第四章 无土栽培营养液.ppt
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1、第四章第四章 无土栽培营养液无土栽培营养液n主主要要内内容容:营营养养液液的的概概念念;营营养养液液组组配配原原则则;营营养养液液原原料料及及要要求求;营营养养液液主主要要肥肥源源及及其其特特性性;营营养养液液浓浓度度表表示示方方法法及及配配方方组组配配换换算算办办法法;营营养养液液酸酸碱碱度度及及其其检检测测;微微量量元元素素配配方方;营养液配制;营养液调节和管理;配方示例。营养液配制;营养液调节和管理;配方示例。n重重点点难难点点:重重点点包包括括营营养养液液组组配配原原则则、水水源源与与肥肥源源要要求求、营养液配方、营养液配制与管理等;营养液配方、营养液配制与管理等;难点在于营养液浓度表
2、示方法和营养液配方组配换算办法。难点在于营养液浓度表示方法和营养液配方组配换算办法。1.1.营养液的概念营养液的概念-将含有植物生育所需营养元素的化合物溶解于水而形成的将含有植物生育所需营养元素的化合物溶解于水而形成的溶液。营养液是无土栽培的核心,营养液配制与管理是无土溶液。营养液是无土栽培的核心,营养液配制与管理是无土栽培的关键技术环节。栽培的关键技术环节。水水大量元素大量元素营养液的原料营养液的原料含有营养元素的化合物含有营养元素的化合物微量元素微量元素调节渗透压或调节渗透压或pH的辅助化合物的辅助化合物 第一节第一节 概概 述述2.2.营养液配方营养液配方在一定体积的营养液中,规定含有各
3、种营养在一定体积的营养液中,规定含有各种营养元素元素或者其或者其盐类盐类(化合物)的数量。(化合物)的数量。n在在1L1L营养液中:营养液中:Ca(NO3)2.4H2O-950mgKNO3810mgNH4H2PO4155mgMgSO4.7H2O500mg配方与剂量配方与剂量FeNaEDTA20mg作物种类作物种类H3BO33mg生育阶段生育阶段MnSO4.4H2O2mg季节天气条件季节天气条件ZnSO4.7H2O0.22mgCuSO4.5H2O0.05mg3.营养液组配原则和要求营养液组配原则和要求营养液组成方面:营养液组成方面:科学合理科学合理n含有植物生长所必需的全部营养元素(全面)含有植
4、物生长所必需的全部营养元素(全面)n各种营养元素数量和比例符合植物生长要求,达到生理平各种营养元素数量和比例符合植物生长要求,达到生理平衡(合理)衡(合理)n各种化合物以植物可吸收的形态存在,并在较长时间内保各种化合物以植物可吸收的形态存在,并在较长时间内保持有效性(有效)持有效性(有效)n总盐分浓度及其酸碱度符合植物正常生长要求,生理酸碱总盐分浓度及其酸碱度符合植物正常生长要求,生理酸碱反应相对平稳(适宜)反应相对平稳(适宜)营养液配制方面:营养液配制方面:安全可靠安全可靠n合理选择肥源合理选择肥源 1.1.化学矿质肥料为主;化学矿质肥料为主;2.2.溶解性好,均匀分布,长期有效溶解性好,均
5、匀分布,长期有效 3.3.质地纯正,含量稳定,不含有害物质质地纯正,含量稳定,不含有害物质 4.4.符合配方前提下,尽量减少种类符合配方前提下,尽量减少种类n考虑水质和基质特性考虑水质和基质特性 1.1.无污染,不含杂质和有害物质无污染,不含杂质和有害物质 2.2.软水为宜,硬水要预处理软水为宜,硬水要预处理 3.3.适当考虑水和基质中的养分适当考虑水和基质中的养分n正确组配正确组配 1.1.严格组配步骤严格组配步骤 2.2.正确调节正确调节4.营养液配方确定方法营养液配方确定方法营养液总盐分浓度的确定营养液总盐分浓度的确定-根据不同作物、生育期、季节天根据不同作物、生育期、季节天气条件下对营
6、养液的含盐量要求大体确定,一般气条件下对营养液的含盐量要求大体确定,一般0.4%0.5%以以下,不同作物的耐盐性不同。下,不同作物的耐盐性不同。番茄、甘蓝、康乃馨番茄、甘蓝、康乃馨0.2%0.2%0.3%0.3%,荠菜、草莓、郁金香,荠菜、草莓、郁金香0.15%0.15%0.2%0.2%。(适中:盐分含量(适中:盐分含量0.25%,正负离子数,正负离子数37mmol/L,EC2.5ms/cm)各营养元素用量和比例的确定各营养元素用量和比例的确定-依据是生理平衡(植物)和依据是生理平衡(植物)和化学平衡(营养液)。化学平衡(营养液)。方法方法1.通过分析正常生长的植物体内各种营养元素的通过分析正
7、常生长的植物体内各种营养元素的含量及其比例来确定含量及其比例来确定,这就是植物对供应的外界营,这就是植物对供应的外界营养元素数量和比例的要求。养元素数量和比例的要求。Hoagland&Arnon注意几点:注意几点:1.1.根据化学分析结果确定配方是否符合生理平衡要求,可以适根据化学分析结果确定配方是否符合生理平衡要求,可以适用于一大类作物,但不同大类的配方可能不同,需分别选择用于一大类作物,但不同大类的配方可能不同,需分别选择其中的代表作物确定;其中的代表作物确定;2.2.分析结果可能受种植季节、植物本身特性、以及供给作物的分析结果可能受种植季节、植物本身特性、以及供给作物的营养元素的数量和形
8、态影响,有时不能得到真实的反映;营养元素的数量和形态影响,有时不能得到真实的反映;3.3.通过化学分析确定的元素含量和比例并非固定不变的,由于通过化学分析确定的元素含量和比例并非固定不变的,由于吸收的选择特性,在一定范围内变动(吸收的选择特性,在一定范围内变动(30%30%)不致于影响植)不致于影响植物的生长。物的生长。如何确定营养液中各营养元素的比例和浓度?如何确定营养液中各营养元素的比例和浓度?Hoagland&Arnon步骤:步骤:分析确定元素吸收总量:分析确定元素吸收总量:g/g/株株换算成毫摩尔数:换算成毫摩尔数:mmolmmol以毫摩尔计算每种元素占总量以毫摩尔计算每种元素占总量%
9、:根据作物等因素确定营养液总盐分浓度:根据作物等因素确定营养液总盐分浓度:mmol/lmmol/l按照百分比分配元素毫摩尔数:按照百分比分配元素毫摩尔数:mmol/lmmol/l选择肥源,按照元素计算肥料用量:选择肥源,按照元素计算肥料用量:mmol/lmmol/l肥料用量转化:肥料用量转化:mg/lmg/l方法方法2.确定植物体营养元素含量,并了解整个植物生命周期中吸确定植物体营养元素含量,并了解整个植物生命周期中吸收消耗的水分数量,依据植物吸收营养液中水分和养分的数收消耗的水分数量,依据植物吸收营养液中水分和养分的数量比值确定配方。量比值确定配方。山崎肯哉山崎肯哉分析水培植物的营养液,以差
10、减法确定植物对各营养元素吸收量及比例,同时测定分析水培植物的营养液,以差减法确定植物对各营养元素吸收量及比例,同时测定吸水量,两者结合确定营养液适宜浓度。吸水量,两者结合确定营养液适宜浓度。园试配方步骤:园试配方步骤:通用配方种植作物,定期检测,得出一生中营养元素和水分的吸收量。通用配方种植作物,定期检测,得出一生中营养元素和水分的吸收量。n(营养元素吸收量,(营养元素吸收量,mmol)/w(吸水量,(吸水量,L)计算元素计算元素n/w值:值:mmol/l选择肥源,根据元素选择肥源,根据元素n/w计算用量:计算用量:mmol/l肥料用量换算:肥料用量换算:mg/l 第二节第二节 营养液的水源与
11、肥源营养液的水源与肥源1.无土栽培水源无土栽培水源n关于水质关于水质 水水质质有有软软、硬硬之之分分。硬硬水水中中含含有有多多种种钙钙、镁镁盐盐类类,主主要要是是碳碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、氯化盐等。而酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、氯化盐等。而软水软水含量较低。含量较低。水质的软硬程度以每升水中含水质的软硬程度以每升水中含CaO的重量来表示:的重量来表示:1=10mgCaO/L按其划分:按其划分:04-很软水很软水48-软水软水816-中硬水中硬水1630-硬水硬水30 以上以上-极硬水极硬水山农大本部井水山农大本部井水:Ca2+120ppm(CaO约约169ppm)Mg2+28ppmK+210pp
12、mNO33275ppmn营养液对水质的要求营养液对水质的要求(1 1)水硬度)水硬度1010 以下为宜,最高不超过以下为宜,最高不超过1515;(2 2)pH 5.5-8.5pH 5.5-8.5;(3 3)悬浮物不超过)悬浮物不超过10mg/L10mg/L;(4 4)NaClNaCl含量小于含量小于2mmol/L2mmol/L;(5 5)无有害微生物(病原菌);)无有害微生物(病原菌);(6 6)溶解氧()溶解氧(3mg/L3mg/L)、氯气()、氯气(0.3mg/L0.3mg/L););(7 7)重金属及有害元素不许超标。)重金属及有害元素不许超标。n营养液水源及处理营养液水源及处理(饮用水
13、(饮用水无土用水无土用水农田灌溉水)农田灌溉水)(1 1)自自来来水水-一一般般是是经经消消毒毒和和处处理理的的饮饮用用水水,可可直直接接使使用用。(北方的地下水多为硬水,地质结构为碳酸岩)。(北方的地下水多为硬水,地质结构为碳酸岩)。(2 2)井水井水-分软水、硬水,经分析测定后使用。分软水、硬水,经分析测定后使用。(3 3)雨雨水水-考考虑虑当当地地的的空空气气污污染染情情况况,对对pHpH及及有有害害物物质质严严格格检检测测,可可进进行行澄澄清清、过过滤滤、沉沉淀淀、消消毒毒,一一般般为为软软水水。下下雨雨初始阶段的雨水最好不要收集使用。初始阶段的雨水最好不要收集使用。(4 4)河河水水
14、-水水质质复复杂杂,应应慎慎重重。必必须须经经过过检检测测或或处处理理,达达标标后再使用。后再使用。(5 5)雪水雪水-一般为软水。应分析测定后使用。一般为软水。应分析测定后使用。(6 6)蒸馏水、去离子水蒸馏水、去离子水-多用于严格的科学试验。多用于严格的科学试验。2.营养液的肥源营养液的肥源n化工产品等级划分:化工产品等级划分:1.化学试剂化学试剂-保证(保证(GR)、分析纯()、分析纯(AR)、化学纯()、化学纯(CP)2.医药用医药用3.工业用工业用4.农业用农业用 n对肥源的要求:对肥源的要求:质地纯正,含量稳定,不含有害物质质地纯正,含量稳定,不含有害物质 1.注意结晶水数量、含水
15、量注意结晶水数量、含水量2.注意纯度含量注意纯度含量3.注意杂质种类、含量注意杂质种类、含量4.注意溶解度、酸碱性注意溶解度、酸碱性*商品标示不清或技术参数不明者严禁使用,需化验确认。商品标示不清或技术参数不明者严禁使用,需化验确认。*本物符合,有害物质同时也不能超标。本物符合,有害物质同时也不能超标。KNO3-Pb:98%(0.008%)主要化学肥料种类及其特性主要化学肥料种类及其特性氮肥氮肥硝酸钙硝酸钙Ca(NO3)2.4H2O:目前无土栽培中用的最广泛的氮源目前无土栽培中用的最广泛的氮源和钙源肥料,含氮和钙源肥料,含氮11.9%,钙,钙17.0%,白色结晶,极易溶解于水,白色结晶,极易溶
16、解于水,吸湿性极强,贮藏时需密闭并放于阴凉处。吸湿性极强,贮藏时需密闭并放于阴凉处。硝酸钾硝酸钾KNO3:含氮含氮13.9%,含钾,含钾38.7%,白色结晶,吸湿性较,白色结晶,吸湿性较小,但长期贮藏于潮湿环境下也会结块,水溶性较好,具有助小,但长期贮藏于潮湿环境下也会结块,水溶性较好,具有助燃性和爆炸性,贮运时忌猛烈撞击,勿与易燃易爆物混存。燃性和爆炸性,贮运时忌猛烈撞击,勿与易燃易爆物混存。硝酸铵硝酸铵NH4NO3:含氮含氮35%,各占一半,白色结晶,溶解度很,各占一半,白色结晶,溶解度很大,吸湿性很强,易板结,贮藏时需密闭并放于阴凉处,具大,吸湿性很强,易板结,贮藏时需密闭并放于阴凉处,
17、具有助燃性和爆炸性,贮运时忌猛烈撞击,勿与易燃易爆物共有助燃性和爆炸性,贮运时忌猛烈撞击,勿与易燃易爆物共同存放。同存放。硫酸铵硫酸铵(NH4)2SO4:含氮含氮21.2%,白色结晶,易溶于水,不,白色结晶,易溶于水,不易吸湿,但当其中含有较多游离酸或空气湿度较大时,长期易吸湿,但当其中含有较多游离酸或空气湿度较大时,长期存放也会吸湿结块。存放也会吸湿结块。尿素尿素CO(NH2)2:含氮含氮46.6%,白色结晶,吸湿性很强,易,白色结晶,吸湿性很强,易溶解于水,少用。溶解于水,少用。NH4+-N和和NO3N:营养和生理上具有同等价值:营养和生理上具有同等价值n但由于离子及其盐的性质不同而引起差
18、异但由于离子及其盐的性质不同而引起差异NO3-N:生理碱性,易造成:生理碱性,易造成Fe2+、Mg2+、Mn2+等有效性降低,但造成的生等有效性降低,但造成的生理碱性弱,变化缓慢,植物可以在短期内忍耐,人工调节控制容易,吸理碱性弱,变化缓慢,植物可以在短期内忍耐,人工调节控制容易,吸收较多收较多NO3-也不会造成伤害。也不会造成伤害。属于主动吸收,进入体内还原后利用,吸收还原过程易受低温弱光影响。属于主动吸收,进入体内还原后利用,吸收还原过程易受低温弱光影响。NH4+-N:生理酸性,生理酸性,H+和和NH4+对对Ca2+、Mg2+等发生拮抗,造成的生理酸性等发生拮抗,造成的生理酸性强,变化迅速
19、,人工控制困难,根系难以适应。无土栽培条件下硝化作强,变化迅速,人工控制困难,根系难以适应。无土栽培条件下硝化作用慢,被动扩散,进入体内立即合成酰胺,过量积累则发生毒害。用慢,被动扩散,进入体内立即合成酰胺,过量积累则发生毒害。以上为营养液中常采用以上为营养液中常采用NO3N为主要氮源的原因。为主要氮源的原因。大多数草本园艺植物为喜硝态氮作物。大多数草本园艺植物为喜硝态氮作物。关于关于“NH4+-N”和和“NO3-N”许多试验表明:许多试验表明:多数作物无土栽培营养液以多数作物无土栽培营养液以NONO3 3-N-N为氮源生长较好:为氮源生长较好:以以NHNH4 4+-N-N为主要氮源时往往会抑
20、制作物生育,降低产量。但在一为主要氮源时往往会抑制作物生育,降低产量。但在一定条件下使用或部分使用定条件下使用或部分使用NHNH4 4+-N-N反而比单纯使用反而比单纯使用NONO3 3-N-N更有利于更有利于作物生长发育,具体因作物种类、光强、基质、氮浓度而异。作物生长发育,具体因作物种类、光强、基质、氮浓度而异。以以NONO3 3-N-N为唯一氮源存在以下问题:为唯一氮源存在以下问题:(1 1)改变氮水平时钙钾也常随之变化;)改变氮水平时钙钾也常随之变化;(2 2)pHpH易升高,造成缺铁失绿;易升高,造成缺铁失绿;(3 3)叶片淡绿;)叶片淡绿;(4 4)需要较强的光照,弱光下抑制同化;
21、)需要较强的光照,弱光下抑制同化;(5 5)存在)存在“奢侈吸收奢侈吸收”,产品硝酸盐含量高,尤其是叶菜类。,产品硝酸盐含量高,尤其是叶菜类。降低产品体内降低产品体内NONO3 3-措施:措施:1.1.增加光强,注重营养平衡,加强根际供氧,促进增加光强,注重营养平衡,加强根际供氧,促进NONO3 3-转化。转化。2.2.利用多种氮源(尿素、利用多种氮源(尿素、NHNH4 4+-N-N、氨基酸等)。、氨基酸等)。3.3.采收前采收前1 1周断氮。周断氮。4.4.用用SOSO4 42-2-替代部分替代部分NONO3 3-。无土栽培中的氮素调控:无土栽培中的氮素调控:如果以草炭、蛭石、炭化稻壳、锯末
22、等为基质,可以适当如果以草炭、蛭石、炭化稻壳、锯末等为基质,可以适当增加营养液增加营养液NHNH4 4+-N-N比例,但在无固体基质的水培中,比例不比例,但在无固体基质的水培中,比例不宜超过宜超过25%25%。冬季无土栽培可适当增加冬季无土栽培可适当增加NHNH4 4+-N-N(黄瓜(黄瓜30%30%、番茄、番茄20%20%);夏);夏季强光高温应以季强光高温应以NONO3 3-N-N为主,尤其在无固体基质条件下。为主,尤其在无固体基质条件下。尿素低温不易分解,作物吸收过多不利;春夏季可部分使尿素低温不易分解,作物吸收过多不利;春夏季可部分使用作为氮源。用作为氮源。磷肥磷肥磷酸二氢钾磷酸二氢钾
23、KH2PO4:白色结晶或粉末,含磷(白色结晶或粉末,含磷(P2O5)22.8%,含钾(含钾(K2O)28.6%,易溶解于水,吸湿性很小,不易潮解,易溶解于水,吸湿性很小,不易潮解,但贮藏在湿度大的地方也会吸湿结块,是无土栽培中的重要磷但贮藏在湿度大的地方也会吸湿结块,是无土栽培中的重要磷源。源。磷酸二氢铵磷酸二氢铵NH4H2PO4:磷酸一铵,纯品为白色结晶,肥料外磷酸一铵,纯品为白色结晶,肥料外观多为灰色,纯品含磷(观多为灰色,纯品含磷(P2O5)61.7%,含氮,含氮12.2%,易溶解,易溶解于水,溶解度大。于水,溶解度大。磷酸一氢铵磷酸一氢铵(NH4)2HPO4:磷酸二铵,纯品为白色结晶,
24、肥磷酸二铵,纯品为白色结晶,肥料常含有一定的磷酸二氢铵,为粉状白色结晶,纯品含磷料常含有一定的磷酸二氢铵,为粉状白色结晶,纯品含磷(P2O5)53.7%,含氮,含氮21.2%,易溶解于水,有一定吸湿性,易溶解于水,有一定吸湿性,易结块。易结块。过磷酸钙过磷酸钙Ca(H2PO4)2.H2O+CaSO4.2H2O:灰白色或灰黑色灰白色或灰黑色颗粒或粉末,是一种水溶性磷肥,溶解度较小,吸湿后易降颗粒或粉末,是一种水溶性磷肥,溶解度较小,吸湿后易降低磷有效性,需干燥存放,一般不用作营养液肥源。低磷有效性,需干燥存放,一般不用作营养液肥源。重过磷酸钙重过磷酸钙Ca(H2PO4)2.H2O:灰白色或灰黑色
25、颗粒或粉末,灰白色或灰黑色颗粒或粉末,易溶于水,含有易溶于水,含有4-8%游离磷酸,吸湿性和腐蚀性强于过磷游离磷酸,吸湿性和腐蚀性强于过磷酸钙,易结块,但不易发生磷酸退化现象,一般不用作配制酸钙,易结块,但不易发生磷酸退化现象,一般不用作配制营养液。营养液。n磷酸退化现象:磷酸退化现象:过磷酸钙等肥料在制作过程中,原来磷矿石中的过磷酸钙等肥料在制作过程中,原来磷矿石中的FeFe、AlAl等化合物也被硫酸溶解而同时存在于肥料中,当过磷酸钙吸湿后,磷酸等化合物也被硫酸溶解而同时存在于肥料中,当过磷酸钙吸湿后,磷酸一钙会与一钙会与FeFe、AlAl形成难溶性的磷酸铁或磷酸铝等化合物,导致磷酸的有形成
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