第二章 营养液

学习目标：掌握营养液的含义、组成原则、种类、浓度及测定和表示方法；掌握其配制和管理技术、废液处理技术等。第二章营养液第一节营养液的原料及其要求第二节营养液的组成第三节营养液配方选集第四节营养液的配制技术第五节营养液的管理第六节废液处理和利用

本章内容一、营养液的含义二、对水的要求三、对原料化合物的要求四、辅助材料——络合剂第一节营养液的原料及其要求

植物必需元素的化合物+少量辅助材料→按一定比例溶于水中所配制成的溶液→能满足植物生长发育→营养液一、营养液的含义二、对水的要求（一）无土栽培的水源选择

常用：井水和自来水还有：收集的雨水、水库水和河水（二）对水质的要求1、硬度≤15°2、pH值5.5～8.53、悬浮物≤l0mg/L4、溶存氧≥3～5mg/L5、氯化钠≤200mg/L6、余氯≤0.01%7、EC值优质水：＜0.2ms/cm；允许用水：0.2～0.4ms/cm；不允许用水：≥0.5ms/cm名称标准（mg/L）名称标准（mg/L）汞砷氟化物硒≦0.001≦0.05≦3.0≦0.02六六六镉铅铬≦0.02≦0.005≦0.05≦0.058、水中重金属及有毒物质含量（三）无土栽培的水量无土栽培的用水量是相当大的！例如，番茄在生长旺盛期，据测定每株每天耗水1-1.5L。一般而言，如果当地的年降雨量超过1000mm以上，则通过收集雨水可以完全满足无土栽培生产的需要。在实际无土栽培生产中，如果单一水源水量不足时，可以把自来水和井水、雨水、河水等混合使用，又可降低生产成本。三、对原料化合物的要求（一）配制营养液常用的化合物

１．含氮化合物

硝酸钙、硝酸钾、硝酸铵硫酸铵、磷酸二氢铵、磷酸一氢铵

２．含磷化合物

磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钾

３．含钾化合物

硝酸钾、硫酸钾、磷酸氢二钾、氯化钾

４．含镁、钙化合物

硫酸镁、硝酸钙、硫酸钙

５．含铁化合物

螯合铁、硫酸亚铁、三氯化铁、乙二胺四乙酸（EDTA），分子式为(CH2N)2(CH2COOH)4，外观为白色粉末，在水中的溶解度很小。

常用的是：乙二胺四乙酸二钠盐，外观为白色粉末状。它与硫酸亚铁作用可形成乙二胺四乙酸二钠铁（EDTA-2NaFe），由于其价格相对较便宜，因此它是目前无土栽培中最常用的铁络合剂。６．辅助物质——螯合剂，又叫络合剂硼砂[Na2B4O7•10H2O]硫酸锰[MnSO4•4H2O或MnSO4•H2O]硫酸锌[ZnSO4•7H2O]硫酸铜[CuSO4•5H2O]钼酸铵[(NH4)6MO24.4H2O]７．微量元素化合物

1.根据目的，选择合适的化合物2.优先选择元素含量高的化合物3.根据生理酸碱性选择肥料4.选择溶解度大的化合物5.肥料的纯度要较高6.有毒物质不超标7.取材易，价格低。（二）对原料化合物的要求一、营养液组成原则二、确定营养液组成的方法

三、营养液浓度表示方法第二节营养液的组成

营养液组成包括各种营养元素的离子浓度、各离子间的比例、总盐量、pH值和渗透压等理化性质。

1.营养液中必须含有植物生长所必需的全部营养元素（齐全）2.营养液中的各种元素都必须以植物可以吸收的形态存在（可利用）3.营养液中的各种营养元素的数量和比例应符合植物正常生长的要求（合理）一、营养液组成原则4.营养液中的各种化合物在种植过程中，能在营养液中较长时间地保持其有效性（长期有效）5.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要求的（适宜）。6.营养液中的所有化合物在植物生长过程中由于根系的选择吸收而表现出来的营养液总体生理酸碱反应是较为平稳的（总体稳定）首先：营养液总浓度的确定

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要求，来大体确定营养液的总盐分浓度。

其次：各元素比例和用量的确定

根据植物的生理平衡和营养元素的化学平衡来确定营养液中各种营养元素的适宜用量和比例。

二、确定营养液组成的方法

营养液总浓度范围(参考值)浓度表示方法范围最低适中最高渗透压（atm）0.30.91.5正负离子合计数（mmol/L）在200C时的理论值123762电导率（mS/cm）0.832.54.2总盐分含量（g/L）0.832.54.2首先：营养液总浓度的确定

（一）生理平衡

能够满足植物按其生长发育要求吸收到一切所需的营养元素，又不会影响到其正常生长发育的营养液，它是生理平衡的营养液。

影响营养液生理平衡的因素主要是营养元素之间的相互作用。一是协助作用，二是拮抗作用。如何才能确定生理平衡营养液呢？其次：各元素比例和用量的确定1、通过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

美国的霍格兰(Hoagland)和阿农(Arnon)在20世纪30年代时就利用这种方法确定了许多营养液配方，这些配方经数十年的应用证明是行之有效的生理平衡配方。Arnon和Hoagland(1940)番茄配方四水硝酸钙708mg/L硝酸钾1011mg/L磷酸二氢铵230mg/L七水硫酸镁493mg/L对正常生长的番茄植株进行化学分析，依此确定正常生长的番茄植株一生中吸收各种营养元素的数量。微量元素的吸收量较少，因此，这里只考虑大量营养元素N、P、K、Ca、Mg、S的吸收量。分析得到番茄一生中N、P、K、Ca、Mg、S的吸收量分别为14.79、3.68、23.06、7.10、2.84、1.80g/株，共计53.27g/株。步骤1将分析所得的植株体内各种营养元素的量(g/株)换算成毫摩尔数(mmol)，以便确定配方时进行计算。N、P、K、Ca、Mg、S的吸收量分别为1069.3、118.7、591.3、177.5、118.3、56.3mmol，共计2131.4mmol。

步骤2

用毫摩尔数计算出每一种营养元素吸收的量占植株吸收的所有营养元素总量的百分比。N、P、K、Ca、Mg、S分别为50.17、5.57、27.74、8.33、5.55、2.64%。

步骤3依据前面确定出的营养液适宜总盐分浓度为37mmol，并根据步骤3的百分比计算出每种营养元素在此总盐分浓度下所占的毫摩尔数。N、P、K、Ca、Mg、S分别为18.56、2.06、10.27、3.08、2.05、0.98mmol。步骤4选择合适的化合物作为肥源，按照每种营养元素所占的数量来计算出选定的每种化合物的用量，这是营养液配方确定的最后一步，也是最关键的一步。选用原则：首先，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物的种类应尽可能地少；其次，氮源的生理酸碱性问题、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的、选用的盐类是否有酸碱缓冲性能等。步骤5在这个营养液配方中，选用了Ca(NO3)2·4H2O、KNO3、NH4H2PO4、MgSO4·7H2O这四种盐类来这四种盐类中Ca(NO3)2和KNO3为生理碱性盐；NH4H2PO4是一种化学酸性盐，有一定的缓冲营养液酸碱变化的功能，它主要以提供磷源为主；MgSO4·7H2O是一种生理酸性盐，它能够同时提供Mg和S营养，但作物吸收S的数量比Mg少，这样会在营养液中累积一定量的S，但MgSO4·7H2O的用量较少，一般不会对作物生长产生危害。Ca：由Ca(NO3)2·4H2O来提供的，用3mmol提供即可，同时带入了6mmol的NO3-—NK：用10mmol/L的KNO3来提供，带入10mmol的NO3-—N；P：用2mmol/L的NH4H2PO4来提供，带入2mmol/L的NH4+－N以上三种盐带入的氮为18mmol，植物需要18.56mmol/L，相差不多，可不需另外补充氮。Mg：用2mmol/LMgSO4·7H2O来提供，带入了2mmol/L的S，对植物生长并没有太大的危害性。

将确定了的各种盐类的用量从mmol/L转换为用mg/L来表示，这就是一个标准营养液的组成。即Ca(NO3)2·4H2O：3mmol/L=708mg/L、KNO3：10mmol/L=1011mg/L、NH4H2PO4：2mmol/L=230mg/L、MgSO4·7H2O：2mmol/L=493mg/L。

步骤62、依据植物吸收营养液中水分和养分的比值来确定日本学者山崎肯哉，用此法已设计了多种营养液配方，其中目前用得较多的园试配方就是用这种方法设计出来。

日本园试配方和山崎黄瓜配方四水硝酸钙945（826）mg/L硝酸钾809（607）mg/L磷酸二氢铵153（115）mg/L七水硫酸镁493（483）mg/L用一种较好的平衡营养液配方来种植黄瓜，在正常生长的情况下，每隔1-2周左右用化学分析方法测定营养液中各种大量营养元素的含量，同时测定植株的吸水量，直至种植结束。以此得出每株植物一生中营养元素的吸收量(n值，mmol表示)和吸水量(w值，L表示)的值。经测定，每株黄瓜一生的吸水量为173.36L，吸收的N、P、K、Ca、Mg的量分别为2253.8、173.4、1040.2、606.8、346.8mmol。步骤1计算各营养元素的n/w值。N的n/w=2253.8/173.36=13（mmol/L），以此方法可算得N、P、K、Ca、Mg的n/w值分别为13、1、6、3.5、2mmol/L(这些数值只取近似值即可，不必十分准确)。

步骤2选择合适的化合物作为肥源，并按n/w值来确定其用量。肥料用量的确定与例一类似。步骤3将确定了的各种盐类的用量从mmol/L表示的剂量转换为mg/L来表示。即Ca(NO3)2·4H2O：3.5mmol/L=826mg/L、KNO3：6mmol/L=607mg/L、NH4H2PO4：1mmol/L=115mg/L、MgSO4·7H2O：2mmol/L=493mg/L。

步骤4由于植物对微量元素需求量都很低，且大多使用浓度范围要求在每升营养液中含Fe元素3-6mg、B元素0.2-0.5mg、Mn元素0.5-1.0mg、Zn元素0.02-0.2mg、Cu元素0.01-0.05mg、Mo元素0.01-0.05mg；Cl元素因水源中都含有足够植物生长需要的量，且过多往往造成毒害，所以不用考虑添加。微量元素

现在除了一些作物对某些微量元素用量有特殊需要外，一般的微量元素用量可采用以下通用的配方来提供：化合物名称每升营养液含化合物毫克数每升营养液含元素毫克数NaFe-EDTA(含Fe14.0%)20-40*2.8-5.6H3BO32.860.5MnSO4·4H2O2.130.5ZnSO4·7H2O0.220.05CuSO4·5H2O0.080.02(NH4)6Mo7O24·4H2O0.020.01

*易缺Fe的植物选用高用量是指营养液配方中的有些营养元素的化合物当其离子浓度达到一定的水平时就会相互作用而形成难溶性化合物而从营养液中析出，从而使营养液中某些营养元素的有效性降低以致影响到营养液中这些营养元素之间的相互平衡。例难溶性化合物：CaSO4、Ca3(PO4)2、FePO4、Fe(OH)3、Mg(OH)2等。

（二）化学平衡营养液中沉淀是否会出现呢？在配制营养液时所使用水的水质与营养液的pH值有一定的关系，而营养液的pH值在栽培作物过程中会发生一系列的变化：

当pH上升时，可用稀硫酸(H2SO4)或稀硝酸(HNO3)溶液来中和。

（三）营养液的pH当营养液的pH下降时怎么办？三、营养液浓度表示方法

营养液浓度是指在一定重量或一定体积的营养液中，所含有的营养元素或其化合物的量。在无土栽培中营养液的浓度指一定体积的溶液中含有多少营养元素或其化合物的量来表示。营养液浓度的表示方法很多，常用以下两种方法表示：

直接表示法间接表示法化合物重量元素重量摩尔电导率（EC）渗透压（P）g/Lmg/Lg/Lmg/Lmol/Lmmo1/LmS/cmdS/mμS/cm公式：P＝C×0.0224×【(273＋t)/273】

式中符号：P——溶液的渗透压，以标准大气压(atm)为单位C——溶液的浓度，单位以毫摩尔数（mmol/L）表示t——使用时溶液的温度（℃)第三节营养液配方选集第四节营养液的配制技术一、营养液配方的调整二、营养液配制的原则三、营养液的配制技术

根据以下几个方面不同进行调整：1、水和原料的纯度2、作物种类和生育时期3、栽培方式：水培和基质培。一、营养液配方的调整1.水的测定

根据实际的测定结果来进行调整

2.药品实际用量的换算如某配方硝酸钾：0.5g／L。原料硝酸钾：95%。硝酸钾：实际用量？水的测定与药品实际用量的换算营养液配制总的原则：是确保在配制、存放和使用营养液过程中都不会产生难溶性化合物的沉淀。二、营养液配制的原则原液母液工作液标准配方营养液原液浓缩、贮备液

栽培营养液三、营养液的配制技术（一）原液配制技术钙盐磷酸盐铁盐和微量元素A母液B母液C母液100～200倍100～200倍1000～3000倍（二）母液配制技术A母液：B母液：C母液：Ca（NO3）2

＋KNO3NH4H2PO4＋MgSO4·7H2OFe盐＋微量化合物配制步骤：计算→称取→核对→加清水→溶解→定容

先量取2/3体积的清水，分为两份，分别加入FeSO4·7H2O和EDTA-2Na，搅拌溶解后，将溶有FeSO4·7H2O的溶液缓慢倒入EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌；然后称取C母液所需的其他各种微量元素化合物，分别放在小的容器中溶解，再分别缓慢地倒入上面的溶液中，边加边搅拌，最后定容搅拌均匀即可。

C母液配制技术1.浓缩倍数不能太高；

2.肥料一种一种加入，必须充分搅拌，且要等前一种肥料充分溶解后才能加入第二种肥料；3.母液置于阴凉避光处保存，C母液最好用深色容器贮存。母液配制过程的注意事项长时间贮存母液易产生沉淀，怎么办？记录表母液配制记录表配方名称使用对象A母液浓缩倍数配制日期体积计算人B母液浓缩倍数核查人体积配制人C母液浓缩倍数备注体积原料名称及称取量贮液池A母液B母液C母液进水管40%水80%水定容（二）工作液配制技术在直接称量配制工作营养液时，在贮液池中加入钙盐后不要立即加入磷酸盐等化合物，而应在水泵循环大约30分或更长时间之后再加入；微量元素化合物加入时也一样。

工作液配制过程的注意事项产生局部浓度过高而出现大量沉淀时，怎么办？工作液配制记录表配方名称使用对象备注工作液体积配制日期水pH值计算人工作液pH值核查人EC值配制人原料名称及称（移）取量记录表一、溶存氧的补充二、EC值的调整三、液温的控制四、pH值的调节五、营养液的更换第五节营养液的管理一、溶存氧的补充（一）含义与浓度1.含义：2.适宜浓度：≥4～5mg／L营养液中的溶存氧浓度（DissolvedO2，简称DO）是指在一定温度、一定大气压条件下单位体积营养液中溶解的氧气(O2)的数量，以mg/L来表示。（二）增氧措施

1.自然扩散2.人工增氧落差喷雾搅拌压缩空气给营养液中增氧给根系环境增氧循环流动、反应氧、增氧器；间歇供液、滴灌、间混作——给根系增氧（一）含义与测定方法1.含义表示？反映？2.公式营养液的总盐分(g/L)=1.0×EC（mS/cm）营养液的渗透压P(atm)=0.36×EC(mS/cm)3.测定方法电导率仪测定二、EC值的调整

电导率是指单位距离的溶液其导电能力的大小。电导率能反映溶液中盐分含量的高低，也能反映溶液的渗透压。

如何调节？1.水分的补充2.养分的补充补水后，测定EC值，进行全面补充。液位刻度液位恢复液位下降（二）水分和养分的补充（三）EC值调整依据1.不同作物2.同一作物不同生育期4.不同栽培方式5.不同营养液配方3.同一作物不同栽培季节1.适宜范围冬季：不低于13℃；夏季：不高于25℃。2.稳定措施（