1、 第一节第一节 原料及其性质原料及其性质一一. .水的性质要求水的性质要求 1. 水水 自来水自来水 的的 井水井水 来来 雨水雨水 源源 洁净的水库水洁净的水库水 2. 水水 硬度硬度:45mg/LO2 求求 NaCl含量含量:2mmol/L 余氯余氯:Cl0.3mg/L 重金属及其它有害元素重金属及其它有害元素 水分水分软水软水和和硬水硬水(指含有较多钙、镁盐的水指含有较多钙、镁盐的水)； 钙盐钙盐主要是重碳酸钙主要是重碳酸钙Ca(HCO3)2、硫酸钙、硫酸钙(CaSO4)、氯化钙氯化钙(CaCl2)和碳酸钙和碳酸钙(CaCO3)； 镁盐镁盐主要为氯化镁主要为氯化镁(MgCl2)、硫酸镁、
2、硫酸镁(MgSO4)、重碳、重碳酸镁酸镁Mg(HCO3)2和碳酸镁和碳酸镁(MgCO3) 表表3-2 重金属及有害健康的元素容许限重金属及有害健康的元素容许限 元素元素 容许限容许限元素元素 容许限容许限 汞汞(Hg) 0.005mg/L 镉镉(Cd) 0.01mg/L 硒硒(Se) 0.01mg/L 砷砷(As) 0.01mg/L 铬铬(Cr) 0.05mg/L 铅铅(Pb) 0.05mg/L 铜铜(Cu) 0.10mg/L 锌锌(Zn) 0.20mg/L 铁铁(Fe) 0.50mg/L 氟氟(F) 1.00mg/L二二.营养元素化合物及辅助原料的性质及要求营养元素化合物及辅助原料的性质及要
3、求 分分 级级 用用 途途 说说 明明 备注备注 化学试剂化学试剂 严格试验严格试验 杂质极少杂质极少 (分分GR,AR 时使用时使用 和和CP) 医药用试剂医药用试剂 必要时用必要时用 杂质较少杂质较少 工业用化合物工业用化合物 生产常用生产常用农用化合物农用化合物 生产首选生产首选常含杂质常含杂质, ,使用时应折使用时应折算为纯品算为纯品每次购买每次购买均需分析均需分析有效含量有效含量 表表3 33 3 化合物的分级及选用化合物的分级及选用不同作物对营养液的总浓度要求有较大差异，如：不同作物对营养液的总浓度要求有较大差异，如： 表表 3- 8 不同植物对营养液总浓度的要求不同植物对营养液总
4、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%， 有些植物有些植物就会表现出不同程度的盐害症状。就会表现出不同程度的盐害症状。因此，因此，
5、在确定营养液配方的总浓度时在确定营养液配方的总浓度时 要考虑植物的耐要考虑植物的耐盐程度。盐程度。(二二) 配方中营养元素的比例和浓度要求配方中营养元素的比例和浓度要求 1. 营养液配方的生理平衡性营养液配方的生理平衡性 生理平衡：生理平衡：指植物能从营养液中吸收到符合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，且吸收的其生理要求所需的一切营养元素，且吸收的数量比例要符合其生理要求。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拮抗作用，主要是营养元素之间的拮抗作用，它会使植
6、物对某一种营养元素的吸收量减少以它会使植物对某一种营养元素的吸收量减少以致出现生理失调的症状。致出现生理失调的症状。 例如，例如，阳离子阳离子中中Ca2+对对Mg2+吸收的拮抗吸收的拮抗作用；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+吸收的吸收的抑制作用尤其明显，如在酸度较低时，常会由抑制作用尤其明显，如在酸度较低时，常会由于于Ca2+的吸收受阻而出现缺钙的生理失调症状；的吸收受阻而出现缺钙的生理失调症状； 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拮抗作用。在着不同程度
7、的拮抗作用。 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 制定营养液配方的实例：制定营养液配方的实例： 例例1：Arnon-Hoagland以植株分析确定番茄营养液配方的方法以植株分析确定番茄营养液配方的方法 表表 3- 9 Arnon-Hoagland 以植株分析确定以植株分析确定番茄番茄营养液配方的步骤和方法营养液配方的步骤和方法 营营 养养 元元 素素 步步 骤骤 内内 容容 N P
8、 K Ca Mg S 小计小计 1 正常生长的正常生长的番茄番茄每株一生吸收营每株一生吸收营 养元素的数量养元素的数量 (g/ 株株 ) 14.79 3.68 23.06 7.10 2.84 1.80 53.27 2 步骤一的吸收量换算成毫摩尔数步骤一的吸收量换算成毫摩尔数 ( mmol) 1069.3 118.7 591.3 177.5 118.3 56.3 2131.4 3 以毫摩尔数计，每种元素占有吸以毫摩尔数计，每种元素占有吸 收总量的百分数收总量的百分数 (%) 50.17 5.57 27.74 8.33 5.55 2.64 100.00 4 确定出配方的总浓度为确定出配方的总浓度为
9、 37mmol/L 时各营养元素的占有量时各营养元素的占有量 ( mmol) 18.56 2.06 10.27 3.08 2.05 0.98 37.00 确定各种配方中肥料的毫摩尔数确定各种配方中肥料的毫摩尔数 (mg/L) Ca(NO 3 ) 2 .4H 2 O 3mmol NO 3 - : 6 3 708 KNO 3 10mmol NO 3 - : 10 10 1011 NH 4 H 2 PO 4 2mmol NH 4 + :2 2 230 5 MgSO 4 .7H 2 O 2mmol 2 2 493 营养元素毫摩尔数营养元素毫摩尔数 ( mmol) 18 2 10 3 2 2 37 6
10、合计合计 配方中肥料总量配方中肥料总量 (mg /L) 2442 例例2：山崎肯哉根据植物吸收营养液中的养分和水分的比值来：山崎肯哉根据植物吸收营养液中的养分和水分的比值来确定营养液配方的方法：确定营养液配方的方法： 表表 3-10 山崎以植物吸水和吸肥的关系确定山崎以植物吸水和吸肥的关系确定黄瓜黄瓜营养液配方的步骤和方法营养液配方的步骤和方法 步步 骤骤 内内 容容 N P K Ca Mg S 吸肥量吸肥量 (g) 与吸与吸 水量水量 (L) 的比值的比值 1 每株正常生长的每株正常生长的黄瓜黄瓜一生一生 吸收营养元素的数量吸收营养元素的数量 (n 值，值， mmol/ 株株 ) 2253.
11、8 173.4 1040.2 606.8 346.8 未测未测 2 每株黄瓜一生吸水量每株黄瓜一生吸水量 (w 值值 ) 为为 173.36L 时各营养时各营养 元素的元素的 n/w 值值 ( mmol/L) 13 1 6 3.5 2 - 3 确定各种肥料的用量确定各种肥料的用量 Ca(NO 3 ) 2 .4H 2 O 3.5mmol/L KNO 3 6mmol/L NH 4 H 2 PO 4 1mmol/L MgSO 4 .7H 2 O 2mmol/L NO 3 -N:7 NO 3 -N:6 NH 4 + -N:1 - - - 1 - - 6 - - 3.5 - - - - - - 2 -
12、- - 2 5. 换算值换算值 (g/L) 0.826 0.606 0.114 0.492 4 合计营养元素毫摩尔数合计营养元素毫摩尔数 ( mmol/L) 14 1 6 3.5 2 2 28.6 5 换算为肥料用量换算为肥料用量 (g/L) 总盐分总盐分 2.038(g/L) 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，从而使得营养液中某些营养元素的
13、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(Sp)时，就会产生沉淀，否时，就会
14、产生沉淀，否则，就没有沉淀的产生。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： Sp-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： 表表311 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+ 10 10-3 ； NO3- 610-3 NH4H2PO4 0.230 NH4+ 210-3 ； H
15、2PO4- 210-3 MgSO4.7H2O 0.493 Mg2+ 210-3 ； SO42- 210-3FeSO4.7H2O 0.0139 Fe2+ 510-5 ； SO42- 510-5(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
16、-6 Sp-CaSO4=9.110-6 即说明即说明A-H配方中不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A-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-FePO4=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
17、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。
18、 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、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
19、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。 四四. 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。 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
20、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，而，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，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。有时硝态氮要好一些。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硝态氮配
21、方硝态氮配方芥菜芥菜生菜生菜原因：原因：主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的。较为安全的。(二二) 营养液配方常用的氮源营养液配方常用的氮源表表 3-13 不同氮源营养液的不同氮源营养液的pH值变化值变化
22、氮氮 源源 试试 验验 日日 期期 Ca(NO 3 ) 2 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
23、，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。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。 介质中高浓度的介质中高浓
24、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，其结果是可能造成某，其结果是
25、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。 芥菜芥菜生菜生菜使用硝态氮作为氮源对使用硝态氮作为氮源对人类人类也是安全的吗也是安全的吗? 研究发现：研究发现：硝酸盐硝酸盐是一种对人和动物有害的是一种对人和动物有害的物质，对成人的物质，对成人的致命剂量为致命剂量为1570mg/kg(体重体重)。硝酸盐在硝化系统和泌尿系统里通过大肠杆菌硝酸盐在硝化系统和泌尿系统里通过大肠杆菌还原还原为亚硝酸盐为亚硝酸盐。食用蔬菜后，在口腔即可形成亚硝酸。食用蔬菜后，在口腔即可形成亚硝酸盐。盐。亚硝酸盐亚硝酸盐破坏血液吸收
26、氧的能力，致使哺乳动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，亚硝酸盐对成人物患正血红蛋白症，严重者致死，亚硝酸盐对成人的的致命剂量约为致命剂量约为20mg/kg(体重体重)。 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432mg/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)表表 流溪河流域蔬菜硝态氮和亚硝态氮含量流溪河流域蔬菜硝态氮和亚硝态氮含量 (mg/kg)
27、据广州市农业局（2003）(三三) 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氮来全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部或部分代替原有配方中的硝酸盐，并控制营，并控制营养液的养液的pH值变化和适当增加值变化和适当增加Ca2+、K+等的供等的供应量，使作物生长正常，产量不降低而产品的应量，使作物生长正常，产量不降低而产品的硝酸盐含量降低。硝酸盐含量降低。 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
28、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。 例如：例如：华南农业大学无土栽培技术研究华南农业大学无土栽培技术研究室近年来的试验表明，通过在收获前室近年来的试验表明，通过在收获前1周中周中断氮素的供应，可把生菜和菜心等叶菜类的断氮素的供应，可把生菜和菜心等叶菜类的硝酸盐含量降低到硝酸盐含量降低到规定标准规定标准以下，而此时的以下，而此时的蔬菜产量并没有明显的降低。蔬菜产量并没有明显的降低。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
29、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供应不平衡，而且有机肥中养分的释放过程的供应不平衡，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，作物必须分解为无机的形态才易被作物吸收，作物直接利
30、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。 五五. .营养液的酸碱度营养液的酸碱度(一一) 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
31、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+。 在在25时，纯水的离子积常数时，纯水的离子积常数 Kw=H+OH-=110-14， 即即H+=OH-=10-7mol/L，即有，即有110-7mol/L的水解离为的水解离为H+和和OH-。 纯水的离子积常数纯水的离子积常数Kw(H2O)会随温度的升高会随温度的升高而升高。一般以而升高。一般以 25时时 Kw(H2O)=110-14 作为计算的标准。作为计算的标准。 溶液中的溶液中的H+离子浓度和离子浓度和OH-离子浓度之间存在着离子浓度之间存在着严格的比例关系，一般用严格的比例关系，一般用pH来
32、表示溶液中来表示溶液中H+和和OH-离子之间的关系，这时称为酸度；偶尔也有人用离子之间的关系，这时称为酸度；偶尔也有人用pOH来表示，这时称为碱度。来表示，这时称为碱度。 H+、OH-、pH、pOH与溶液酸、碱性的关系：与溶液酸、碱性的关系：一般地，一般地， 中性溶液：中性溶液：H+ =10-7mol/L， 即即H+=OH-，pH7 酸性溶液：酸性溶液：H+10-7mol/L，即，即H+OH-，pH7 碱性溶液：碱性溶液：H+10-7mol/L，即，即H+OH-，pH7 因为：因为：H+OH-=110-14 所以：所以： pHpOH14 (二二) 营养液的营养液的pH值对植物生长的影响值对植物
33、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。 表表314几种作物的最适几种作物的最适pH值范围值范围(三三) 营养液的酸碱度变化营养液的酸碱度变化主要受以下因素的影响：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
34、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。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每株植物所占有营养液体积的大小 3. 营养液的更换频率营养液的更换频率 通过营养液的更换可以减轻通过营养液的更换可以减轻pH值变化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。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值值在栽培过程中会升高，
35、这可通过适当调整配方中的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。用量以及用稀酸液中和的方法来进行控制。 (四四) 营养液营养液pH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) 营养液管理的内容营养液管理的内容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生理酸性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，使营养液的例，使营养液的pH值值在种植作物的过程中可在种植作物的过程中可以稳定在一个适宜作物
36、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，通过一系列的植物吸收试验后的变化规律，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。 首先首先要熟悉各种盐类的化学性质和生理反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应性质，以把握其在溶液中以及被植物选择性吸收之后的吸收之后的pHpH值变化趋势；值变化趋势； 然后然后在前人已有的配
37、方的基础上进行探索在前人已有的配方的基础上进行探索性的试验。性的试验。 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：表表315 微量元素使用的浓度范围及推荐用量微量元素使用的浓度范围及推荐用量第三节第三节 营养液的配制技术营养液的配制技术一一. 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！ 二二.营养液的配制技术营养液的配制技术(一一)
38、原料及水的纯度计算原料及水的纯度计算 1. 原料原料 配制营养液的原料大多使用配制营养液的原料大多使用工业原料或农工业原料或农用肥料用肥料，常含有吸湿水和其它杂质，纯度较低，常含有吸湿水和其它杂质，纯度较低，因此，在配制时要因此，在配制时要按实际含量来计算按实际含量来计算。 2. 水水 在在硬水地区硬水地区，应根据硬水中所含，应根据硬水中所含Ca2+2+、Mg2+2+数量数量的多少，将它们从配方中扣除，减少了的氮可用的多少，将它们从配方中扣除，减少了的氮可用硝酸硝酸(HNO3 3)来补充，加入的硝酸不仅起到补充氮来补充，加入的硝酸不仅起到补充氮源的作用，而且可以中和硬水的碱性。源的作用，而且可
39、以中和硬水的碱性。 另外，通过测定硬水中各种另外，通过测定硬水中各种微量元素微量元素的含量，与的含量，与营养液配方中的各种微量元素用量比较，如果水营养液配方中的各种微量元素用量比较，如果水中的某种微量元素含量较高，在配制营养液时可中的某种微量元素含量较高，在配制营养液时可不加入，而不足的则要补充。不加入，而不足的则要补充。 在在软水地区软水地区，水中的化合物含量较低，只要是，水中的化合物含量较低，只要是符合前述的水质要求，可直接使用；符合前述的水质要求，可直接使用； (二二)营养液的配制方法营养液的配制方法 配制配制浓缩营养液浓缩营养液 ( (母液母液) )工作营养液工作营养液 ( (栽培营养
40、液栽培营养液) )1. 浓缩营养液浓缩营养液(母液母液)稀释法稀释法 首先把相互之间不会产生沉淀的化合物分首先把相互之间不会产生沉淀的化合物分别配制成浓缩营养液，然后根据浓缩营养液别配制成浓缩营养液，然后根据浓缩营养液的浓缩倍数稀释成工作营养液。的浓缩倍数稀释成工作营养液。 (1) 浓缩营养液的配制浓缩营养液的配制 浓缩倍数：浓缩倍数：根据配方中各种化合物的用量及其根据配方中各种化合物的用量及其溶解度来确定。溶解度来确定。大量元素大量元素一般可配制成浓缩一般可配制成浓缩100、200、250或或500倍倍液；液；微量元素微量元素由于其用由于其用量少，可配制成量少，可配制成500或或1000倍液
41、。倍液。 化合物分类：把相互之间不会产生沉淀的化合物放化合物分类：把相互之间不会产生沉淀的化合物放在一起溶解。一般将一个配方的各种化合物分为不在一起溶解。一般将一个配方的各种化合物分为不产生沉淀的产生沉淀的3类，其中：类，其中： 浓缩浓缩A液液以钙盐为中心，凡不与钙盐产生沉以钙盐为中心，凡不与钙盐产生沉淀的化合物均可放置在一起溶解；淀的化合物均可放置在一起溶解； 浓缩浓缩B液液以磷酸盐为中心，凡不与磷酸盐产以磷酸盐为中心，凡不与磷酸盐产生沉淀的化合物可放置在一起溶解；生沉淀的化合物可放置在一起溶解； 浓缩浓缩C液液将微量元素以及起稳定微量元素有将微量元素以及起稳定微量元素有效性效性(特别是铁特
42、别是铁)的络合物放在一起溶解。的络合物放在一起溶解。 以华南农业大学叶菜类配方为例：以华南农业大学叶菜类配方为例： A液液华农叶菜华农叶菜B方方A液液250倍倍B液液华农叶菜华农叶菜B方方B液液250倍倍C液液1000倍倍EDTAFeMoBCuZnMn(2) 稀释为工作营养液稀释为工作营养液容容 器器不断循环不断循环 或搅拌或搅拌 H2O（步骤（步骤1） 加入加入 50水水 （步骤（步骤2） 量取量取A液液 加入加入 量取量取C液液 稍稀释稍稀释缓慢加入缓慢加入（步骤（步骤4） 稍稀释稍稀释量取量取 B液液 （步骤（步骤3） 缓慢缓慢加入加入 加水至加水至 配制体积配制体积（步骤（步骤5）不断
43、循环不断循环 H2O 2. 直接称量配制法直接称量配制法大规模生产常用大规模生产常用 加入总量加入总量 6070水水加水至配制体加水至配制体 积积,循环均匀循环均匀（步骤（步骤5） （步骤（步骤1） 称取钙盐及不与称取钙盐及不与 钙盐产生沉淀的盐类钙盐产生沉淀的盐类 容器容器1溶解并稍稀释溶解并稍稀释（步骤（步骤2） 缓慢缓慢 加入加入容器容器2溶解并稍稀释溶解并稍稀释称取磷酸盐及不与称取磷酸盐及不与 其产生沉淀的盐类其产生沉淀的盐类 （步骤（步骤3） 缓慢缓慢 加入加入 缓慢缓慢加入加入 （步骤（步骤42） 分别称取分别称取 微量元素微量元素分别溶解分别溶解装有水的容器装有水的容器3称取称取
44、 铁盐铁盐 溶解溶解称取称取 EDTA 溶解溶解容器容器4络合络合(步骤步骤41) (2) 稀释为工作营养液稀释为工作营养液容容 器器不断循环不断循环 或搅拌或搅拌 H2O（步骤（步骤1） 加入加入 50水水 （步骤（步骤2） 量取量取A液液 加入加入 量取量取C液液 稍稀释稍稀释缓慢加入缓慢加入（步骤（步骤4） 稍稀释稍稀释量取量取 B液液 （步骤（步骤3） 缓慢缓慢加入加入 加水至加水至 配制体积配制体积（步骤（步骤5）不断循环不断循环 H2O 2. 直接称量配制法直接称量配制法大规模生产常用大规模生产常用 加入总量加入总量 6070水水加水至配制体加水至配制体 积积,循环均匀循环均匀（步
45、骤（步骤5） （步骤（步骤1） 称取钙盐及不与称取钙盐及不与 钙盐产生沉淀的盐类钙盐产生沉淀的盐类 容器容器1溶解并稍稀释溶解并稍稀释（步骤（步骤2） 缓慢缓慢 加入加入容器容器2溶解并稍稀释溶解并稍稀释称取磷酸盐及不与称取磷酸盐及不与 其产生沉淀的盐类其产生沉淀的盐类 （步骤（步骤3） 缓慢缓慢 加入加入 缓慢缓慢加入加入 （步骤（步骤42） 分别称取分别称取 微量元素微量元素分别溶解分别溶解装有水的容器装有水的容器3称取称取 铁盐铁盐 溶解溶解称取称取 EDTA 溶解溶解容器容器4络合络合(步骤步骤41) 2. 直接称量配制法直接称量配制法大规模生产常用大规模生产常用（步骤（步骤2 2）（
46、步骤（步骤3 3）（步骤（步骤4 4）第四节第四节 营养液的管理营养液的管理 主要是指对主要是指对循环式水培循环式水培的营养液的的营养液的浓度浓度、酸碱酸碱度度(pH)、溶解氧溶解氧和和营养液温营养液温等四个方面的管理。等四个方面的管理。一一. 营养液的浓度营养液的浓度（包括对养分含量和水分包括对养分含量和水分的存有量进行监测和补充）的存有量进行监测和补充） 1. 水分的补充水分的补充 补充水分时，可在贮液池中划好刻度，将水泵停补充水分时，可在贮液池中划好刻度，将水泵停止供液一段时间，让种植槽中过多的营养液全部流止供液一段时间，让种植槽中过多的营养液全部流至贮液池之后，如发现液位降低到一定的程
47、度就必至贮液池之后，如发现液位降低到一定的程度就必须须补充水分至原来的液位水平补充水分至原来的液位水平。 水水表表317 植物根系对淹水的耐受程度的比较植物根系对淹水的耐受程度的比较据耐受程度分类据耐受程度分类 特特 点点 代表性植物代表性植物沼泽性植物沼泽性植物 长期生长在淹水的长期生长在淹水的 水稻、豆瓣菜水稻、豆瓣菜 沼泽地，体内存在沼泽地，体内存在 水芹、茭白水芹、茭白 氧气输导组织氧气输导组织 蕹菜等蕹菜等 耐淹的耐淹的 根系受水淹时会产根系受水淹时会产 田菁、合萌田菁、合萌旱地植物旱地植物 生结构性的改变而生结构性的改变而 芹菜、番茄芹菜、番茄 形成氧气输导组织或形成氧气输导组织或
48、 节瓜等节瓜等 增大根系的吸收面积增大根系的吸收面积不耐淹的不耐淹的 根系在淹水时对低根系在淹水时对低 大多数的十大多数的十旱生植物旱生植物 氧环境较为敏感氧环境较为敏感 字花科作物字花科作物不同温度下溶液中氧的饱和溶解度不同温度下溶液中氧的饱和溶解度(2) 人工增氧人工增氧 水培技术种植成功与否的一个重要环节水培技术种植成功与否的一个重要环节 A. 营养液的搅拌营养液的搅拌：但搅拌极易伤根，会对植物的正但搅拌极易伤根，会对植物的正常生长产生不良的影响；常生长产生不良的影响； B. 用压缩空气泵将空气直接以小气泡的形式向营养用压缩空气泵将空气直接以小气泡的形式向营养液中扩散：液中扩散：主要用在
49、进行科学研究的小盆钵水培上；主要用在进行科学研究的小盆钵水培上； C. 将化学增氧剂加入营养液中增氧：将化学增氧剂加入营养液中增氧：通过双氧水通过双氧水(H2O2)缓慢释放氧气的装置增氧，效果不错，但价格缓慢释放氧气的装置增氧，效果不错，但价格昂贵，现主要用于家用的小型装置中；昂贵，现主要用于家用的小型装置中； D. 进行营养液的循环流动进行营养液的循环流动：通过水泵将贮液池中的营养通过水泵将贮液池中的营养液抽到种植槽中，然后让其液抽到种植槽中，然后让其在种植槽内流动，最后流回在种植槽内流动，最后流回贮液池中形成不断的循环。贮液池中形成不断的循环。大规模生产最常用。大规模生产最常用。 3. 循
50、环流动的增氧效果循环流动的增氧效果 与无土栽培设施的设计、水泵循环的时与无土栽培设施的设计、水泵循环的时间、营养液液层的深度等因素有关间、营养液液层的深度等因素有关例例 华南农业大学无土栽培技术研究室用华南农业大学无土栽培技术研究室用小型深液流水培装置小型深液流水培装置做的试验结果：采用流做的试验结果：采用流量为量为6升升/分钟的分钟的15w小水泵小水泵来进行营养液的来进行营养液的循环流动，流动循环流动，流动2小时，停止小时，停止4小时，完全可小时，完全可以满足植物正常生长的需要；以满足植物正常生长的需要；小型深液流水培装置小型深液流水培装置种植效果种植效果例例 日本板木利隆在日本板木利隆在一
