營養(yǎng)液處方制作基礎(chǔ)

1、營養(yǎng)液處方制作基礎(chǔ)劉和風(fēng) 段春玲 張瑞英一、在培養(yǎng)液栽培中營養(yǎng)液的重要性培養(yǎng)液栽培法是由各種系統(tǒng)組成的，在不同的系統(tǒng)中，獨自專一的營養(yǎng)液是培養(yǎng)液栽培的重點。營養(yǎng)液的適合性、專一性包括營養(yǎng)液的組成、合成分的比例、營養(yǎng)液的濃度以及管理方法等。除此以外，還要受栽培環(huán)境、植物種類和發(fā)育階段的影響。從這個意義上來看。無論哪個系統(tǒng)都有一個共同的問題，那就是都會對營養(yǎng)液的管理產(chǎn)生影響，而且還不僅僅只是單純地對營養(yǎng)液的管理產(chǎn)生影響，在這其中，對營養(yǎng)液的測定、控制都會造成很大的困難。營養(yǎng)液的組成和濃度的管理，也就是所謂的肥料管理，是實現(xiàn)現(xiàn)代化、商品化、規(guī)?；a(chǎn)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分。我國在營

2、養(yǎng)液栽培方面起步較晚，目前還沒有自己獨立的理論體系。日本在營養(yǎng)液的配方研究、開發(fā)方面起步較早，開發(fā)了多種配方，并在實際生產(chǎn)中得到大量的應(yīng)用。為了促進我國營養(yǎng)液栽培方面的發(fā)展，現(xiàn)以日本山崎處方為例，介紹一下營養(yǎng)液處方制作的基礎(chǔ)知識。二、營養(yǎng)液制作的條件植物生長發(fā)育必需的無機養(yǎng)分，主要元素有氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)；微量元素有鐵(Fe)、硼(B)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鋁(Mo)；還有作為副成分出現(xiàn)的硅(Si)、氫(CI)、鋁(AI)、鈉(Na)等。水培使用的培養(yǎng)液，除了需要這些元素(成分)的適當(dāng)比例的同時，還必須包含適當(dāng)?shù)臐舛?。另外在營養(yǎng)液的配

3、制時，一定不要忘記原木的水質(zhì)情況，原水通常指地下水、自來水、河水等。在原水所含的各種成分中，可以作為肥料出現(xiàn)的有Ca、Mg、Na等離子。在使用這些水配制營養(yǎng)液時。要相應(yīng)地減少這些離子的含量。由于植物不能完全吸收，就會在植物的栽培基質(zhì)中積累下來，久而久之，就會變成有害的物質(zhì)，出現(xiàn)一些危害植物生長的現(xiàn)象。表一 大量元素的原子量、吸收形態(tài)、離子價數(shù)、當(dāng)量重 元素元素符號原子量離子形態(tài)價數(shù)當(dāng)量重氮N14NO3-、NH4+114/1=14磷P31PO43-331/3=10.3鉀K39K+139/1=39鈣Ca40Ca2+240/2=20鎂Mg24Mg2+224/2=12三、營養(yǎng)液制作的理論知識在營養(yǎng)液的

4、成分中，必須清楚的是作為肥料的五大元素，氮、磷、鉀、鈣、鎂。這五個元素的原子量和價數(shù)必須熟記(見表一)。這些元素和元素組成的化合物(鹽肥料)，在水中分別溶解為陽離子或陰離子。被植物吸收，肥料就是由這些陽離子和陰離子以等同的當(dāng)量數(shù)結(jié)合起來，這一點很重要。舉例說明，如果把101克KNO3(硝酸鉀)溶解在1升的水中，就可以得到1摩爾的KNO3溶液。此時，溶液中就含有1當(dāng)量的K(39克升)和1當(dāng)量的NO3(62克升)。再把它稀釋1000倍，它的千分之一就是毫克當(dāng)量。通常使用的濃度就是毫克當(dāng)量。對于KNO3來說，把10l毫克溶解在1升的水中，它就變成1毫克當(dāng)量。為什么不使用百分數(shù)(%)或百萬分之一(pp

5、m)來表示溶液的濃度呢?這是因為，肥料的成分是以溶解的離子狀態(tài)發(fā)揮作用的，即陰離子和陽離子兩種形式，因此必須考慮到雙方能否以離子狀態(tài)(不結(jié)合成易揮發(fā)、沉淀的物質(zhì))存在。如果使用摩爾濃度和當(dāng)量濃度的話，處理的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)整數(shù)化和單純化，關(guān)于肥料的計算也比較容易。作為不用考慮以陰、陽離子狀態(tài)存在的微量元素來說，完全可以只用ppm濃度來表示。表二是主要肥料鹽的分子式、當(dāng)量重和成分含量，如果以此為基礎(chǔ)，可以計算肥料中有效成分的含量。表三列出了作為肥料使用的一些鹽的成分(陰離子、陽離子)，以它們?yōu)榛A(chǔ)進行肥料設(shè)計時使用的基本數(shù)據(jù)，特別是溶解度在營養(yǎng)液配制過程中很重要，在不考慮溶解方法的條件下，盡量使用容

6、易溶解的肥料鹽。目的是在濃縮的肥料桶內(nèi)不要形成沉淀，濃縮的A液和B液中必須考慮到是否會有兩種離子結(jié)合成沉淀物，如Ca2+和C032-就不能同處在一個肥料桶里，否則就會形成碳酸鈣沉淀。四、營養(yǎng)液的基本性質(zhì)以國試處方均衡培養(yǎng)液(貝表四)為例，來看一下營養(yǎng)液的基本性質(zhì)。國試處方是日本最普遍使用的水培養(yǎng)液處方。表的內(nèi)容可以從以下幾個方面分別敘述。表四 園試處方均衡營養(yǎng)液 肥料鹽陽離子濃度（meq/l）陰離子濃度（meq/l）摩爾濃度(mM/l) 分子量肥料鹽濃度(mg/l)NH4-NKMgCaH計NO3-NPO4-PSO計Ca(NO3)2·4H2O    8&#

7、160;88  84236.2944.6KNO3 8   88  88101.1808.9NH4H2PO44/3   8/34 4 44/3115.0153.4MgSO4·7H2O  4  4  442496.0496.0合計4/38488/324164424   表五 營養(yǎng)液的設(shè)計表 肥料鹽陽離子濃度（meq/l）陰離子濃度（meq/l）摩爾濃度(mM/l) 分子量

8、肥料鹽濃度(mg/l)NH4-NKMgCaH計NO3-NPO4-PSO計Ca(NO3)2·4H2O            236.2 KNO3           101.1 NH4H2PO4           115.0 Mg

9、SO4·7H2O           496.6               合計              1. 無論什么鹽都用當(dāng)量單位表示，陽離子和陰離子濃度的當(dāng)量數(shù)是相等的；2. 肥料

10、中所有陽離子和陰離子合計的當(dāng)量數(shù)也理所當(dāng)然的相等；3. 不同的鹽在水中分解成離子，陰、陽離子的價數(shù)是完全相等的。如果由不同的鹽提供的Ca2+和SO42-處在同一溶液中就會結(jié)合成沉淀物CaSO4，為了避免出現(xiàn)類似的情況，肥料濃縮液往往分為A液和B液，使它處在不同的容器。當(dāng)然。最后這些離子還是要處在同一容器內(nèi)或植物生長的同一基質(zhì)內(nèi)的，只是離子的濃度很低，不至于形成沉淀物。在園試處方中，應(yīng)該記住的是氮16、鉀8、鈣8、磷4、鎂4這幾個數(shù)字，記住這幾個數(shù)字對營養(yǎng)液的配制是很有必要的。這些數(shù)字全部是它們的毫克當(dāng)量數(shù)。簡單的記法可以是16、4、8、8、4(N、P、K、Ca、Mg)，如果象這樣用當(dāng)量來表示營

11、養(yǎng)液濃度的話，就會使之簡單并容易記住。讓我們再看一下表四，將肥料鹽溶入水中，變成以陰、陽兩種離子存在的可以用當(dāng)量來表示濃度液。對Ca(NO3)2來說，Ca和NO3中的N其離子濃度都是8毫克當(dāng)量。此時溶液中全部的陰離子和陽離子毫克當(dāng)量的合計數(shù)都是24(這時溶液的EC值大約是合計值的十分之一，即2.4dsm)。在這個表里還有摩爾濃度這一項。1分子量(g)的元素或鹽溶解在1升水中得到的溶液的濃度是1摩爾濃度。摩爾濃度很容易和當(dāng)量濃度混淆，1摩爾的溶液里，如果某個陰離子的價數(shù)是2價的話，那么它就是2個當(dāng)量，如果是3價的話，它就是3個當(dāng)量。從這里看，用當(dāng)量作基本單位，要比摩爾更合適。構(gòu)成分子的元素，可以

12、判斷出在分子中離子的價數(shù)，以Ca(NO3)2為例，Ca的價數(shù)是2價，可以和1價的2個NO3進行結(jié)合。所以，把1毫摩爾的這種肥料溶解，就可以得到40毫克的Ca和28毫克的NO3，其當(dāng)量數(shù)都是2毫克當(dāng)量，這一點也要很好的理解。五、營養(yǎng)液的設(shè)計和處方1. 營養(yǎng)液的設(shè)計營養(yǎng)液的設(shè)計，使用表五的設(shè)計用紙比較好理解，以下是它的設(shè)計程序。首先，在營養(yǎng)液設(shè)計表酌供求欄里，寫上陰、陽離子的目標濃度；設(shè)計主要元素時，要盡量高效率地使用肥料鹽。在變換肥料鹽改變元素的平衡(濃度比)時。要盡量避免一些對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響的如SO42-、C1-、Na+等離子的使用；對各元素的陰、陽離子的總量進行平衡；一定不能對S

13、O42-、Cl、Na+等離子不加限制地使用，因為它們會對植物造成危害。所以一定要把它們的濃度控制在使植物免遭危害的范圍內(nèi)；當(dāng)離子的總量增加到一定程度時，培養(yǎng)液的溶解能力就會降低，對水的吸收就會受到抑制。一些不需要的離子就會結(jié)合成鹽而從培養(yǎng)液中沉淀，例如，Na+和SO42-要是過剩的話。就會結(jié)合成Na2SO4而變成沉淀；在選擇肥料時，溶解度可能比較大，但是它們所分解后形成的陰、陽離子再組合的，溶解度可能會變小，這種情況也一定要考慮進去；選擇使用肥料鹽，寫到左邊的一欄里，要盡量使用溶解度高的肥料鹽。另外，含鈣的鹽溶解度一般都不高，在使用時，設(shè)計鈣的磷酸鹽和硝酸鹽可能比較好一些，再就是在選擇肥料鹽時

14、，要把價格的因素也考慮進去；最后，計算出肥料鹽的摩爾濃度、當(dāng)量濃度以及濃度為1摩爾鹽溶液所需要肥料的鹽的量，并把它們記入相應(yīng)的欄內(nèi)。此時，要注意肥料鹽的結(jié)晶水的數(shù)量，因為同一種肥料鹽含結(jié)晶水不一樣的情況很多。表六 幾種蔬菜葉中無機成分（主要元素）的含有率（干物質(zhì)重%）種類全NPKCaMg黃瓜4.620.776.163.860.78西紅柿5.150.546.782.920.76菜椒5.910.517.021.830.82胡蘿卜5.331.084.663.120.51菠菜5.760.628.380.721.43表七 培養(yǎng)液處方的計算方法（以表六中黃瓜為例）   全NPKCaMg

15、含有率原子量lme(mg)me比me(k=8)4.620.776.163.860.781431394024140.33940/2=2024/2=124.62/14=0.330.77/10.3=0.0756.16/39=0.163.86/20=0.190.78/12=0.065k;8/0.16=50,各數(shù)值乘以50，毫克當(dāng)量比可變成以下數(shù)值0.33x500.075x500.16x500.19x500.065x5016.53.789.53.32. 山峙法是從植物的無機成分的含有率或含有量來設(shè)計培養(yǎng)處方的園試處方是日本農(nóng)學(xué)家山崎先生，通過分析黃瓜(見表六)的五大元素的含量而制出的。采用這種方法，能夠

16、分析出各元素的吸收比例，當(dāng)然也就可以根據(jù)這一結(jié)果制訂出黃瓜的營養(yǎng)液處方。表七就是以表六黃瓜欄為基礎(chǔ)，將營養(yǎng)處方的制作方法表示出來。首先根據(jù)各元素的含有率(%)和1毫克當(dāng)量數(shù)計算出毫克當(dāng)量比為0.827；為了便于進一步考慮培養(yǎng)液處方的制訂，把K元素的毫克當(dāng)量數(shù)變成8，其他元素也變成相應(yīng)的值了。其結(jié)果在表七的最下面一欄。當(dāng)然它的值除了K元素以外，其他值都和園試處方有所不同；將表七的結(jié)果放入表四中，選擇合適的肥料鹽。山崎先生用這個毫克當(dāng)量比為基礎(chǔ)，分別按14、12、1、2，四個單位進行試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)毫克當(dāng)量比為1時，蔬菜生長最好，這個組成又是在均衡培養(yǎng)液的框架下配制出來的。所以把它當(dāng)作后園試處方進行

17、推廣使用。3. 以植物離子吸收濃度為基礎(chǔ)，設(shè)計營養(yǎng)液處方山崎先生研究的方法主要是將植物進行水培，間隔一段時間測定營養(yǎng)液以及植物體中各元素含量，將一定期間內(nèi)吸收的肥料作為n，同時吸收的水量作為W，而形成不同的nw比，這里的W是葉面蒸騰量、液面蒸發(fā)量和生長吸收量之和，而并非真正的吸水量，nW盡管不是根的吸收濃度，但對營養(yǎng)液管理中的濃度管理有一定參考意義，能顯示作物的特性。植物對吸收養(yǎng)分的吸收濃度稱為nW。植物對培養(yǎng)液吸收的組成、濃度、循環(huán)方式在培養(yǎng)液中的變化很小。從保證植物生長發(fā)育良好的角度考慮，每種植物都要先測定其主要元素的含有率，然后使用山崎的計算方法，確定其肥料處方，這也稱為山崎處方。在al的容器內(nèi)加入m的肥料，