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1、第二章 无土栽培营养液,营 养 液,是将含有植物生长发育所必需的各种营养元素的化合物和少量为使某些营养元素的有效性更为长久的辅助材料，按一定的数量和比例溶解于水中所配置而成的溶液。 营养液的配制与管理是无土栽培技术的核心。,营 养 液（养分、水分）,固体基质培,无固体基质培,浓度,配方,管理,气候品种水质,核心内容,营养液无土栽培的关键,目前市场上营养液鱼龙混杂，购买应慎重！,营养液栽培花卉实例 第一节 营养液原料及其要求 水、原料 第二节 营养液的浓度表示方法 直接表示法、间接表示法 第三节 营养液的配方组成 原则、实例、配方调整 第四节 营养液的配置技术 原则及配制技术、注意事项 实例 第
2、五节 营养液的管理,对水源的要求 1.蒸馏水：研究新配方及缺素症 2.雨水：较好，注意大气的污染情况 3.井水：较好，应化验Ca、Mg含量 4.自来水：最好的水源 5.河水：需要进行处理，达饮用水标准使用 对水量的要求：当地年降雨量超过1000mm,蒸馏水,雨水,河水,对水质的要求 1.硬度： 不大于10 2.酸碱度：pH 5.58.5 3.溶解氧：3mg O2/L 4.NaCl含量： 2mmol,即46mg/l 5.余氯：Cl0.3mg/l（自来水注意） 6.重金属及有害健康的元素：标准见表3.1 7、河水、水库水悬浮物 10mg/L,简单的判断标准是 凡是能饮用的水一般都可以用来配制营养液
3、,水分软水和硬水(指含有较多钙、镁盐的水)；,钙盐主要是重碳酸钙Ca(HCO3)2、硫酸钙(CaSO4)、氯化钙(CaCl2)和碳酸钙(CaCO3)； 镁盐主要为氯化镁(MgCl2)、硫酸镁(MgSO4)、重碳酸镁Mg(HCO3)2和碳酸镁(MgCO3) 水的硬度表示法：1 CaO 10mg /L 硬度分类： 30 极硬水,表2.1 重金属及及有毒物质含量标准,植物生长所需要的营养元素 C H O N P K Ca Mg S Fe Mn Cu Zn B Mo Cl 含N化合物：（ NO3-N、 NH4+-N） 硝酸钙、硝酸铵、硝酸钾、尿素 NO3-N作为氮源对植物是较为安全的 NH4+-N过多
4、则易出现中毒的症状。,铵态氮源都是生理酸性盐，例如NH4Cl和(NH4)2SO4，由于多数植物优先选择吸收NH4+，而伴随离子的Cl-、SO42-、NO3-的吸收速率较慢，使得介质的pH下降。对植物吸收Ca2+有很强的拮抗作用，植物出现缺钙症状和根系腐烂等。,硝态氮源均为生理碱性盐，例如Ca(NO3)2、 KNO3 、 NaNO3 等。植物优先选择吸收NO3-，而对阳离子的吸收速率较慢，植物根系会分泌出OH-，使pH值上升，可能造成某些营养元素在高pH值下产生沉淀而使其有效性降低，如Fe、Mn、Mg等元素。,芥菜,生菜,含P化合物：磷酸二氢钾、磷酸二氢铵 含钾化合物：硝酸钾、硫酸钾、氯化钾等
5、含钙镁化合物：硝酸钙、硫酸镁、氯化钙 微量元素肥料 硫酸亚铁、螯合铁（NaFeEDTA、 Na2FeEDTA） 硼酸、硼砂、硫酸锰、硫酸铜 硫酸锌、氯化锌、钼酸铵等。 络合剂：EDTA等于铁形成螯合物,化合物的分级和选用,分 级 用 途 说 明 备注,化学试剂 严格试验 杂质极少 (分GR,AR 时使用 微量元素 和CP) （选用）,医药用试剂 必要时用 杂质较少,工业用化合物 生产不常用,农用化合物 生产首选 （大量元素）,常含杂质,使用时应折算为纯品,每次购买均需分析有效含量,营养液浓度的表示方法,营养液浓度：在一定重量或一定体积的营养液中，所含溶质的数量。 直接表示法： 化合物重量/升（
6、g/L，mg/L) 工作浓度或操作浓 元素重量/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较 摩尔/升（mol/L，mmol/L),间接表示法：,渗透压 电导率（ Electric Conductivity，EC）： (单位：毫西门子/厘米，（mS/cm）。 在一定浓度的范围内，溶液的含盐量与溶液的电导率呈密切的正相关，含盐量愈高，溶液电导率愈大。 营养液的直接浓度不易测量，而电导率的测定简单易行。 EC=a+bs(s为营养液浓度）,营养液组成原则,营养液必须含有植物生长所必需的全部营养元素16种（齐全）。 营养液中的各种化合物都必须以植物可以吸收的形态存在，即可溶于水的
7、呈离子状态的化合物（可利用）。 营养液中各营养元素的数量比例应是符合植物生长发育要求的，而且是生理均衡的（合理）。,营养液中的各种化合物在种植过程中，能再在营养液中较长时间的保持其有效性（有效）。 营养液中各种化合物组成的总盐分浓度及其酸碱度应是适宜植物正常生长需要的（适宜）。 营养液中所有化合物在植物生长的过程中由于根系的选择吸收而表现出来的营养液中生理酸碱反应是较为平稳的（稳定）,营养液配方实例：,Hoagland和Arnon的通用配方； Cooper1975年推出的NFT配方； 荷兰的岩棉培配方； 日本的园试配方； 日本山崎配方； 华南农大的的水培配方； 山东农大的配方。,注意：任何营养
8、液配方都有产生沉淀的可能性！,配方剂量： 1个剂量：按照配方规定用量而配制出来的营养液浓度称为1个剂量,1/2剂量：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1/2剂量或0.5剂量或半个剂量,1/4剂量 如此类推,表2.2 营养液配方精选*,表2.3 营养液微量营养元素用量 （各配方通用）,* 如购不到螯合铁Na2Fe-EDTA，可用FeSO47H2O和Na2EDTA两种物质自制以代之。*易出现缺铁症的作物选用高用量。,营养液配方的调整,水质和原料纯度的差异： 1.水：较硬的水作水源时，应扣除水中的Ca、Mg量，其它离子通过以下方法进行补充： Ca：以Ca(NO3)2为Ca
9、源时，扣除的NO3-用HNO3补充。 Mg：同时扣除的SO42-不需另补，水中足够用量。 2.原料：农用肥料其纯度应考虑在内进行修正。 栽培作物的品种和生育阶段 栽培方式,不同作物对营养液的总浓度要求有较大差异，如：,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。,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或稀释营养液。,营养液的配制,配制总的原则 是确保在配制后存放和使用营养液时都不会产生难溶性化合物的沉淀。但任何一种营养液配方都潜伏着产生难溶性物质沉淀的可能性。,配制技术,浓缩液 （母液）,储液罐,工作营养液 （栽培液）,计算 称量 加水,浓缩
10、贮备液 1.概念：浓缩贮备液生产上亦叫母液。 2.分类 A母液：以钙盐为中心，Ca(NO3)2和KNO3，100-200倍。 B母液：磷酸盐为中心，NH4H2PO4和MgSO4，100-200倍。 C母液：铁和微量元素混在一起（或铁单独配制）， 1000-3000倍。 浓缩倍数：根据配方中各种化合物的用量和在水中的溶解度来确定；以方便操作的整数倍为宜。,根据现有配方，配制200L营养液，浓缩100倍,母液配制时所需化合物的量： A母液： Ca(NO3)2和KNO3 （g）=配方中所需用量（g/l）所需配置的总体积（200L） B母液：NH4H2PO4和MgSO4 （g） =配方中所需用量（g/
11、l）所需配置的总体积（200L） 浓缩倍数=配制的营养液总体积/溶解化合物的水的实际体积 注意：所加入化合物的量只与营养液总量有关，与浓缩体积或浓缩倍数无关,根据Hoagland配方，配制200L营养液，浓缩成1L母液,硝酸钙0.945g/l，硝酸钾0.607，磷酸二氢氨0.115g/l，硫酸镁0.493 A母液（g/l） ： 0.945g/l200=94.5g 0.607g/l100=60.7g 称取94.5g硝酸钙和60.7g硝酸钾，分别溶解，再混合定容到1L。 B母液（g/l） ：同上。 A母液、 B母液浓缩倍数（ ） 如何配置1000L C母液（mg/l），浓缩成1L。 EDTA-Fe
12、，20mg/l；硼酸2.86；硫酸锰2.13；硫酸锌0.22；硫酸铜0.08 ；钼酸氨0.02，计算配制1000L 需要的用量，分别溶解，再混合容到1L ；C母液浓缩倍数（ ）,母液具体配置,A母液和B母液中肥料一种一种加入，必须充分搅拌，且要等到前一种肥料充分溶解后才能加入第二种肥料，待全部溶解后加水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。 螯合铁配置：先量取2/3的清水，分为两份，分别放入两个塑料容器中，称取FeSO47H2O和EDTA-2Na的容器中，搅拌溶解后，将溶有FeSO47H2O的溶液缓慢倒入EDTA-2Na的溶液中，边加边搅拌，最后加清水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。,营养液罐及其控
13、制系统,工作营养液,计算配制Y升工作液（nS）所需各母液的体积: 母液(L)=工作液体积Y 工作液剂量（n）/母液浓缩倍数 计算配制10L工作液（1S）所需各母液的量； A母液200倍：10L*1/200 B母液200倍： 10L*1/200 C母液1000倍： 10L*1/200 水=10L-A母液用量- B母液用量- C母液用量,工作营养液 工作营养液一般用浓缩贮备液配制，配制时加入各种母液过程中，要防止沉淀的产生，配置过程： 第一步：加入大约需要配制体积1/22/3的清水 第二步：量取A母液的用量倒入 搅匀； 第三步：量取 B母液的用量随水冲稀加入，水到总量80% 第四步：随水冲稀加入C
14、母液； 第五步：加足水量，搅匀。,2. 直接称量配制法大规模生产常用,3.配置营养液注意事项： 母液的浓缩倍数倍数越大越好，取整数值，方便。 浓缩A、B母液长期贮存应用HNO3酸化至pH34，置于阴凉避光处保存，C母液最好用深色容器贮存以防沉淀产生。 在配制工作营养液时，如果发现有少量的沉淀产生，就应延长水泵循环流动的时间使沉淀溶解，如果仍不能使这些沉淀溶解时，应重新配制营养液。,根据Hoagland营养液配方，说明如何配制5L 200倍母液的大量元素营养液；利用此母液，说明如何配置1倍 200L的工作液 配方如下：硝酸钙0.708g/L，硝酸钾1.011g/L，磷酸二氢氨0.230g/L，硫
15、酸镁0.493g/L；,营养液的管理,营养液的管理主要是指在栽培作物过程中循环使用的营养液的管理，随着作物对水分、养分和氧气的吸收，营养液的浓度、成分、pH、溶存氧都在变化，作物根系的分泌物及脱落物也影响微生物的活动。 营养液浓度的调整* 营养液pH的调整* 溶存氧的补充* 液温的管理* 营养液的更换* 废液的处理和利用*,溶存氧 1.溶液中溶存氧的浓度（DO） 氧在水中的饱和溶解度随温度而变化，不同温度下氧的饱和溶解度见表3.6。 2.水培营养液溶存氧的要求* 在饱和溶解度50%以上，最低45mg/l（温度、大气压、植物根、微生物造成根系缺氧） 3.向营养液中补充溶氧量 溶存氧的消耗速度 作
16、物种类：不同作物不同 生育阶段：生长盛期与否 单株占有营养液的量：少则快 溶存氧的补充来源,表2.4 不同温度下氧的饱和溶解度,溶存氧的补充来源 1.从空气中自然向溶液中扩散 太慢，不及消耗，20液深515cm条件下，每小时扩散只增加2%饱和度。 2.人工增氧 搅拌：较好，但易伤根系。 增氧器、压缩空气：需要起泡器，大规模应用有困难。 化学试剂：效果好，但昂贵，如：H2O2 。 营养液落差、流动、喷射：效果最好，经济实用。 间歇供液等,浓度调整 1.营养液浓度变化规律 加水：作物蒸腾吸水快于吸肥，营养液被浓缩。 加营养液：作物吸水等于吸肥，营养液浓度不变。 加母液：作物吸水慢于吸肥，营养液被稀
17、释。 2.调整标准 低浓度配方（山崎）：每天调整，维持1个剂量。 高浓度配方（Hoagland）：低于总浓度的1/2时调整,补回1个剂量。间隔天数以生育阶段和单株占有的营养液量而定。,用电导率对营养液浓度进行管理： 由于营养液浓度(S)与电导率值(EC)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： EC=a+bS (a、b为直线回归系数),例如：,电导率与营养液浓度之间的线性回归方程为： EC= 0.279 + 2.12S (相关系数r=0.9994),营养液浓度的管理,在作物生长过程中，测定出营养液的电导率，利用回归方程计算出营养液的浓度(S1)，来决定需要补充的养分或水
18、分。 V水=A(S1-S0) A为营养液的体积， V母液=A(S0-S1)/（B-2） S0为营养液的初始剂量， B为母液的浓缩倍数,pH值 变化 主要取决于以下3个方面： 生理酸性盐、生理碱性盐的用量比例。氮源、钾源类化合物。 每株植物占有的营养液体积的大小。 营养液的更换速率。 影响 直接影响：伤害植物的根系，9、7： P、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn有效性降低。 pH5：H+浓度过高，拮抗Ca2+的吸收，出现缺Ca,pH的调整 治标：及时用酸、碱进行中和调节。 1.酸 HNO3、H2SO4,浓度一般为(1-3mmol/L)：取定量体积营养液，用已知浓度的稀酸滴定，随时测定其pH变化，
19、达到要求值时，计算用酸量，然后推算整个系统的总用酸量。 2.碱 KOH、NaOH 注：加入时，要边加边搅拌或开启水泵。防止产生沉淀。 治本：在营养液配方的组成上，调整生理酸性盐和生理碱性盐种类、用量和相互之间的比例，使营养液内部酸碱变化稳定在一定范围内。,液温的管理 1.要求 夏季液温不超过28，冬季液温不低于15。 2.管理 种植槽用隔热性能高的材料建造，如：泡沫塑料板。 夏季高温时，利用反光膜等隔热性能较好的材料。 地下深埋贮液池。 加大单株用液量，利用水的热容量较大的特性阻止液稳的剧烈变化。 加增温、降温设备。,营养液的更换 1. 更换的原因：长时间种植作物的营养液中有碍作物生长的物质的
20、积累。 2. 有碍生长物质来源 营养液配方所带的非营养成分（NaNO3Na）； 中和生理酸碱性所产生的盐分； 硬水水源所带的盐分； 植物根系的分泌物和脱落物； 微生物的分解产物。,当这些物质积累到一定程度时就会： 1) 妨碍作物的生长，使根系受害甚至植株的死亡； 2) 影响营养液中养分的平衡； 3) 使病害繁衍和累积； 4) 影响用电导率仪测定营养液浓度的准确性。 3.营养液更换的标准 电导值不能准确反映营养液的浓度时应及时更换。 4.营养液更换的间隔时间 软水营养液：长季作物3个月；短季作物34茬。 硬水营养液：因经常中和酸碱，1个月更换1次。,废液的处理和利用,问题：水体的富营养化和土壤盐渍化 处理杀菌和除菌：紫外线照射、加热、慢砂过滤、颉颃微生物、药剂； 除去有害物：过滤法、膜分离法 调整离子组成。 成本及效果 利用 再循环利用；日本：果菜类叶菜类花菜类 作肥料利用；与有机肥搭配 收集浓缩再利用。,返回,慢砂过滤,高温消毒,1公顷无土栽培温室营养液消毒成本及效果,营养液栽培实例,容易水培的花卉： 水生植物 天南星科的植物，比较容易成功，比如绿萝、龟背竹、合果芋、喜林芋、富贵竹、海芋、吊竹梅、巴西木 袖珍椰子,花鱼共生无土栽培,龟背竹,马蹄莲,吊兰,金边吊兰,富贵竹,仙人球水培,金琥水培,风信子水培,小挂件,小型挂件,