第三章 无土栽培的营养液问题:1. 营养液配方保密吗？2. 每种植物都必须有一个专用的营养液配方吗？3. 配制营养液难不难？4. 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？内容：1. 营养液配制的水质要求2. 营养液配制的原料及其性质3. 营养液浓度的表示方法和计算4. 营养液的配方组成5. 营养液的配制技术6. 营养液的管理7. 营养液配方选集要求：了解了解掌握了解掌握掌握了解第一节 原料及其性质一.水的性质要求1. 水 自来水的 井水来 雨水源 洁净的水库水2. 水 硬度:45mg/LO2 求 NaCl含量:Sp-FePO4=1.310-22，可见肯定会造成FePO4的沉淀而致使作物出现缺铁症状。但事实上，在pH6.0时A-H配方配制的营养液不 会出现FePO4的沉淀。这主要是由于采用了有机螯合 物来螯合铁离子，使得Fe2+不易被氧化，而且不易与 PO43- 起化学反应而沉淀，从而使得Fe在营养液中可以保持较高的有效性。(4) Ca、Mg形成氢氧化物沉淀的可能性Ca、Mg形成氢氧化物沉淀的可能性主要是在营养液呈较强的碱性时才会发生。通过计算得知：形成Ca(OH)2沉淀的条件是：pH12.63；形成Mg(OH)2沉淀的条件是：pH9.98。产生的可能性：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pH值；只有在用碱液中和营养 液的生理酸性时，若操作不当就有可能出现营养液中局部碱 性很强、pH值过高而产生沉淀的可能。 解决方法：在加碱液中和酸性时，要用浓度较 稀的碱液，而且在加入碱液时要及时进行搅拌。四. 营养液氮源的选择(一) 植物吸收的氮素形态主要是铵态氮和硝态氮。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 同化为氨基酸和蛋白质，因此说铵态氮和硝态氮具 有同样的生理功效。Arnon(1937)的研究结论：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。普良尼斯尼科夫的结论：假如为每一种氮源提供最适 的条件，那么在原则上它们具有同样的营养价值，而 如果在某一条件下比较这两种氮源对植物的优越性， 则需视提供的条件是什么，有时铵态氮要好一些，而 有时硝态氮要好一些。直叶生菜硝态氮配方铵态氮配方硝态氮配方 铵态氮配方包心生菜硝态氮配方芥菜生菜目前世界上大多数营养液配方，都是采 用硝态氮作为氮源的。原因：主要是硝态氮所引起的生理碱性较为 缓慢且易于控制，植物对于NO3-N的过量吸收也不会对植物本身造成伤害；而铵态氮引 起的生理酸性较为迅速且难以控制，植物吸 收NH4+-N过多则易出现中毒的症状。 因此，利用硝态氮作为氮源对植物是较为安全的。(二) 营养液配方常用的氮源表 3-13不同氮源营养液的pH值变化氮 源试 验 日 期Ca(NO3)2NH4NO3(NH4)2SO4 11月5日(定植6.56.57.4 11月6日6.46.36.5 11月7日6.56.15.4 11月8日6.75.83.1 11月9日6.75.52.9 11月10日6.93.72.8)两者比较：一般情况下，铵态氮源所产 生的生理酸性较强，而且变化幅度也较大；而 硝态氮源所产生的生理碱性较弱且变化较缓慢 ，也容易控制。NO3-NH4+植物根系吸收不同形态氮源对根际pH值的影响直叶生菜硝态氮配方铵态氮配方铵态氮源都是生理酸性盐，例如 NH4Cl、(NH4)2SO4，甚至NH4NO3，特 别是NH4Cl和(NH4)2SO4的生理酸性更 强，这是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，同时植物在吸收 NH4+之后根系大量分泌出H+，使得介 质的pH下降。介质中高浓度的H+对植物吸 收Ca2+有很强的拮抗作用，易使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 生根系腐烂等现象。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OH-，使得介质的pH值上升，其结果是可 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。芥菜生菜使用硝态氮作为氮源对人类也是安全的吗?研究发现：硝酸盐是一种对人和动物有害的 物质，对成人的致命剂量为1570mg/kg(体重)。硝 酸盐在硝化系统和泌尿系统里通过大肠杆菌还原为 亚硝酸盐。食用蔬菜后，在口腔即可形成亚硝酸盐 。亚硝酸盐破坏血液吸收氧的能力，致使哺乳动物 患正血红蛋白症，严重者致死，亚硝酸盐对成人的 致命剂量约为20mg/kg(体重)。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(WHO/FAO) 规定：蔬菜硝酸盐含量的允许上限为432mg/kg(鲜重)蔬菜亚硝酸盐含量的允许上限为4mg/kg(鲜重)蔬菜NO3-N NO2-N蔬菜NO3-N NO2-N 菜心1354.252.666蕹菜540.003.520小白菜1150.201.530生菜421.000.757大白菜1220.001.209油麦菜346.501.159芥蓝蓝1130.502.063西洋菜220.330.941青花菜 729.502.013莙荙荙菜469.001.309芥兰头兰头 480.000.104荷兰兰豆616.330.238芥菜 996.751.611豆苗663.001.008芹菜1290.000.757萝萝卜427.000.506落葵 784.000.305番茄189.000.305茼蒿 583.004.525云南小瓜246.000.707菠菜 673.501.410木瓜268.000.204表 流溪河流域蔬菜硝态氮和亚硝态氮含量 (mg/kg)据广州市农业局（2003）(三) 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通过在营养液中以铵态氮或酰胺态氮来全 部或部分代替原有配方中的硝酸盐，并控制营 养液的pH值变化和适当增加Ca2+、K+等的供 应量，使作物生长正常，产量不降低而产品的 硝酸盐含量降低。2.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， 可以达到降低产品中硝酸盐含量的目的。例如：华南农业大学无土栽培技术研究 室近年来的试验表明，通过在收获前1周中 断氮素的供应，可把生菜和菜心等叶菜类的 硝酸盐含量降低到规定标准以下，而此时的 蔬菜产量并没有明显的降低。3. 有机生态型无土栽培中国农科院花卉蔬菜研究所试用“有机 生态型无土栽培”，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 降低产品的硝酸盐含量。存在问题：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 的供应不平衡，而且有机肥中养分的释放过程 难以调控，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 必须分解为无机的形态才易被作物吸收，作物 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为一定量的补充，而不能完全代替化学肥料。五.营养液的酸碱度(一) 酸碱度的概念溶液的酸碱度：是指溶液中氢离子(H+)或氢 氧根离子(OH-)浓度(以mol/L表示)的多少。表示方法：一般采用索仑生(Sorensen)提出的 H+浓度的负对数来表示。这个负对数值称为 氢离子指数或pH值，这里的p是指负对数的意 思，即 pH=lgH+。在25时，纯水的离子积常数Kw=H+OH-=110-14， 即H+=OH-=10-7mol/L，即有110-7mol/L的水解离为H+和OH-。纯水的离子积常数Kw(H2O)会随温度的升高而升高。一般以 25时 Kw(H2O)=110-14 作为计算的标准。溶液中的H+离子浓度和OH-离子浓度之间存在着 严格的比例关系，一般用pH来表示溶液中H+和OH-离子之间的关系，这时称为酸度；偶尔也有人用 pOH来表示，这时称为碱度。H+、OH-、pH、pOH与溶液酸、碱性的关系：一般地，中性溶液：H+ =10-7mol/L， 即H+=OH-，pH7酸性溶液：H+10-7mol/L，即H+OH-，pH7碱性溶液：H+10-7mol/L，即H+OH-，pH7因为：H+OH-=110-14 所以： pHpOH14(二) 营养液的pH值对植物生长的影响直接影响： pH过高或过低(一般在 49外)都会伤害植物的根系；间接影响：使营养液中 的营养元素有效性 降低以至失效不同作物的最适pH值范围有所不同。一般将营养液的pH控制在5.56.5范围。表314几种作物的最适pH值范围作物 最适pH值值作物 最适pH值值作物 最适pH值值苜蓿7.28.0大豆6.57.5燕麦5.07.5 甜菜7.07.5豌豆6.07.0荞荞麦4.77.5 大麻6.77.4菜豆6.47.1萝萝卜5.07.3 白菜6.57.4三叶草6.07.0胡萝萝卜5.67.0 黄瓜6.47.5棉花6.57.3番茄 5.08.0 洋葱6.47.5莴莴苣6.07.0亚亚麻5.56.5 小麦6.37.5向日葵6.06.8马铃马铃 薯4.56.3 大麦6.07.5粟5.57.5茶4.05.5 玉米6.07.5黑麦5.07.7蕹菜3.06.6(三) 营养液的酸碱度变化主要受以下因素的影响：1. 营养液中生理酸性盐和生理碱性盐的用量和比例 其中以氮 源和钾源的化合物所引起的生理酸碱性变化最大。2. 每株植物所占有营养液体积的大小 3. 营养液的更换频率 通过营养液的更换可以减轻pH值变化的强度和延缓其变化的速度。但在生产中使用不经济且费时 费力。只有在进行严格的科学试验时才会用到这种方法。4. 配制营养液的水质 如果使用硬水来配制营养液，其pH值 在栽培过程中会升高，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。(四) 营养液pH值的控制1. 酸碱中和的方法 (治标) 营养液管理的内容2. 调整营养液配方的方法 (治本) 通过调整营养液配方中所使用的生理酸性盐和生理碱性盐的种类、用量和相互之间的比 例，使营养液的pH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。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收 后的变化规律，通过一系列的植物吸收试验 来调整出一个有着较为稳定pH变化范围的良 好配方。首先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 吸收之后的pH值变化趋势；然后在前人已有的配方的基础上进行探索 性的试验。pH值稳定的营养液配方的设计：六. 营养液的铁源无机铁盐：最早使用，但易氧化，也易产生沉淀；有机酸铁：如柠檬酸铁、酒石酸铁，稳定性较差；螯合铁：效果很好，最常用的螯合剂是EDTA。产品有NaFe-EDTA和Na2Fe-EDTA。七. 微量元素的供给通常是指B、Mn、Zn、Cu、Mo五种，它们在营养液中供给的浓度范围较 狭小。八.营养液的有机营养营养液中不需加入有机物质。有机 螯合剂的作用是保护铁的有效性。表315 微量元素使用的浓度范围及推荐用量微量元素使用范围围 （元素mg/l）推荐用量 （元素mg/l） 铁铁1.45.62.85.6硼0.11.00.5锰锰0.11.00.5锌锌0.020.20.05铜铜0.010.10.