營養(yǎng)液的組成原則營養(yǎng)液的組成直接影響到植物對養(yǎng)分的吸收和生長,涉及到栽培成本。根據(jù)植物 種類、 水源、 肥源和氣候條件等具體情況, 有針對性地確定和調(diào)整營養(yǎng)液的組成成分, 能更加發(fā)揮營養(yǎng)液的使用功效。 水源水質(zhì)符合要求 水質(zhì)的好壞直接影響到營養(yǎng)液的組成和某些成分的有效性,因此,進行無土栽培之前首先要對當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)進行分析檢驗。無土栽培的水質(zhì)要求比國家環(huán)保局頒布的《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-85)的要求稍高,但可低于飲用水水質(zhì)的要求。 營養(yǎng)元素齊全 營養(yǎng)液必須含有植物生長所必需的全部營養(yǎng)元素:現(xiàn)已確定高等植物必需的營養(yǎng)元素有16種,其中碳主要由空氣供給,氫、氧由水與空氣供給,其余13種由根部從土壤溶液中吸收,所以營養(yǎng)液均是由含有這13種營養(yǎng)元素的各種化合物組成。其中大量元素有N,P,K,Ca,Mg;微量元素有Fe,Cu,Mn,Zn,B,C1,S,Mo。 各元素呈可吸收的狀態(tài) 含各種營養(yǎng)元素的化合物必須是根部可以吸收的狀態(tài),也就是可以溶于水的呈離子狀態(tài)的化合物。通常都是無機鹽類,也有一些是有機螯合物。 營養(yǎng)元素均衡 營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素的數(shù)量比例應(yīng)是符合植物生長發(fā)育要求 的、生理均衡的,可保證各種營養(yǎng)元素有效性的充分發(fā)揮和植物吸收的平衡。在確定 營養(yǎng)液組成時,一般在保證植物必需營養(yǎng)元素品種齊全的前提下,所用肥料種類盡可能地少,以防止化合物帶入植物不需要和引起過剩的離子或其他有害雜質(zhì)。 營養(yǎng)液中各元素濃度范圍 具有適宜的EC和PH值 營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素的無機鹽類構(gòu)成的總鹽分濃度及其酸堿反應(yīng),應(yīng)是適合植物生長要求的。pH值一般在6~6.9范圍內(nèi),開放式無土栽培系統(tǒng),營養(yǎng)液的EC值應(yīng)控制在2~3 mS/cm;封閉式無土栽培系統(tǒng),不低于2 mS/cm即可。 各化合物應(yīng)長期保持有效性 組成營養(yǎng)液的各種化合物,在栽培植物的過程中,應(yīng)在較長時間內(nèi)保持其有效狀態(tài),并且有效性不因氧化、根的吸收及離子間的相互作用而在短時間降低。 營養(yǎng)液組成的確定方法 營養(yǎng)液配方,是作物能在營養(yǎng)液中正常生產(chǎn)發(fā)育、有較高產(chǎn)量的情況下,對植株進行營養(yǎng)分析,了解各種大量元素和微量元素的吸收量,據(jù)此利用不同元素的總離子濃度及離子間的不同比率而配置的。同時又根據(jù)作物栽培的結(jié)果,在對營養(yǎng)液的組成進行修正和完善。 確定營養(yǎng)液組成的理論依據(jù)由于科學(xué)家使用方法的不同,因而提出的營養(yǎng)液組成的理論也不同。目前,世界上主要有三派配方理論,即日本園藝試驗場提出的園試標(biāo)準(zhǔn)配方、山畸配方和斯泰納配方。 理論依據(jù)
園試標(biāo)準(zhǔn)配方是日本園藝試驗場經(jīng)過多年的研究而提出的,其根據(jù)是從分析植株對不同元素的吸收量,來決定營養(yǎng)液配方的組成。
山崎配方是日本植物生理學(xué)家山崎肯哉以園試標(biāo)準(zhǔn)配方為基礎(chǔ), 以果菜類為材 料研究提出的。他根據(jù)作物吸收元素量與吸水量之比,即表觀吸收成分組成濃度(n /w 值)來決定營養(yǎng)液配方的組成。
斯泰納配方是荷蘭科學(xué)家斯泰納依據(jù)作物對離子的吸收具有選擇性而提出的。 斯泰納營養(yǎng)液是以陽離子(Ca2 、Mg2 、K )之摩爾和與相近的陰離子(NO3-、PO43-、S042-)之摩爾和相等為前提,而各陽、陰離子之間的比值,則是根據(jù)植株分析得出的結(jié)果而制訂的。根據(jù)斯泰納試驗結(jié)果,以下比值最恰當(dāng): 陽離子比值為:K :Ca2 :Mg2 =45:35:20, 陰離子比值為:NO3-:PO43-:S042-=60:5:35 總鹽度的確定 首先,根據(jù)不同作物種類、不同品種、不同生育時期在不同氣候條件下對營養(yǎng)液含鹽量的要求,來大體確定營養(yǎng)液的總鹽分濃度。一般情況,營養(yǎng)液的總鹽分濃度控 制在 0.4~0.5%以下,對大多數(shù)作物來說都可以較正常地生長;當(dāng)營養(yǎng)液的總鹽分 濃度超過 0.5%以上,很多蔬菜、花卉植物就會表現(xiàn)出不同程度的鹽害。不同作物對 營養(yǎng)液總鹽分濃度的要求差異較大,例如番茄、甘藍(lán)、康乃馨對營養(yǎng)液的總鹽分濃度 要求為 0.2~0.3%, 薺菜、 草莓、 郁金香對營養(yǎng)液的總鹽分濃度要求為 0.15~0.2%, 顯然前者比后者較耐鹽。因此,在確定營養(yǎng)液的鹽分總濃度時要考慮到植物的耐鹽程度。 各元素比例和用量的確定 主要依據(jù)生理平衡性和化學(xué)平衡性來確定營養(yǎng)液各組成成分的適宜用量比。 1生理平衡 能夠滿足植物按其生長發(fā)育要求吸收到一切所需的營養(yǎng)元素, 又不 會影響到其正常生長發(fā)育的營養(yǎng)液,是生理平衡的營養(yǎng)液。影響營養(yǎng)液平衡的因素主 要是營養(yǎng)元素間的協(xié)助作用或拮抗作用。 目前世界上流行的原則是分析正常生長的植物體中各種營養(yǎng)元素的含量來確定其比例。根據(jù)植物體分析結(jié)果設(shè)計生理平衡配方步驟為: 1)對正常生長的植物進行化學(xué)分析,確定每株植物一生中吸收各種營養(yǎng)元素的數(shù)量。 2)將單位以g/株表示的各種吸收量轉(zhuǎn)化成單位以mmo1/L表示,以便設(shè)計過程中的計算。 3)確定營養(yǎng)液適宜的總濃度,然后按比例計算出各種營養(yǎng)元素在總濃度中所占的份額。 4)選擇適宜的肥料鹽類,并按各營養(yǎng)元素應(yīng)占的毫摩爾數(shù)選配肥料的用量。含某種營養(yǎng)元素的肥料一般有多種化合物形態(tài),選擇哪一種,要經(jīng)研究和比較試驗決定微量元素的用量和比例。 5)可將單位以mmol表示的劑量轉(zhuǎn)化為用g表示的劑量,以方便配置。 2化學(xué)平衡 化學(xué)平衡是指營養(yǎng)液配方中的幾種化合物,當(dāng)其離子濃度高到一定程度時,是否會相互作用而形成難溶性的化合物沉淀,從而使?fàn)I養(yǎng)液中某些營養(yǎng)元素的有效性降低,以致影響營養(yǎng)液中這些營養(yǎng)元素之間的平衡。營養(yǎng)液是否會形成沉淀根據(jù)“溶度積法則”就可推斷出來。 營養(yǎng)液配方在規(guī)定體積的營養(yǎng)液中,規(guī)定含有各種必須營養(yǎng)元素的鹽類數(shù)量稱為營養(yǎng)液配方 配方中列出的規(guī)定用量,稱為這個配方的一個劑量 如果使用時將各種鹽類的規(guī)定用量都只使用其一半,則稱為某配方的1/2劑量。 營養(yǎng)液配方根據(jù)應(yīng)用對象不同,分為葉菜類和果菜類營養(yǎng)配方 根據(jù)配方的使用范圍分為通用性和專用性營養(yǎng)液配方 根據(jù)營養(yǎng)液鹽分濃度的高低分為總鹽度較高和總鹽度較低的營養(yǎng)液配方 營養(yǎng)液配方實例 營養(yǎng)液種類 營養(yǎng)液的種類有以下幾種提法:原液、濃縮液、稀釋液、栽培液和工作液。 原液是指按配方配成的一個劑量標(biāo)準(zhǔn)液。 濃縮液又稱濃縮貯備液、母液,是為了貯存和方便使用而把原液濃縮多少倍的營養(yǎng)液。濃縮倍數(shù)是根據(jù)營養(yǎng)液配方規(guī)定的用量、各鹽類在水中的溶解度及貯存需要配制的,以不致過飽和而析出為準(zhǔn)。其倍數(shù)以配成整數(shù)值為好,方便操作。 稀釋液是將濃縮液按各種作物生長需要加水稀釋后的營養(yǎng)液。一般稀釋液是指稀釋到原液的濃度,如濃縮100倍的濃縮液,再稀釋100倍又回到原液,如果只稀釋50倍時,濃度比原液大50%。有時是根據(jù)作物種類、生育期所需要的濃度稀釋的稀釋液,所以稀釋液不能認(rèn)為就是原液。 培養(yǎng)液或工作液 是指直接為作物提供營養(yǎng)的人工營養(yǎng)液,一般用濃縮液稀釋而成。可以說稀釋液就是栽培液,因為稀釋的目的就是為了栽培。 濃度表示方法營養(yǎng)液濃度的表示方法很多, 常用一定體積的溶液中含有多少數(shù)量的溶質(zhì)來表示 其濃度。 化合物重量/升 即每升溶液中含有某化合物的重量數(shù),重量單位可以用克(g)或毫克(mg)表示。 例如,KNO3-0.81g/L是指每升營養(yǎng)液中含有 0.81g 的硝酸鉀。這種表示法通常稱為工作濃度或操作濃度。就是說具體配制營養(yǎng)液時是按照這種單位來進行操作的。 元素重量/升 即每升溶液含有某營養(yǎng)元素的重量數(shù),重量單位通常用毫克(mg)表示。例如, N-210mg/l 是指每升營養(yǎng)液中含有氮元素 210mg。用元素重量表示濃度是科研比較上的需要。但這種用元素重量表示濃度的方法不能用來直接進行操作,實際上不可能稱取多少毫克的氮元素放進溶液中,只能換算為一種實際的化合物重量才能操作。換算方法為:用要轉(zhuǎn)換成的化合物含該元素的百分?jǐn)?shù)去除該元素的重量。例如,NH4NO3含N為 35%,要將氮素 175mg 轉(zhuǎn)換成 NH4NO3,則 175/0.35=500mg,即 175mgN相當(dāng)于500mg的NH4NO3。 摩爾/升 即每升溶液含有某物質(zhì)的摩爾(mol)數(shù)。某物質(zhì)可以是元素、分子或離子。由 于營養(yǎng)液的濃度都是很稀的,因此常用毫摩爾/升(mmol/1)表示濃度。 滲透壓 滲透壓表示在溶液中溶解的物質(zhì)因分子運動而產(chǎn)生的壓力。單位是帕斯卡(Pa)。可以看出溶解的物質(zhì)愈多,分子運動產(chǎn)生的壓力愈大。營養(yǎng)液適宜的滲透壓因植物而異,根據(jù)斯泰鈉的試驗,當(dāng)營養(yǎng)液的滲透壓為 507~1621 百帕?xí)r,對生菜的水培生 產(chǎn)無影響,在 202~1115 百帕?xí)r,對番茄的水培生產(chǎn)無影響。滲透壓與電導(dǎo)率一樣,只用以間接表示營養(yǎng)液的總濃度。 無土栽培的營養(yǎng)液的滲透壓可用理論公式計算: P=C×0.0224×(273+t)/273 式中:P 為溶液的滲透壓,以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)為單位; C 為溶液的濃度(以溶液中所有的正負(fù)離子的總濃度表示,即正負(fù)離子 mmol/L 為單位) ; t 為使用時溶液的溫度(℃) ; 0.0224 為范特行甫常數(shù); 273 為絕對溫度。 電導(dǎo)率(EC) 電導(dǎo)率,又稱電導(dǎo)度,代表營養(yǎng)液的總濃度。常用單位為毫西門子/厘米,符號 為 ms/cm,一般簡化為 ms(毫西) 。在一定濃度范圍內(nèi),溶液的含鹽量與電導(dǎo)率成正 比,含鹽量越高,電導(dǎo)率越大,滲透壓也越大。所以電導(dǎo)率能間接反映營養(yǎng)液的總含 鹽量,從而可用電導(dǎo)率值表示營養(yǎng)液的總鹽濃度,但電導(dǎo)率不能反映營養(yǎng)液中某一無 機鹽類的單獨濃度。 電導(dǎo)率值用電導(dǎo)率儀測定。其和營養(yǎng)液濃度(g/L)關(guān)系,可通過以下方法來求 得。在無土栽培生產(chǎn)中為了方便營養(yǎng)液的管理,應(yīng)根據(jù)所選用的營養(yǎng)液配方(這里選用日本園試配方為例) ,以該配方的 1 個劑量(配方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)用鹽量)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)率使 。 由于營養(yǎng)液濃度(S)與電導(dǎo)率之間存在著正相關(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)) 表中的數(shù)據(jù)可以計算出電導(dǎo)率與營養(yǎng)液濃度之間的線性回歸方程為:EC= 0.279+ 2.12S……(1) (相關(guān)系數(shù) r= 0.9994) 通過實際測定得到某個營養(yǎng)液配方的電導(dǎo)率與濃度之間的線性回歸方程之后, 就可在作物生長過程中,測定出營養(yǎng)液的電導(dǎo)率,并利用此回歸方程來計算出營養(yǎng)液的濃度,依此判斷營養(yǎng)液濃度的高低來決定是否需要補充養(yǎng)分。例如,栽培上確定用日本園試配方的 1 個劑量濃度的營養(yǎng)液種植番茄, 管理上規(guī)定營養(yǎng)液的濃度降至 0.3 個 劑量時即要補充養(yǎng)分恢復(fù)其濃度至 1 個劑量。當(dāng)營養(yǎng)液被作物吸收以后,其濃度已成 為未知數(shù),今測得其電導(dǎo)率(EC)為 0.72 mS/cm,代入方程(1)得: S= 0.21, 小于 0.3,表明營養(yǎng)液濃度已低于規(guī)定的限度,需要補充養(yǎng)分。 營養(yǎng)液濃度與電導(dǎo)率之間的回歸方程, 必須根據(jù)具體營養(yǎng)液配方和地區(qū)測定予以 配置專用的線性回歸關(guān)系。因為不同的配方所用的鹽類形態(tài)不盡相同,各地區(qū)的自來 水含有的雜質(zhì)有異,這些都會使溶液的電導(dǎo)率隨之變化。因此,各地要根據(jù)選定配方 和當(dāng)?shù)厮|(zhì)的情況,實際配制不同濃度梯度水平的營養(yǎng)液來測定其電導(dǎo)率值,以建立 能夠真實反映情況,較為準(zhǔn)確的營養(yǎng)液濃度和電導(dǎo)率之間的線性回歸方程。 電導(dǎo)率與滲透壓之間的關(guān)系,可用經(jīng)驗公式: P(Pa)=0.36×105×EC(mS /Cm)來表達(dá)。換算系數(shù) 0.36×105不是一個嚴(yán)格的理論值,它是由多次測定不同鹽 類溶液的滲透壓與電導(dǎo)率得到許多比值的平均數(shù)。因此,它是近似值。但對一般估計溶液的滲透壓或電導(dǎo)率還是可用的。 電導(dǎo)率與總含鹽量的關(guān)系,可用經(jīng)驗公式:營養(yǎng)液的總鹽分(g/L)=1.0×EC(ms /cm)來表達(dá)。換算系數(shù) 1.0 的來源和滲透壓與電導(dǎo)率之間的換算系數(shù)來源相同。 提供根據(jù)各大知名營養(yǎng)液配方配置而成的營養(yǎng)液,及各種原料。歡迎聯(lián)系選購 |
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