无土栽培学：第四章营养液的组成、配制与管理

1、第四章第四章 营养液的组成、配制与管理营养液的组成、配制与管理第一节第一节 营养液的原料及其要求营养液的原料及其要求第二节第二节 营养液的组成营养液的组成第三节第三节 营养液配方选集营养液配方选集第四节第四节 营养液的配制营养液的配制第五节第五节 营养液的管理营养液的管理第六节第六节 废液处理和利用废液处理和利用n营养液的配制与管理营养液的配制与管理是无土栽培技术的核心。是无土栽培技术的核心。n配制营养液的基本原料是配制营养液的基本原料是水水和含有营养元素的和含有营养元素的各种各种化合物化合物。n营养液的水质要考虑水的营养液的水质要考虑水的硬度、酸碱度、悬浮硬度、酸碱度、悬浮物、氯、溶解氧、重

2、金属和有毒物质物、氯、溶解氧、重金属和有毒物质的含量等的含量等因素。因素。第一节第一节 营养液的原料及其要求营养液的原料及其要求一、水一、水（一）水质要求（一）水质要求n硬度硬度：根据水中钙盐和镁盐的数量将水分为软：根据水中钙盐和镁盐的数量将水分为软水和硬水。硬水中的水和硬水。硬水中的钙盐钙盐为为Ca(HCO3)2, CaSO4, CaCl2, CaCO3，镁盐镁盐为为MgCl2，MgSO4, Mg(HCO3)2, MgCO3等。水的硬度用单位体积等。水的硬度用单位体积中的中的CaO含量来表示含量来表示(10 mg/L)。n我国北方地区多为硬水，南方除少数石灰岩地我国北方地区多为硬水，南方除少

3、数石灰岩地区外，多为软水区。区外，多为软水区。n硬水中所含钙盐和镁盐浓度较高，导致硬水中所含钙盐和镁盐浓度较高，导致pH升高，如果升高，如果直接按照营养液配方配制，会导致营养液中钙和镁的直接按照营养液配方配制，会导致营养液中钙和镁的浓度过高。浓度过高。n酸碱度酸碱度：范围比较广泛，：范围比较广泛，pH为为5.5-8.5之之间的水都可使用，但配制营养液时要进间的水都可使用，但配制营养液时要进行调节，绝大多数植物的根系在中性环行调节，绝大多数植物的根系在中性环境条件下生长良好。境条件下生长良好。水质要求水质要求n悬浮物悬浮物：10 mg/L，若采用河水和水库，若采用河水和水库水需要经过过滤处理，悬

4、浮物的存在不水需要经过过滤处理，悬浮物的存在不仅会消耗营养成分，而且会导致病原菌仅会消耗营养成分，而且会导致病原菌的滋生。的滋生。n溶氧量溶氧量：饱和溶解氧的的：饱和溶解氧的的50%以上。在以上。在使用前最好不低于使用前最好不低于3 mg O2/L.n氯氯：主要来自于自来水消毒时残存于水中的氯，：主要来自于自来水消毒时残存于水中的氯，直接使用时会造成中毒现象，一般要将自来水直接使用时会造成中毒现象，一般要将自来水放置数天后使用。放置数天后使用。n重金属及有毒物质重金属及有毒物质含量：有些地区的地下水、含量：有些地区的地下水、水库水和河水等可能含有重金属和农药等有毒水库水和河水等可能含有重金属和

5、农药等有毒物质，在使用前要进行检测，确保有害物质含物质，在使用前要进行检测，确保有害物质含量低于国家标准。量低于国家标准。（二）水源选择（二）水源选择n无土栽培的水源可以是无土栽培的水源可以是自来水、地下水、雨水自来水、地下水、雨水等，极少采用河道中的水，等，极少采用河道中的水，经过农田灌溉的水经过农田灌溉的水不能作为无土栽培的水源不能作为无土栽培的水源。n自来水的水质有保障，注意去氯自来水的水质有保障，注意去氯n使用地下水时，必须考虑地下水的地质状况使用地下水时，必须考虑地下水的地质状况n采用雨水成本最低，但要考虑是否存在酸雨污采用雨水成本最低，但要考虑是否存在酸雨污染、雨水的清洁度等染、雨

6、水的清洁度等从温室从温室顶顶端收集雨水端收集雨水过滤器去除水中杂质n(三三)无土栽培的用水量：无土栽培要求无土栽培的用水量：无土栽培要求有足够的水量，每日单株的耗水量有有足够的水量，每日单株的耗水量有1.5-3L。在大规模生产时，一般采用雨水经。在大规模生产时，一般采用雨水经过一定的净化处理后使用，在水源不足过一定的净化处理后使用，在水源不足的情况下，可以结合雨水、自来水和地的情况下，可以结合雨水、自来水和地下水使用。下水使用。二、营养元素化合物的种类二、营养元素化合物的种类n化合物按照使用的纯度分为四类：化合物按照使用的纯度分为四类：n化学试剂（保证试剂、分析纯和化学纯试剂）化学试剂（保证试

7、剂、分析纯和化学纯试剂）n医药用试剂医药用试剂n工业用试剂工业用试剂n农业用试剂农业用试剂化学名称，化学式，结晶水，纯度，杂质化学名称，化学式，结晶水，纯度，杂质营养液配制常用的化合物营养液配制常用的化合物n含氮化合物含氮化合物nCa(NO3)2.4H2OnKNO3 nNH4NO3n(NH4)2SO4n（NH2)2CO吸湿性吸湿性易爆性！易爆性！水解特性水解特性生理酸碱性生理酸碱性含磷化合物含磷化合物nKH2PO4 nNH4H2PO4n(NH4)2HPO4n CaSO4nCa(H2PO4)2含钾化合物含钾化合物nK2SO4nKClnKH2PO4含镁、钙化合物含镁、钙化合物nMgSO4nCaNO

8、3nCaCl2nCaSO4含铁化合物含铁化合物nFeSO4.7H2OnFeCl3.6H2On螯合铁：铁离子与螯合剂螯合而成，其中的铁离子不螯合铁：铁离子与螯合剂螯合而成，其中的铁离子不易被其他阳离子所代替，不易产生沉淀，易被作物吸易被其他阳离子所代替，不易产生沉淀，易被作物吸收，可有效解决沉淀或氧化失效问题，是无土栽培中收，可有效解决沉淀或氧化失效问题，是无土栽培中常 使 用 的 铁 源 ， 常 用 的 有 乙 二 胺 四 乙 酸 钠 铁常 使 用 的 铁 源 ， 常 用 的 有 乙 二 胺 四 乙 酸 钠 铁（NaFeEDTA）和乙二胺四乙酸二钠铁（）和乙二胺四乙酸二钠铁（ Na2FeEDT

9、A）等。等。微量元素化合物微量元素化合物nH3BO3（硼酸）（硼酸）nNa2B4O7.10H2O（硼砂）（硼砂）nMnSO4.4H2O / MnSO4. H2OnZnSO4.7H2O /ZnCl2nCuSO4.5H2O / CuCl2n(NH4)6Mo7O24.4H2O第二节第二节 营养液的组成营养液的组成n营养液的组成直接影响到作物对养分的吸收和生营养液的组成直接影响到作物对养分的吸收和生育状况，营养液的配方组成和使用中的浓度调节育状况，营养液的配方组成和使用中的浓度调节是无土栽培的重要技术环节。是无土栽培的重要技术环节。n营养液组成包括各种营养元素的营养液组成包括各种营养元素的离子浓度离子

10、浓度、各离各离子间的比例子间的比例、总盐量总盐量、pH和和溶解氧溶解氧等理化性质。等理化性质。根据当地的种植作物种类、水源、肥源和气候条根据当地的种植作物种类、水源、肥源和气候条件等具体情况，有针对性地件等具体情况，有针对性地确定和调整营养液的确定和调整营养液的组成成分组成成分，将是无土栽培技术中十分重要的内容。，将是无土栽培技术中十分重要的内容。n一、营养液浓度的表示方法一、营养液浓度的表示方法n直接表示法直接表示法n化合物重量化合物重量/升（升（g/L, mg/L)n元素重量元素重量/升（升（g/L, mg/L)n摩尔摩尔/升（升（mol/L, mmol/L)营养液浓度的间接表示法营养液浓

11、度的间接表示法n渗透压：细胞的原生质膜具有半透性，营渗透压：细胞的原生质膜具有半透性，营养液的渗透压可以作为反映营养液浓度的养液的渗透压可以作为反映营养液浓度的重要指标重要指标n可根据可根据范特荷普范特荷普公式进行计算。公式进行计算。nP=C0.0224(273+t)/2731.01325105n电导率（电导率（EC)：通常配制营养液用的无机盐是强：通常配制营养液用的无机盐是强电解质，水溶液具有导电能力，其强弱可用电导电解质，水溶液具有导电能力，其强弱可用电导率表示率表示-单位距离的溶液导电能力的大小单位距离的溶液导电能力的大小来表示，来表示，通常用毫西门子通常用毫西门子/厘米（厘米（ms/c

12、m）或微西门子）或微西门子/厘厘米（米（s/cm），也有用），也有用dS/cm表示的，表示的，1 ms/cm=1 dS/cm =1000 s/cmn通过测定营养液的电导率虽然能够反映其总的盐通过测定营养液的电导率虽然能够反映其总的盐分含量，但不能够反映营养液中各种无机盐类的分含量，但不能够反映营养液中各种无机盐类的盐分含量。盐分含量。各浓度梯度差的营养液电导率值各浓度梯度差的营养液电导率值 (山崎，山崎，1987)EC = a + bSn总盐分总盐分(g/L)1.0EC (mScm) n电导率与渗透压之间的关系电导率与渗透压之间的关系n经验公式经验公式nP(Pa)0.36105EC (mS/c

13、m)二、营养液的组成原则和确定方二、营养液的组成原则和确定方法法n( (一一) )营养液组成原则营养液组成原则n齐全：齐全：营养液中必须含有作物生长所必营养液中必须含有作物生长所必需的全部营养元素。需的全部营养元素。n可利用：可利用：所选用的化合物在水中必须具所选用的化合物在水中必须具有良好的溶解性，能被植物直接吸收利有良好的溶解性，能被植物直接吸收利用，所选用的化合物多为无机盐类和螯用，所选用的化合物多为无机盐类和螯合物。合物。n合理：合理：营养液中各种营养元素的数量和营养液中各种营养元素的数量和比例应该符合植物正常生长的要求（植比例应该符合植物正常生长的要求（植物种类和生育阶段）。物种类和

14、生育阶段）。n持久有效性：持久有效性：营养液的组成成分在使用营养液的组成成分在使用过程中能较长时间地保持稳定。过程中能较长时间地保持稳定。n总盐份浓度和酸碱度适宜：总盐份浓度和酸碱度适宜：总盐分浓度总盐分浓度保持适宜，营养液在使用过程中应对保持适宜，营养液在使用过程中应对pH的变化具有一定的缓冲性。的变化具有一定的缓冲性。 (二二)确定营养液组成的方法确定营养液组成的方法 n 1营养液的总盐分浓度的确定营养液的总盐分浓度的确定n 首先，根据不同作物种类、不同品种、不同首先，根据不同作物种类、不同品种、不同生育时期在不同气候条件下对营养液含盐量的生育时期在不同气候条件下对营养液含盐量的要求，来大

15、体确定营养液的总盐分浓度。要求，来大体确定营养液的总盐分浓度。n一般情况下，营养液的总盐分浓度控制在一般情况下，营养液的总盐分浓度控制在0.40.5以下。以下。 营养液总浓度范围营养液总浓度范围 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4-5 g/L以下，以下，对大多数作物来说都可以较正常地生长。对大多

16、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不同作物对营养液的总浓度要求有较大差异 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 总浓度总浓度 ( ) 1 1.5 2 2 2 3 3 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

17、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 要考虑植物的要考虑植物的耐盐程度耐盐程度。2. 配方中营养元素的比例和浓度确定配方中营养元素的比例和浓度确定n根据植物的根据植物的生理平衡生理平衡和营养元素和营养元素的的化学平衡化学平衡来确定。来确定。营养液配方的生理平衡营养液配方的生理平衡 生理平衡生理平衡：指植物能从营养液中吸收到符：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，且吸合其生理要求所需的一切营养元素，且吸收的

18、数量比例要符合其生理要求。收的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颉颃作用主要是营养元素之间的颉颃作用植物的选择性吸收植物的选择性吸收阳离子阳离子中中Ca2+对对Mg2+吸收的拮抗作用；吸收的拮抗作用；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+吸收的抑制作用尤吸收的抑制作用尤其明显，如在酸度较低时，常会由于其明显，如在酸度较低时，常会由于Ca2+的吸的吸收受阻而出现缺钙的生理失调症状；收受阻而出现缺钙的

19、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颉颃作用。在着不同程度的颉颃作用。 营养液中的营养元素适宜的比例或浓度营养液中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 制定生理制定生理平衡营养液配方的原则平衡营养液配方的原则 n一、霍格兰和阿农以植株一、霍格兰和阿农以植株化学分析化学分析确定番茄营养液配方的方法确定番茄营养液配方的方法n二、山崎肯哉根据植物吸收营养液二、山崎肯哉根据植物吸收营养液中中水分和养分的比值水分和养分的比值来确定黄

20、瓜营来确定黄瓜营养液配方养液配方根据此原则制定配方的优缺点：根据此原则制定配方的优缺点：缺点：缺点：1. 这样确定的营养液配方不仅适用于某一种作物，而且可以这样确定的营养液配方不仅适用于某一种作物，而且可以适用于某一大类作物。因此适用于某一大类作物。因此要选择其中有代表性的作物来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进行营养元素含量和比例的化学分析，从而确定出适用于，从而确定出适用于该类作物的营养液配方。该类作物的营养液配方。优势：优势： 以分析植物体内营养元素含量和比例所确定的营养液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配方中的大量营养元素的

21、含量可以在一定范围内变动含量可以在一定范围内变动，变变幅大约在幅大约在30%左右植物仍可保持其生理平衡。左右植物仍可保持其生理平衡。2. 种植环境、植株本身特性以及营养元素供给数量和形态种植环境、植株本身特性以及营养元素供给数量和形态不不同，影响植物体化学分析结果。同，影响植物体化学分析结果。配方中选择化合物的需要注意的问题配方中选择化合物的需要注意的问题l为了减少某些盐类伴随离子的影响以及总盐为了减少某些盐类伴随离子的影响以及总盐分浓度的控制，要使营养液配方选用的化合分浓度的控制，要使营养液配方选用的化合物的种类应尽可能地少物的种类应尽可能地少;l化合物（特别是氮源）的生理酸碱性问题化合物（

22、特别是氮源）的生理酸碱性问题;l某种营养元素的盐类本身的伴随离子是否为某种营养元素的盐类本身的伴随离子是否为植物生长无用的或吸收量很少植物生长无用的或吸收量很少;l选用的盐类是否有酸碱缓冲性能等。选用的盐类是否有酸碱缓冲性能等。6 mmol/L2 mmol/L霍格兰和阿农霍格兰和阿农:18 2 10 3 2 2营养液配方的化学平衡性营养液配方的化学平衡性 化学平衡：化学平衡：主要是指营养液配方中，含有营主要是指营养液配方中，含有营养元素的化合物当其养元素的化合物当其离子离子浓度达到一定水平浓度达到一定水平时会时会相互作用形成难溶性化合物从营养液中相互作用形成难溶性化合物从营养液中析出析出，从而

23、使得营养液中某些营养元素的有，从而使得营养液中某些营养元素的有效性降低以致影响到效性降低以致影响到 营养液中各种营养元营养液中各种营养元 素之间的相互平衡。素之间的相互平衡。 溶液中是否会形成难溶性化合物溶液中是否会形成难溶性化合物(或称难或称难溶性电解质溶性电解质)是根据是根据溶度积法则溶度积法则来确定的。来确定的。 溶度积法则：溶度积法则：是指存在于溶液中的两种能够相是指存在于溶液中的两种能够相互作用形成难溶性化合物的互作用形成难溶性化合物的阴阳离子阴阳离子，当其，当其浓浓度度(以以mmol为单位为单位)的乘积的乘积大于大于这种难溶性化这种难溶性化合物的溶度积常数合物的溶度积常数(Ksp)

24、时，就会产生沉淀，时，就会产生沉淀，否则，就没有沉淀的产生。否则，就没有沉淀的产生。 溶度积常数的可表示为：溶度积常数的可表示为： Ksp -AxBy=Am+xBn-y 以以A-H番茄营养液配方番茄营养液配方为例说明产生难溶性化为例说明产生难溶性化合物的可能性：合物的可能性： Arnon-Hoagland番茄营养液配方番茄营养液配方 化合物化合物 盐浓度盐浓度(g/L) 离子浓度离子浓度(mol/L)Ca(NO3)2.4H2O 0.708 Ca2+ 310-3 ； NO3- 610-3 KNO3 1.011 K+ 6 10-3 ； NO3- 610-3 NH4H2PO4 0.230 NH4+

25、210-3 ； H2PO4- 210-3 MgSO4.7H2O 0.493 Mg2+ 210-3 ； SO42- 210-3(1) Ca2+与与SO42-产生产生CaSO4沉淀的可能性沉淀的可能性根据溶度积法则计算得：根据溶度积法则计算得： Ca2+SO42-=310-3210-3=610-6； 查查CaSO4的溶度积常数为：的溶度积常数为： Sp-CaSO4=9.110-6， 将营养液配方中将营养液配方中Ca2+与与SO42-的溶度积与的溶度积与CaSO4的溶度的溶度积常数比较可知：积常数比较可知： Ca2+SO42-=610-6 Sp-CaSO4=9.110-6 即说明即说明A-H配方中不

26、会产生配方中不会产生CaSO4沉淀沉淀。(2) Ca2+与磷酸根离子与磷酸根离子(HPO42-、PO43-)产生磷酸钙沉产生磷酸钙沉淀的可能性淀的可能性得得H2PO494.1、HPO425.9，即可溶性磷酸盐在，即可溶性磷酸盐在pH6.0的溶液中有的溶液中有5.9呈呈HPO42形态存在。形态存在。P: 2 mmol Ca: 3 mmolA-H配方配制的营养液在配方配制的营养液在pH=6.0时会产生时会产生CaHPO4沉淀沉淀! 防止沉淀产生的方法：防止沉淀产生的方法： 通过降低溶液通过降低溶液pH值来防止磷酸钙沉淀的方法值来防止磷酸钙沉淀的方法 只有控制溶液的只有控制溶液的pH值值Sp-FeP

27、O4=1.310-22， 可见肯定可见肯定会造成会造成FePO4的沉淀的沉淀而致使作物出现缺铁症状。而致使作物出现缺铁症状。 但事实上，在但事实上，在pH6.0时时A-H配方配制的营养液配方配制的营养液不不会出现会出现FePO4的沉淀的沉淀。这主要是由于采用了有机螯合。这主要是由于采用了有机螯合物来物来螯合铁离子螯合铁离子，使得，使得Fe2+不易被氧化，而且不易与不易被氧化，而且不易与PO43- 起化学反应而沉淀，从而使得起化学反应而沉淀，从而使得Fe在营养液中可在营养液中可以保持较高的有效性。以保持较高的有效性。(4) Ca、Mg形成氢氧化物沉淀的可能性形成氢氧化物沉淀的可能性 Ca、Mg形

28、成氢氧化物沉淀的可能性主要是在营形成氢氧化物沉淀的可能性主要是在营养液养液呈较强的碱性时才会发生呈较强的碱性时才会发生。 通过计算得知：形成通过计算得知：形成Ca(OH)2沉淀的条件是：沉淀的条件是：pH12.63； 形成形成Mg(OH)2沉淀的条件是：沉淀的条件是：pH9.98。 产生的可能性：产生的可能性：一般情况下，配方中的化合物所产生的一般情况下，配方中的化合物所产生的生理碱性极少会达到这么高的生理碱性极少会达到这么高的pHpH值；只有在用碱液中和营养值；只有在用碱液中和营养液的生理酸性时，若液的生理酸性时，若操作不当操作不当就有可能出现营养液中局部碱就有可能出现营养液中局部碱性很强、

29、性很强、pHpH值过高而产生沉淀的可能。值过高而产生沉淀的可能。 解决方法：解决方法：在加碱液中和酸性时，要用浓度在加碱液中和酸性时，要用浓度较较稀的碱液稀的碱液，而且在加入碱液时要，而且在加入碱液时要及时进行搅拌及时进行搅拌。 营养液氮源的选择营养液氮源的选择 (一一) 植物吸收的氮素形态植物吸收的氮素形态 主要是主要是铵态氮铵态氮和和硝态氮硝态氮。植物对铵态氮和硝态植物对铵态氮和硝态氮的吸收速率都很快，而且在体内都可以迅速地被氮的吸收速率都很快，而且在体内都可以迅速地被同化为氨基酸和蛋白质，因此说铵态氮和硝态氮同化为氨基酸和蛋白质，因此说铵态氮和硝态氮具具有同样的生理功效有同样的生理功效。

30、 Arnon(1937)Arnon(1937)的研究结论：的研究结论：无论给植物提供铵态氮还无论给植物提供铵态氮还是硝态氮都可作为其良好生长的氮源。是硝态氮都可作为其良好生长的氮源。 普良尼斯尼科夫的结论：普良尼斯尼科夫的结论：假如为每一种氮源提供假如为每一种氮源提供最适最适的条件的条件，那么在原则上它们具有同样的营养价值。，那么在原则上它们具有同样的营养价值。直叶生菜直叶生菜硝态氮配方硝态氮配方铵态氮配方铵态氮配方硝态氮配方硝态氮配方铵态氮配方铵态氮配方包心生菜包心生菜 目前世界上大多数营养液配方，都是采目前世界上大多数营养液配方，都是采用用硝态氮硝态氮作为氮源的。作为氮源的。原因：原因：主

31、要是主要是硝态氮硝态氮所引起的生理碱性较为所引起的生理碱性较为缓慢且易于控制，植物对于缓慢且易于控制，植物对于NO3-N的过量吸的过量吸收也不会对植物本身造成伤害；收也不会对植物本身造成伤害；而而铵态氮铵态氮引引起的生理酸性较为迅速且难以控制，植物吸起的生理酸性较为迅速且难以控制，植物吸收收NH4+-N过多则易出现中毒的症状。过多则易出现中毒的症状。 因此，利用硝态氮作为氮源对因此，利用硝态氮作为氮源对植物植物是是较为安全。较为安全。(二二) 营养液配方常用的氮源营养液配方常用的氮源 不同氮源营养液的不同氮源营养液的pH值变化值变化 氮氮 源源 试试 验验 日日 期期 Ca(NO 3 ) 2

32、NH 4 NO 3 (NH 4 ) 2 SO 4 11 月月 5 日日 ( 定植定植 6.5 6.5 7.4 11 月月 6 日日 6.4 6.3 6.5 11 月月 7 日日 6.5 6.1 5.4 11 月月 8 日日 6.7 5.8 3.1 11 月月 9 日日 6.7 5.5 2.9 11 月月 10 日日 6.9 3.7 2.8 )两者比较：一般情况下，两者比较：一般情况下，铵态氮源铵态氮源所产所产生的生理酸性较强，而且变化幅度也较大；而生的生理酸性较强，而且变化幅度也较大；而硝态氮源硝态氮源所产生的生理碱性较弱且变化较缓慢，所产生的生理碱性较弱且变化较缓慢，也容易控制。也容易控制。

33、植物根系吸收不同形态氮源对根际植物根系吸收不同形态氮源对根际pH值的影响值的影响直叶生菜直叶生菜硝态氮配方硝态氮配方铵态氮配方铵态氮配方 铵态氮源都是铵态氮源都是生理酸性盐生理酸性盐，例如，例如NH4Cl、(NH4)2SO4，甚至，甚至NH4NO3，特，特别是别是NH4Cl和和(NH4)2SO4的生理酸性更的生理酸性更强，这是由于多数植物优先选择吸收强，这是由于多数植物优先选择吸收NH4+，而伴随离子的，而伴随离子的Cl-、SO42-、NO3-的吸收速率较慢，同时植物在吸收的吸收速率较慢，同时植物在吸收NH4+之后根系大量分泌出之后根系大量分泌出H+，使得，使得介介质的质的pH下降下降。 介质

34、中高浓度的介质中高浓度的H+对植物吸对植物吸收收Ca2+有很强的拮抗作用，易使有很强的拮抗作用，易使植物出现缺钙的症状；甚至还会植物出现缺钙的症状；甚至还会对植物根系造成直接的伤害，产对植物根系造成直接的伤害，产生生根系腐烂等根系腐烂等现象。现象。 硝态氮源均为硝态氮源均为生理碱性盐生理碱性盐，例如，例如Ca(NO3)2、 KNO3 、 NaNO3 等。植物优先选择吸收等。植物优先选择吸收NO3-，而对其伴随的阳离子的吸收速率较慢，同时而对其伴随的阳离子的吸收速率较慢，同时植物在选择吸收硝酸盐时根系会分泌出植物在选择吸收硝酸盐时根系会分泌出OH-，使得介质的使得介质的pH值上升值上升，其结果是

35、可能造成某，其结果是可能造成某些营养元素在高些营养元素在高pH值下产生沉淀而使其有效值下产生沉淀而使其有效性降低，如性降低，如Fe、Mn、Mg等元素。等元素。 芥菜芥菜生菜生菜不同比例的铵态氮和硝态氮作氮源种植小不同比例的铵态氮和硝态氮作氮源种植小白菜对营养液白菜对营养液pH的影响的影响不同氮源比例与光照强度对鸭儿芹不同氮源比例与光照强度对鸭儿芹产量的影响产量的影响(g/(g/株株) )植株硝酸盐和亚硝酸盐限量指标：植株硝酸盐和亚硝酸盐限量指标： 世界卫生组织和联合国粮农组织世界卫生组织和联合国粮农组织(WHO/FAO) 规定：蔬菜规定：蔬菜硝酸盐硝酸盐含量的允许上限为含量的允许上限为432m

36、g/kg(鲜重鲜重) 蔬菜蔬菜亚硝酸盐亚硝酸盐含量的允许上限为含量的允许上限为4mg/kg(鲜重鲜重)植物对硝态氮的奢侈吸收导致硝酸植物对硝态氮的奢侈吸收导致硝酸盐积累盐积累降低产品硝酸盐和亚硝酸盐含量措施降低产品硝酸盐和亚硝酸盐含量措施1. 以铵代硝或以脲代硝以铵代硝或以脲代硝 通过在营养液中通过在营养液中以铵态氮或酰胺态（尿素、以铵态氮或酰胺态（尿素、碳氮）氮来全部或部分代替原有配方中的硝酸碳氮）氮来全部或部分代替原有配方中的硝酸盐盐，并控制营养液的，并控制营养液的pH值变化和适当增加值变化和适当增加Ca2+、K+等的供应量，使作物生长正常，产量等的供应量，使作物生长正常，产量不降低而产品

37、的硝酸盐含量降低。不降低而产品的硝酸盐含量降低。 营养液中营养液中NO3-N / NH4+ -N的浓度及其比例的浓度及其比例对蔬菜产品中对蔬菜产品中NO3-N含量的影响含量的影响2.收获前断氮的方法收获前断氮的方法 在收获之前中断或减少氮素的供应数量，在收获之前中断或减少氮素的供应数量，可以达到降低产品中硝酸盐含量的目的。可以达到降低产品中硝酸盐含量的目的。 试验表明，通过在收获前试验表明，通过在收获前1周中断氮素的供周中断氮素的供应，可把生菜和菜心等叶菜类的硝酸盐含量应，可把生菜和菜心等叶菜类的硝酸盐含量降低到降低到规定标准规定标准以下，而此时的蔬菜产量并以下，而此时的蔬菜产量并没有明显的降

38、低。没有明显的降低。3. 有机生态型无土栽培有机生态型无土栽培 中国农科院花卉蔬菜研究所试用中国农科院花卉蔬菜研究所试用“有机有机生态型无土栽培生态型无土栽培”，即用有机肥源而代替化，即用有机肥源而代替化学肥料来种植作物，发现可以在一定程度上学肥料来种植作物，发现可以在一定程度上降低产品的硝酸盐含量。降低产品的硝酸盐含量。 存在问题：存在问题：利用有机肥作为作物生长全部营利用有机肥作为作物生长全部营养的来源常常会出现营养元素与不同生长时期养的来源常常会出现营养元素与不同生长时期的的供应不平衡供应不平衡，而且有机肥中养分的，而且有机肥中养分的释放过程释放过程难以调控难以调控，特别是生长期长的作物

39、，在生长的，特别是生长期长的作物，在生长的中后期常出现脱肥的现象。而且有机肥最终都中后期常出现脱肥的现象。而且有机肥最终都必须必须分解为无机的形态才易被作物吸收分解为无机的形态才易被作物吸收，作物，作物直接利用有机态养分的数量很少。直接利用有机态养分的数量很少。 因此，有机肥作为肥源在无土栽培中只能作因此，有机肥作为肥源在无土栽培中只能作为一定量的补充，而为一定量的补充，而不能完全代替化学肥料不能完全代替化学肥料。 4 .加强栽培管理，促进加强栽培管理，促进NO3-N的代谢的代谢n植物根系吸收植物根系吸收NO3-后，在根系或运转到叶片中通过硝后，在根系或运转到叶片中通过硝酸盐还原作用，转变为酸

40、盐还原作用，转变为NH4，然后进入氨基酸、蛋白，然后进入氨基酸、蛋白质的代谢之中。质的代谢之中。硝酸还原作用硝酸还原作用的强弱直接关系到植物的强弱直接关系到植物体内体内NO3-的含量，而的含量，而光照强度、矿质元素钼、光照强度、矿质元素钼、植株体植株体的的呼吸强度呼吸强度等影响植物体内硝酸还原作用的强弱。因等影响植物体内硝酸还原作用的强弱。因此，此，增强光照强度、注意营养液的元素平衡、加强根增强光照强度、注意营养液的元素平衡、加强根际氧气供应际氧气供应等可促进植物对等可促进植物对NO3-N的转化利用，降低的转化利用，降低产品中硝酸盐的含量。产品中硝酸盐的含量。营养液的酸碱度营养液的酸碱度(一一

41、) 酸碱度的概念酸碱度的概念溶液的酸碱度溶液的酸碱度：是指溶液中氢离子是指溶液中氢离子(H+)或氢或氢氧根离子氧根离子(OH-)浓度浓度(以以mol/L表示表示)的多少。的多少。表示方法：表示方法：一般采用索仑生一般采用索仑生(Sorensen)提出的提出的H+浓度的负对数来表示。这个负对数值称为浓度的负对数来表示。这个负对数值称为氢离子指数或氢离子指数或pH值，这里的值，这里的p是指负对数的意是指负对数的意思，即思，即 pH=lgH+。影响营养液影响营养液pHpH变化的因素变化的因素 n一、营养液中一、营养液中生理酸性盐和生理碱性盐用生理酸性盐和生理碱性盐用量及其比例量及其比例，其中又以，其

42、中又以氮源和钾源类氮源和钾源类化合化合物所引起的生理酸碱性变化最大。物所引起的生理酸碱性变化最大。n使用碱土金属的硝酸盐为氮源均会显出生理碱性而使使用碱土金属的硝酸盐为氮源均会显出生理碱性而使pH升高，其中升高，其中NaNO3表现最强，表现最强，Ca(NO3)2和和KNO3较弱。较弱。n以铵盐为氮源，都会显示出生理酸性而使营养液以铵盐为氮源，都会显示出生理酸性而使营养液pH迅速迅速下降，尤以下降，尤以(NH4)2SO4和和NH4Cl为甚。完全以为甚。完全以(NH4)2SO4作作为氮源的营养液使用过程中可使为氮源的营养液使用过程中可使pH降低至降低至3.0以下，以下，NH4NO3也可使也可使pH

43、降低至降低至4.0以下。以下。NH4Cl由于其中含有较由于其中含有较多的多的C1-，对，对“忌氯作物忌氯作物”的生长和品质有不良的影响。的生长和品质有不良的影响。nKNO3为生理碱性，为生理碱性，KH2PO4的生理酸碱性不明显，的生理酸碱性不明显，K2SO4为强生理酸性。为强生理酸性。n二、每株植物占有营养液量的大小二、每株植物占有营养液量的大小n盐类化合物的生理酸碱性是由于植物根系对营养液中不同盐类化合物的生理酸碱性是由于植物根系对营养液中不同离子间的选择性吸收所引起的，由此而产生的离子间的选择性吸收所引起的，由此而产生的pH的变化需的变化需要一定的过程。另外作物要一定的过程。另外作物根系的

44、分泌物根系的分泌物(如如H、CO32-等等)和和根系脱落物根系脱落物的腐败也会引起营养液的腐败也会引起营养液pH的变化，同样随时间的变化，同样随时间推移而加深。如果每株植物占有营养液的体积越大，则其推移而加深。如果每株植物占有营养液的体积越大，则其营养液营养液pH的变化速率就会减缓，变化幅度就会变小的变化速率就会减缓，变化幅度就会变小。 n三、营养液的更换速率三、营养液的更换速率n营养液营养液pH变化的幅度随着营养液使用时间的延长而加变化的幅度随着营养液使用时间的延长而加大，通过营养液的更换可以减轻大，通过营养液的更换可以减轻pH变化的幅度和延缓变化的幅度和延缓其变化的速度。其变化的速度。 但

45、在生产中经常更换营养液不经济且费时费力。只有在但在生产中经常更换营养液不经济且费时费力。只有在进行严格的科学试验时才会用到这种方法。进行严格的科学试验时才会用到这种方法。四、配制营养液的水质四、配制营养液的水质 如果使用硬水来配制营养液，其如果使用硬水来配制营养液，其pH值在栽培过值在栽培过程中会升高，这可通过适当调整配方中的程中会升高，这可通过适当调整配方中的Ca2+、Mg2+用量以及用稀酸液中和的方法来进行控制。用量以及用稀酸液中和的方法来进行控制。(二二) 营养液的营养液的pH值对植物生长的影响值对植物生长的影响 直接影响：直接影响： pH过高或过低过高或过低(一般在一般在49外外)都会

46、伤害植物的根系；都会伤害植物的根系； 间接影响：间接影响：使营养液中使营养液中的营养元素有效性的营养元素有效性降低以至失效降低以至失效不同作物的最适不同作物的最适pH值范围有所不同。值范围有所不同。一般将营养液的一般将营养液的pH控制在控制在5.56.5范围。范围。 几种作物的最适几种作物的最适pH值范围值范围作物作物 最适最适pH值值 作物作物 最适最适pH值值 作物作物 最适最适pH值值苜蓿苜蓿7.28.0大豆大豆6.57.5燕麦燕麦5.07.5甜菜甜菜7.07.5豌豆豌豆6.07.0荞麦荞麦4.77.5大麻大麻6.77.4菜豆菜豆6.47.1萝卜萝卜5.07.3白菜白菜6.57.4三叶草

47、三叶草6.07.0胡萝卜胡萝卜5.67.0黄瓜黄瓜6.47.5棉花棉花6.57.3番茄番茄 5.08.0洋葱洋葱6.47.5莴苣莴苣6.07.0亚麻亚麻5.56.5小麦小麦6.37.5向日葵向日葵6.06.8马铃薯马铃薯4.56.3大麦大麦6.07.5粟粟5.57.5茶茶4.05.5玉米玉米6.07.5黑麦黑麦5.07.7蕹菜蕹菜3.06.6营养液营养液pHpH值的控制值的控制 1. 酸碱中和的方法酸碱中和的方法 (治标治标) 即在栽培过程中营养液的即在栽培过程中营养液的pH偏离了植物偏离了植物根系生长所要求的适宜根系生长所要求的适宜pH范围时，采用范围时，采用酸碱中和的办法来进行调节，使其酸

48、碱中和的办法来进行调节，使其pH恢恢复到合适的水平。这将在营养液的管理复到合适的水平。这将在营养液的管理一节中介绍。一节中介绍。2. 调整营养液配方的方法调整营养液配方的方法 (治本治本) 通过调整营养液配方中所使用的通过调整营养液配方中所使用的生理酸性生理酸性盐和生理碱性盐盐和生理碱性盐的种类、用量和相互之间的比的种类、用量和相互之间的比例，使营养液的例，使营养液的pH值在种植作物的过程中可值在种植作物的过程中可以稳定在一个适宜作物生长的范围之内。以稳定在一个适宜作物生长的范围之内。 在前人配方的基础上，利用已有的各种生在前人配方的基础上，利用已有的各种生理酸性和生理碱性盐被植物根系选择性吸

49、收理酸性和生理碱性盐被植物根系选择性吸收后的变化规律，通过一系列的后的变化规律，通过一系列的植物吸收试验植物吸收试验来调整出一个有着较为稳定来调整出一个有着较为稳定pH变化范围的良变化范围的良好配方。好配方。一、一、要熟悉各种盐类的化学性质和生理反应性要熟悉各种盐类的化学性质和生理反应性质，以把握其在溶液中以及被植物选择性吸收质，以把握其在溶液中以及被植物选择性吸收之后的之后的pH值变化趋势。值变化趋势。pH值稳定的营养液配方的设计：值稳定的营养液配方的设计：盐份盐份化学性质化学性质生理性质生理性质NaNO3化学中性盐化学中性盐 生理碱性盐生理碱性盐 Ca(NO3)2化学中性盐化学中性盐 生理

50、碱性盐生理碱性盐 KNO3化学中性盐化学中性盐 生理碱性盐生理碱性盐 (NH4)2SO4水解酸性盐水解酸性盐 生理酸性盐生理酸性盐 NH4Cl水解酸性盐水解酸性盐 生理酸性盐生理酸性盐 NH4NO3水解酸性盐水解酸性盐 生理酸性盐生理酸性盐 KH2PO4水解碱性盐水解碱性盐 不强烈不强烈 K2HPO4水解碱性盐水解碱性盐 不强烈不强烈 NaH2PO4水解碱性盐水解碱性盐 不强烈不强烈 Na2HPO4水解碱性盐水解碱性盐 不强烈不强烈 NH4H2PO4水解酸性盐水解酸性盐不强烈不强烈 (NH4)2HPO4 水解酸性盐水解酸性盐不强烈不强烈 K2SO4化学中性盐化学中性盐生理酸性盐生理酸性盐KCl

51、化学中性盐化学中性盐生理酸性盐生理酸性盐二、二、 在前人已有的配方的基础上进行探索性的在前人已有的配方的基础上进行探索性的试验。试验。 园试配方用软水地区自来水配制的营养液，园试配方用软水地区自来水配制的营养液，其其pH变动于变动于6.47.8之间，易造成铁的失效。之间，易造成铁的失效。为求其为求其pH不要升得太高，设计了将其中的不要升得太高，设计了将其中的KNO3 (生理碱性生理碱性)用用NH4NO3和和K2SO4(分别为分别为弱弱生理酸性生理酸性，强生理酸性强生理酸性) 分几个梯度代替。分几个梯度代替。现有现有A、B两种营养液配方（两种配方的氮、磷、两种营养液配方（两种配方的氮、磷、钾、钙

52、、镁的含量相同）：钾、钙、镁的含量相同）： A配方配方(g/L)B配方配方(g/L)KH2PO40.136 Ca(NO3)2.4H2O0.590(NH4)2SO40.595KNO3 0.404K2SO4 0.348 KH2PO4 0.136CaSO4.2H2O0.277MgSO4.7H2O0.246MgSO4.7H2O0.246试分析用这两种配方配制的营养液进行无土栽培时，其营试分析用这两种配方配制的营养液进行无土栽培时，其营养液的性质有何变化？养液的性质有何变化？第三节第三节 营养液配方选集营养液配方选集n在一定体积的营养液中，规定含有各种必需营养在一定体积的营养液中，规定含有各种必需营养元

53、素盐类的数量称为元素盐类的数量称为营养液配方营养液配方。根据植物种类、。根据植物种类、生育阶段、栽培方式、水质和气候条件以及营养生育阶段、栽培方式、水质和气候条件以及营养元素化合物来源的不同，研制出许许多多的营养元素化合物来源的不同，研制出许许多多的营养液配方。液配方。 n注意：注意：均衡良好的营养液配方既具有均衡良好的营养液配方既具有专一性专一性，同，同时又具有一定程度上的时又具有一定程度上的通用性通用性。实际应用中，要。实际应用中，要结合栽培作物种类、当地的具体条件和栽培实践结合栽培作物种类、当地的具体条件和栽培实践经验灵活运用营养液配方。经验灵活运用营养液配方。 大量元素营养液配方的选用

54、：大量元素营养液配方的选用： 首先，要明确一个生理平衡的营养液配首先，要明确一个生理平衡的营养液配方方具有一定程度的通用性具有一定程度的通用性，它可能适用于一，它可能适用于一大类作物，也可能适用于几类作物或几类作大类作物，也可能适用于几类作物或几类作物中的几种作物品种；物中的几种作物品种； 然后根据使用者掌握的理论知识，结合然后根据使用者掌握的理论知识，结合实践经验，对营养液配方进行实践经验，对营养液配方进行灵活的选择和灵活的选择和运用运用。 微量元素配方多选用通用配方：微量元素配方多选用通用配方： 因微量元素的用量很少，作物的需要量因微量元素的用量很少，作物的需要量也较少，而且多数作物都有一

55、个很相近的、也较少，而且多数作物都有一个很相近的、较窄的适宜浓度范围，因此，微量元素的供较窄的适宜浓度范围，因此，微量元素的供应不需要像大量元素那样分为多种营养液配应不需要像大量元素那样分为多种营养液配方，只需方，只需在大量元素配方中加入数量基本相在大量元素配方中加入数量基本相同的微量元素即可同的微量元素即可。营养液的铁源营养液的铁源无机铁盐：无机铁盐：最早使用，但易氧化，也易产生最早使用，但易氧化，也易产生 沉淀；沉淀；有机酸铁：有机酸铁：如柠檬酸铁、酒石酸铁，稳定性如柠檬酸铁、酒石酸铁，稳定性 较差；较差；螯合铁：螯合铁：效果很好，最常用的螯合剂是效果很好，最常用的螯合剂是 EDTA。产品

56、有。产品有NaFe-EDTA和和 Na2Fe-EDTA。第四节第四节 营养液的配制营养液的配制n一、营养液配方的调整一、营养液配方的调整n在在不同地区间水质和盐类原料纯度等存在着差不同地区间水质和盐类原料纯度等存在着差异异，会直接影响营养液的组成；，会直接影响营养液的组成；n栽培作物的品种和生育阶段不同，要求营养元栽培作物的品种和生育阶段不同，要求营养元素比例不同素比例不同，特别是，特别是N、P、K三要素比例；三要素比例；n栽培方式栽培方式，特别是基质栽培时，基质的吸附性，特别是基质栽培时，基质的吸附性和本身的营养成分，都会改变营养液的组成。和本身的营养成分，都会改变营养液的组成。 ( (一一

57、) )水和原料的纯度水和原料的纯度n水的硬度：水的硬度：减去钙后所缺的硝态氮可用硝酸来补充，加减去钙后所缺的硝态氮可用硝酸来补充，加入的硝酸不仅起到补充氮源的作用，而且可以中和硬水入的硝酸不仅起到补充氮源的作用，而且可以中和硬水的碱性。减去镁后所缺的硫酸根，不必用硫酸来补充，的碱性。减去镁后所缺的硫酸根，不必用硫酸来补充，因硬水中含有多余的硫酸根。因硬水中含有多余的硫酸根。n化合物纯度：化合物纯度：配制营养液的大量元素化合物大多使用工配制营养液的大量元素化合物大多使用工业原料或农用肥料，常含有其他杂质。虽然杂质含量在业原料或农用肥料，常含有其他杂质。虽然杂质含量在允许范围内，但配制时必须按实际

58、含量来进行营养液配允许范围内，但配制时必须按实际含量来进行营养液配方的调整计算。方的调整计算。n对于微量元素，只要测出水中含有且又不过量，配营养对于微量元素，只要测出水中含有且又不过量，配营养液时不加即可。液时不加即可。（二）作物种类和生育时期（二）作物种类和生育时期 n不同作物对各种营养元素及其比例要求不同；不同作物对各种营养元素及其比例要求不同；n同一作物不同的生长发育时期对各种营养元素的同一作物不同的生长发育时期对各种营养元素的比例和浓度也要求各异；比例和浓度也要求各异；n同一作物不同栽培季节要求的营养液浓度不同。同一作物不同栽培季节要求的营养液浓度不同。蔬菜作物不同生长发育时期对营养液

59、蔬菜作物不同生长发育时期对营养液EC的要求的要求(蔡象元，蔡象元，2000) (单位：单位：mScm)在番茄结果期间为了防止番茄脐腐病的发生，通常做法是高温期间配方中的在番茄结果期间为了防止番茄脐腐病的发生，通常做法是高温期间配方中的NH4H2PO4改用改用KH2PO4 （三）栽培方式（三）栽培方式n无土栽培主要分为水培和基质培，对营无土栽培主要分为水培和基质培，对营养液组成的稳定性影响较大的是基质培。养液组成的稳定性影响较大的是基质培。因基质种类较多，如因基质种类较多，如有机基有机基质质、无机基无机基质质和和混合基质混合基质，其理化性质差异较大，其理化性质差异较大，所以根据不同的基质类型，按

60、其理化性所以根据不同的基质类型，按其理化性质不同对营养液配方进行不同的调节，质不同对营养液配方进行不同的调节，并进一步试种确定。并进一步试种确定。 常见基质的营养元素含量常见基质的营养元素含量二二. 营养液配制的原则营养液配制的原则营养液配制的原则：营养液配制的原则：避免沉淀的产生。避免沉淀的产生。即即确保在配制和使用营养液时不会产生难溶确保在配制和使用营养液时不会产生难溶性化合物的沉淀。性化合物的沉淀。注意：任何营养液注意：任何营养液配方都有产生沉淀的配方都有产生沉淀的可能性。可能性。 三三.营养液的配制技术营养液的配制技术(一一) 原料及水的纯度计算原料及水的纯度计算 1. 原料原料 配制