使用时应折算为纯品算为纯品每次购买每次购买均需分析均需分析有效含量有效含量表表33 化合物的分级及选用化合物的分级及选用(二二) 配方实例配方实例营养液配方：营养液配方：在一定体积溶液中规定含有某在一定体积溶液中规定含有某些化合物种类和数量称为些化合物种类和数量称为营养液配方营养液配方配方实例：配方实例：华南农业大学番茄配方华南农业大学番茄配方在一升的营养液中含有：在一升的营养液中含有：硝酸钙硝酸钙590mg，硝酸钾硝酸钾404mg，磷酸二氢钾磷酸二氢钾136mg，硫酸镁，硫酸镁246mg，硫酸亚铁硫酸亚铁13.9mg，乙二胺四乙酸

6、二钠乙二胺四乙酸二钠18.6mg，硼酸硼酸2.86mg，硫酸锰硫酸锰2.13mg，硫酸锌硫酸锌0.22mg，硫酸铜硫酸铜0.08mg，钼酸铵钼酸铵0.02mg配方剂量配方剂量： 1个剂量：个剂量：按照配方规定用量而配制出来的营按照配方规定用量而配制出来的营养液浓度称为养液浓度称为1个剂量个剂量1/2剂量：剂量：将配方中规定的各种化合物用量减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少一半所配制出来的营养液浓度称为1/2剂量剂量或或0.5剂量剂量或或半个剂量半个剂量1/4剂量剂量 如此类推如此类推二二.营养液浓度的表示方法营养液浓度的表示方法(一一)直接表示法：直接表示法：在

7、一定重量或一定体积的营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表示营养液浓度的方法统称之1. 化合物重量化合物重量/升升(g/L，mg/L) 例如：华农番茄方营养液中含有：例如：华农番茄方营养液中含有： 硝酸钙硝酸钙590mg/L， 硝酸钾硝酸钾404mg/L， 磷酸二氢钾磷酸二氢钾136mg/L， 硫酸镁硫酸镁246mg/L， 硫酸亚铁硫酸亚铁13.9mg/L， 乙二胺四乙酸二钠乙二胺四乙酸二钠18.6mg/L， 硼酸硼酸2.86mg/L， 硫酸锰硫酸锰2.13mg/L， 硫酸锌硫酸锌0.22mg/L， 硫

8、酸铜硫酸铜0.08mg/L， 钼酸铵钼酸铵0.02mg/L 工作浓度或操作浓度工作浓度或操作浓度2.元素重量元素重量/升升(g/L，mg/L)可以作为不同的营养液配方之间元素浓度的比可以作为不同的营养液配方之间元素浓度的比较较例如：例如：一个配方中营养元素一个配方中营养元素N、P、K的含量的含量分别为分别为150、80和和170mg/L，即表示这一配方，即表示这一配方中每升含有营养元素中每升含有营养元素氮氮150毫克毫克、磷磷80毫克毫克和和钾钾170毫克毫克。 实际使用时要实际使用时要换算成为某种营养化合物换算成为某种营养化合物重量重量才能称量。换算方法：将提供这种元素的才能称量。换算方法：

9、将提供这种元素的化合物所含该元素的百分数来除以这种元素的化合物所含该元素的百分数来除以这种元素的含量。含量。例如：例如：一个配方的氮源是以一个配方的氮源是以Ca(NO3)24H2O 1.0g/L来提供的，而另一配方的氮源是以来提供的，而另一配方的氮源是以NH4NO3 0.4g/L来提供的。单纯从化合物含来提供的。单纯从化合物含量来看，前一配方的含量比后一配方的多了量来看，前一配方的含量比后一配方的多了1.5倍，不能够比较这两种配方氮的含量的倍，不能够比较这两种配方氮的含量的高低。经过换算后可知，高低。经过换算后可知，1.0g/L Ca(NO3)2.4H2O提供的提供的N为为118.7mg/L，

10、而，而0.4mg/L NH4NO3提供的提供的N为为140mg/L，这样，这样就可以清楚地看到后一配方的就可以清楚地看到后一配方的N含量要比前含量要比前一配方的高。一配方的高。3.摩尔摩尔/升升(mol/L)和毫摩尔和毫摩尔/升升(mmol/L) 一摩尔一摩尔某种物质的数量相当于这种物质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，其质量单位为的分子量、离子量或原子量，其质量单位为克克(g)。 在配制营养液的操作过程中，不能够以在配制营养液的操作过程中，不能够以毫摩尔毫摩尔/升来称量，需要经过升来称量，需要经过换算成重量换算成重量/升升后才能称量配制。后才能称量配制。 换算方法：换算方

11、法：将每升营养液中某种物质的将每升营养液中某种物质的摩尔数摩尔数(mol/L)(mol/L)与该物质的分子量、离子量与该物质的分子量、离子量或原子量相乘，即可得知该物质的用量。或原子量相乘，即可得知该物质的用量。(二二) 间接表示法间接表示法1. 电导率电导率 (Electric Conductivity，EC)含义：含义：电导率是指单位距离的溶液其导电能力电导率是指单位距离的溶液其导电能力的大小。它通常以的大小。它通常以毫西门子毫西门子/厘米厘米(ms/cm)或微或微西门子西门子/厘米厘米(s/cm)来表示。来表示。 营养液具有导电作用。其导电能力的大小营养液具有导电作用。其导电能力的大小用

12、电导率来表示；在一定的浓度范围之内，用电导率来表示；在一定的浓度范围之内，营营养液的电导率随着浓度的提高而增加养液的电导率随着浓度的提高而增加；反之，；反之，营养液浓度较低时，其电导率也降低。因此，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通过测定营养液中的电导率可以反映其盐类含量，也即量，也即可以反映营养液的浓度可以反映营养液的浓度。 用电导率对营养液浓度进行管理：用电导率对营养液浓度进行管理：根据所选用的营养液配方为根据所选用的营养液配方为1个剂量，并个剂量，并以此为基础浓度以此为基础浓度(S)，然后以一定的浓度梯度，然后以一定的浓度梯度差差(如每相距

13、如每相距0.1或或0.2个剂量个剂量)来配制一系列浓来配制一系列浓度梯度差的营养液，并用电导率仪测定每一个度梯度差的营养液，并用电导率仪测定每一个级差浓度的电导率值。由于营养液浓度级差浓度的电导率值。由于营养液浓度(S)与与电导率值电导率值(EC)之间存在着正相关的关系，这之间存在着正相关的关系，这种正相关的关系可用线性回归方程来表示：种正相关的关系可用线性回归方程来表示： EC=a+bS (a、b为直线回归系数为直线回归系数) 例如：例如：电导率与营养液浓度之间的线性回归方程为：电导率与营养液浓度之间的线性回归方程为： EC= 0.279 + 2.12S (r(10)(10)=0.9994)

14、 上述的园试配方如果确定以上述的园试配方如果确定以1个剂量的浓度个剂量的浓度来种植作物，在生产中把需要来种植作物，在生产中把需要补充的浓度下限定补充的浓度下限定为为0.4个剂量个剂量，而且每次补充营养时都将营养液浓，而且每次补充营养时都将营养液浓度度补充到补充到1.0个剂量个剂量。如果在作物某个生长时期测。如果在作物某个生长时期测定营养液的电导率值为定营养液的电导率值为0.65ms/cm，经代入上述回，经代入上述回归方程计算：归方程计算： 0.660.279 S= =0.18 0.4 2.12 由此可知，此时的营养液浓度只有由此可知，此时的营养液浓度只有0.18个剂个剂量，低于营养补充的浓度下

15、限量，低于营养补充的浓度下限0.4个剂量，因此个剂量，因此需需补充营养补充营养。具体计算方法：具体计算方法：注意：注意： 1. 各地要根据各地要根据当地选定配方和水质当地选定配方和水质的情况，实际配制的情况，实际配制不同浓度梯度水平的营养液来测定其电导率值，以建不同浓度梯度水平的营养液来测定其电导率值，以建立能够真实反映情况、较为准确的营养液浓度和电导立能够真实反映情况、较为准确的营养液浓度和电导率值之间的线性回归关系。率值之间的线性回归关系。 2. 某种作物适宜的电导率水平，应根据当地的情况经某种作物适宜的电导率水平，应根据当地的情况经试验后才能够确定试验后才能够确定, 同作物、不同栽培季节

16、同作物、不同栽培季节甚至同一甚至同一作作物不同的生育期物不同的生育期也不尽相同也不尽相同, 没有一个统一的标准。没有一个统一的标准。经验公式：经验公式： 营养液总盐分浓度营养液总盐分浓度 (g/L)=1.0EC(ms/cm) 营养液渗透压营养液渗透压 (P, atm)=0.36EC(ms/cm)2. 渗透压渗透压(Osmosis)含义：含义：是指半透性膜是指半透性膜( (水等分子较小的物质可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自由通过而溶质等分子较大的物质不能透过的膜膜) )阻隔的两种浓度不同的溶液，当阻隔的两种浓度不同的溶液，当水从浓度水从浓度低的溶液经过半透性膜而进

17、入浓度高的溶液时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所产生的压力。浓度越高，渗透压浓度越高，渗透压 越大。因此，可以利用渗越大。因此，可以利用渗 透压来反映溶液的浓度。透压来反映溶液的浓度。反映营养液浓度是否适宜反映营养液浓度是否适宜作物生长的重要指标作物生长的重要指标第二节第二节 营养液的组成营养液的组成 一一.组成原则与确定方法组成原则与确定方法(一一) 组成原则组成原则6点点1.1.营养液必须含有植物所需的营养液必须含有植物所需的全部营养元素全部营养元素；2.2.各种化合物必须是植物根部各种化合物必须是植物根部可以吸收的形态可以吸收的形态；3.3.各种化合物的各种化合物的

18、数量及比例应符合植物生长数量及比例应符合植物生长的要求；的要求；4.4.营养液中无机盐类构成的营养液中无机盐类构成的总盐分浓度及酸碱度是总盐分浓度及酸碱度是 符合植物生长符合植物生长要求的；要求的；5.5.组成营养液的各种化合物，在栽培过程组成营养液的各种化合物，在栽培过程 中应在较中应在较长的时期内保持其有效性；长的时期内保持其有效性；6.6.营养液中化合物的总体，在被吸收过程中造成的生营养液中化合物的总体，在被吸收过程中造成的生理酸碱反应是较平稳的。理酸碱反应是较平稳的。.对营养液浓度的要求对营养液浓度的要求(一一) 总盐浓度的要求总盐浓度的要求 表表37 营养液总浓度范围营养液总浓度范围

19、 表述单位表述单位 最最 低低 适适 中中 最最 高高渗透压渗透压(atm) 0.3 0.9 1.5 正负离子合计数正负离子合计数 12 37 62(mmol/L)电导率电导率(ms/cm) 0.83 2.5 4.2总盐分含量总盐分含量(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。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：不同作物对营养液的总浓度要求有较大差异，如： 表表 3- 8 不同植物对营养液总浓度的要求不同植物对营养液总浓度的要求

20、总浓度总浓度()11.522233适适杜杜 鹃鹃 花花鸢鸢 尾尾昙昙 花花甜甜 瓜瓜番番 茄茄宜宜仙仙 人人 掌掌水水 仙仙葱葱 头头黄黄 瓜瓜芹芹 菜菜种种蕨类植物蕨类植物仙客来仙客来胡萝卜胡萝卜一品红一品红甘甘 蓝蓝植植胡胡 椒椒百百 合合草草 莓莓康乃罄康乃罄的的非洲菊非洲菊花叶芋花叶芋文文 竹竹植植郁金香郁金香唐菖蒲唐菖蒲物物芥芥 菜菜 如果营养液的总盐分浓度超过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。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。要考虑植物的耐盐程

21、度。(二二) 配方中营养元素的比例和浓度要求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营养液配方的生理平衡性 生理平衡：生理平衡：指植物能从营养液中吸收到符合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。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植物体内矿质元素的含量 影响因素：影响因素：主要是营养元素之间的拮抗作用，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。

22、致出现生理失调的症状。 例如，例如，阳离子阳离子中中Ca2+对对Mg2+吸收的拮抗吸收的拮抗作用；作用；NH4+、H+、K+会抑制植物对会抑制植物对Ca2+、Mg2+、Fe2+等的吸收，特别是等的吸收，特别是H+对对Ca2+吸收的吸收的抑制作用尤其明显，如在酸度较低时，常会由抑制作用尤其明显，如在酸度较低时，常会由于于Ca2+的吸收受阻而出现缺钙的生理失调症状；的吸收受阻而出现缺钙的生理失调症状； 而而阴离子阴离子如如H2PO4-、NO3-和和Cl-之间也存之间也存在着不同程度的拮抗作用。在着不同程度的拮抗作用。 ？究竟应当怎样确定合适的元素比例和浓度营养液中的营养元素适宜的比例或浓度营养液中

23、的营养元素适宜的比例或浓度可以通过可以通过分析正常生长的植物体内各种营养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元素的含量及其比例来确定 制定生理平衡制定生理平衡营养液配方的原则营养液配方的原则根据此原则制定配方时应注意：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，而这样确定的营养液配方不仅适用于某一种作物，而且且可以适用于某一大类作物可以适用于某一大类作物。因此要选择其中有代。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，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；从而确定出适用于该类作物

24、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养液配方中的大量营养元素的含量可以在一定范含量可以在一定范围内变动围内变动，变幅大约在变幅大约在30%30%左右植物仍可保持其左右植物仍可保持其生理平衡；生理平衡；3. 同时了解整个植物生命周期中同时了解整个植物生命周期中吸收消耗了的水分吸收消耗了的水分数量数量，也可以确定出营养液的总盐分浓度和营养，也可以确定出营养液的总盐分浓度和营养液配方。液配方。制定营养液配方的实例：制定营养液配方的实例：例例1：Arnon-Hoagland以植株分析确定番茄营养液配方的方法以

25、植株分析确定番茄营养液配方的方法 表表 3- 9 Arnon-Hoagland以植株分析确定以植株分析确定番茄番茄营养液配方的步骤和方法营养液配方的步骤和方法营营 养养 元元 素素步步骤骤内内 容容NPKCaMgS小计小计1正常生长的正常生长的番茄番茄每株一生吸收营每株一生吸收营养元素的数量养元素的数量 (g/株株)14.793.6823.067.102.841.8053.272步骤一的吸收量换算成毫摩尔数步骤一的吸收量换算成毫摩尔数(mmol)1069.3118.7591.3177.5118.356.32131.43以毫摩尔数计，每种元素占有吸以毫摩尔数计，每种元素占有吸收总量的百分数收总量的百分数(%)50.175.5727.748.335.552.64100.004确定出配方的总浓度为确定出配方的总浓度为37mmol/L时各营养元素的占有量时各营养元素的占有量(mmol)18.562.0610.273.082.050.9837.00确定各种配方中肥料的毫摩尔数确定各种配方中肥料的毫摩尔数 (mg/L)Ca(NO3)2.4H2O3mmolNO3-:6 3708KNO310mmolNO3-:10 101011NH4H2PO42mmolNH4+:2 22305MgSO4.7H2O2mmol 22493营养元素毫摩尔数营养元素毫摩尔数(mm