無土栽培營養(yǎng)液配方設(shè)計及選擇

營養(yǎng)液是土栽培的核心，必須認(rèn)真地了解和掌握有關(guān)營養(yǎng)液的知識。主要對營養(yǎng)液配方的選擇、配制的技術(shù)和營養(yǎng)液管理等。有人認(rèn)為，從書本上抄來一個他人正在使用而行之有交接效的配方就行了，其實這是很危險.  由于無土栽培設(shè)施的不同，生產(chǎn)條件的差異都會導(dǎo)致失敗。要真正篩選出一好的配方，是需要通過自己的實踐和探索。因此必須從理論和實踐中認(rèn)識營養(yǎng)液的組成及其變化規(guī)律。只有這樣者能在復(fù)雜的生產(chǎn)實踐中靈活又正確地使用營養(yǎng)液，以取利良好的效果。

（一）             組成營養(yǎng)液配方的原則  組成一個營養(yǎng)液配方，必須考慮以下幾個原則問題。

１．            營養(yǎng)液中必須含有植物生長所必須的１６種元素，其中由于碳、氫、氧可來自于大氣，所以營養(yǎng)液配方都以其余１３種營養(yǎng)元素組成。

    植物所必須的１６種元素中，氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫６種營養(yǎng)元素，植物需要量大；鐵、錳、銅、鋅、鉬、和氯七種，植物量很小。由于植物各類不同，其各生育階段對養(yǎng)分的要求也不相司，因此很難確定植物對營養(yǎng)元素的絕對需要量。然而，根據(jù)對植物干物質(zhì)是營養(yǎng)元素的分析，可基本上了解到植物對各種營養(yǎng)元素的相對需求。這對研究無土栽培營養(yǎng)液配方具有重要的意義。

植物可利用的必須營養(yǎng)元素形態(tài)及體內(nèi)含量范圍

上面已經(jīng)提到，植物所需的碳、氫、氧可來自大氣和水，所以一般情況下并不需要擔(dān)心植物缺乏這三種元素，但在保護(hù)地栽培時，由于保護(hù)地條件下的ＣＯ２濃度低于大氣的濃度，因此有時需要施用二氧化碳，增施ＣＯ２既可采用簡單的方法，如在大櫻中分散放置盛有碳酸氫銨的盆缽，在需要時加入一定量的流酸，使之釋放出ＣＯ２，也有些現(xiàn)代化的無土栽培溫室都裝有發(fā)生器，可根據(jù)不同作物的要求，調(diào)節(jié)溫室中的ＣＯ２濃度。當(dāng)溫室中的ＣＯ２低于濃度值時，即可釋放ＣＯ２。

２．所采用的營養(yǎng)元素化化合物應(yīng)是植物根系可直接吸收的形態(tài)。因此營養(yǎng)元素化合物應(yīng)是水溶性的無基鹽或是有機(jī)螯合物，例如：植物能吸收的氮素元。主要是銨態(tài)氮（ＮＨ４－Ｎ）和硝態(tài)氮（ＮＯ３－Ｎ），許多種維量元素，以有機(jī)的螯合核效果最好，如ＥＤＴＡ－ＦＥ，了解植物對營養(yǎng)元素的吸收形態(tài)，將有得利于正確選用相應(yīng)的化合物，這對設(shè)計不同作物營養(yǎng)液配方有重要的意義。

３．各種營養(yǎng)元素的數(shù)量，比例都應(yīng)符合植物生長發(fā)育的要求。尤其是元素之間的比例應(yīng)是養(yǎng)分平衡的原則，必須按不同作物的要求配給。

４．營養(yǎng)液的總鹽份濃度及酸堿反應(yīng)都應(yīng)適合植物生長發(fā)育的要求。配制營養(yǎng)液的元素主要是無濃度，按配方用量加入水中而配成的具有一定濃度的營養(yǎng)液，營養(yǎng)液的濃度又稱為鹽份濃度，鹽類容于水中后，經(jīng)電離后形成帶有正負(fù)離子的兩種微粒，所以營養(yǎng)液濃度了可用離子濃度來表示，營養(yǎng)液的總鹽份濃度通常用電導(dǎo)測定，以電導(dǎo)質(zhì)表示，符號為ＥＣ，ＥＣ值越高，含鹽量越大，溶液的滲透性越大。

資料表明，鹽分濃度明顯的影響作物正常生長，經(jīng)過多年的研究，外國學(xué)者所認(rèn)為營養(yǎng)液的總濃度的電導(dǎo)電（ＭＳ／ＣＭ）范圍不能超過４．２，最低也不能低于０．８８，較適宜的數(shù)值是２．５。

在無土栽培中營養(yǎng)液的酸堿度也是很重要的，不同的作物，ＰＨ值要求也不同，西瓜、南瓜、馬鈴署要求略低，為５．５－６；而甘蘭、胡蘿卜、芹菜、菜花、適宜的ＰＨ為６．５－７．５；多數(shù)植物為５．５－６．５之間。

營養(yǎng)液的ＰＨ值影響作物的代謝和作物對營養(yǎng)元素的吸收。如鐵對營養(yǎng)液的ＰＨ特別敏感，在堿性條件下，無基鐵易轉(zhuǎn)化為三價鐵而沉淀，有效性也隨之降低。

各種營養(yǎng)液配方的主要差異是氮、磷給源的選擇。作物生育期間，氮素對營養(yǎng)液反應(yīng)最大，常用的含氮無基鹽主要有銨鹽和硝酸鹽兩種。隨著作物對養(yǎng)份的吸收，硝酸鹽呈生理堿性反應(yīng)，使?fàn)I養(yǎng)液的ＰＨ升高，銨鹽呈生理酸性反應(yīng)，使ＰＨ下降，引起酸化反應(yīng)，適當(dāng)調(diào)節(jié)銨態(tài)和硝態(tài)氮的比例,使溶液的PH穩(wěn)定.

營養(yǎng)液是磷酸鹽，不僅植物的主要營養(yǎng)元素，而且對緩沖有一定的作用，通常用一代磷酸鹽和二代磷酸鹽，以形成緩沖體系，為了利高營養(yǎng)液的緩沖性能，添加ＣＡ３（ＰＯ４）２、ＦＥ（ＰＯ４）３等難溶性的鹽，可獲得一定的效果。

（二）              常用營養(yǎng)液配方簡介

目前世界上已發(fā)表了許多營養(yǎng)液配方，其中以美國營養(yǎng)學(xué)家霍格蘭研究的配方最中有名。

表11-14 霍格蘭營養(yǎng)液的成份

１９６３年休伊特提出過一種營養(yǎng)液配方

早期提出的各種營養(yǎng)液配方中，多數(shù)僅含７種大量元素，其它微量元素養(yǎng)分者必須另外補充，所需微量元素的種類和濃度可參考休伊特營養(yǎng)液的微量元素成份；也可用阿農(nóng)（ＡＲＮＯＮ）的微量元素混合液，每升溶液中添加微量元素１ＭＬ，即可成為養(yǎng)分種類齊全的完全營養(yǎng)液。

在日本的營養(yǎng)液栽培中采用的是一種稱為園式配方均衡營養(yǎng)液，目前正被廣泛的應(yīng)用。

表：阿農(nóng)微量元素混合液的成份

表：園試配方均衡營養(yǎng)液（堀１９６９，Ｇ／１０００Ｌ）

（三）營養(yǎng)液的制備  制備營養(yǎng)液應(yīng)按一定的操作步驟進(jìn)行，總的原則是要避免在府中出現(xiàn)難溶性物質(zhì)沉淀。一個合格的營養(yǎng)液配主所含營養(yǎng)液是不會產(chǎn)生沉淀的，但是如果操作步驟掌握不好，就會出現(xiàn)覺淀現(xiàn)象。

生產(chǎn)上制備營養(yǎng)液一般分濃縮貯備液（母液）和營養(yǎng)液（栽培營養(yǎng)液），濃縮營養(yǎng)液一般是生產(chǎn)營養(yǎng)液的１００倍。稀釋前要在即將盛放營養(yǎng)液的容器中加８０％左右的水，別入一種鹽類溶液后充分?jǐn)噭?，混合好后再加入另一種。加入的順序是先加最易溶的，然后加能使ＰＨ值降低的，這樣可抑制磷酸鹽的沉淀。

在制備濃縮營養(yǎng)液時，不能將所有營養(yǎng)化合物的鹽類都溶解在一起，因為濃度高時，一些鹽類易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生覺淀，稀釋后的溶液則不產(chǎn)生此問題。

在制備營養(yǎng)液的許多鹽類中，硝酸鹽最易與其它化合物發(fā)生反應(yīng)，如硝酸鈣和硫酸鉀混合在一起，易產(chǎn)生硫酸鈣沉淀，硝酸鈣與濃磷酸鹽發(fā)生磷酸鈣沉淀。因此在配制營養(yǎng)液時，硝酸鈣要單獨溶解，并放在一個容器中，稀釋后者能和其它的鹽類混合。

除硝酸鈣外，還有其它大量元素和微量元素的鹽類，可混合溶進(jìn)一個容器中，如母液長期貯存，就將其酸化，以防止產(chǎn)生沉淀。一般可用硝酸把ＰＨ值調(diào)到３－４。

制備營養(yǎng)液的操作規(guī)程是：

（１）              配方中各種鹽用量計算經(jīng)過反復(fù)核對無誤。

（２）              細(xì)心閱對有關(guān)肥料和化學(xué)試劑的說明書或復(fù)核包裝上標(biāo)簽說明，各原材料名稱相符后方可稱量使用。

（３）              盛裝母液容器必須分別有不同顏色的標(biāo)記。

（４）              全部原料齊備后放到配制現(xiàn)場，進(jìn)行一次核對。

（５）              全部操作過程應(yīng)有記錄，備查。

（６）              按照規(guī)定量制備好的營養(yǎng)液，須測試ＰＨ值。如有必要，可用硫酸或氫氧化鉀溶液進(jìn)行ＰＨ調(diào)整。

（一）              無土栽培對水質(zhì)的要求

１．             水源  在研究營養(yǎng)液新配方時，需要蒸餾水；在生產(chǎn)中則可使用雨水、井水、或自來水。

對邊疆、海防、荒島等水質(zhì)不良的地方，收集雨水是十分重要的水源，收集時一般下雨時１０－２０分鐘的不要收集。

井水和自來水必須對水質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，化驗，一般說營養(yǎng)液的水源與飲用水相當(dāng)。

２．水質(zhì)的要求  水質(zhì)的好壞，對無土栽培的影響很大，最主要的幾項指標(biāo)是硬度、酸堿度和有毒物質(zhì)的含量。

（１）硬度，水有軟硬之分。主要是根據(jù)水中含鈣鎂離子的濃度來劃分。其含量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一用氧化鈣多少來表示，含氧化鈣在９０－１００ＭＧ／Ｌ以上的稱為硬水，不足９０ＭＧ／Ｌ的稱為軟水，電導(dǎo)度在０．５ＭＳ／ＣＭ左右，水質(zhì)較好，適宜作為無土栽培用。

硬水或軟水配營養(yǎng)液和用肥量（母液ＫＧ／L水，灌溉時別水稀釋１００倍）比較如下：

（２）酸堿度要調(diào)整到６．５－８．５。

（３）氯化鈉的含量不宜超過５０ＭＧ／Ｌ，水中鈉離子和氯離子最好小于１．５ＭＯＬ／Ｌ。

城市的自來水含有一定量的氯氣，對植物是有害的。要放置一段時間再用。

（４）重金屬及有害健康的元素許限量如下：（ＭＧ／Ｌ）

汞０．０５  鉻０．０５  鎘０．０１  銅０．１    砷０．０１

鋅０．２    硒０．０１  鐵０．５    鉛０．０５  氟１

（五）營養(yǎng)液的管理  無土栽培中營養(yǎng)液的管理是一個十分重要環(huán)節(jié)。特別是在自動化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高的情況下，營養(yǎng)液的管理更為重要，如果管理不當(dāng)，則直接影響作物的生長發(fā)育。

１．營養(yǎng)液濃度的管理    在無土栽培中營養(yǎng)液使用一段時間后，由于營養(yǎng)液中的元素不斷被作物吸收、自然蒸發(fā)等，面而使?fàn)I養(yǎng)液的濃度不斷發(fā)生變化，一般說隨著時間的延長，營養(yǎng)元素會逐步減少，此時要進(jìn)行檢查和補充。補充的方法大體有３種：

（１）對營養(yǎng)液進(jìn)行化驗    了解溶液中ＮＯ３－Ｎ的含量，然后按比例推算出其它養(yǎng)分元素的消耗量，并別以補充。

（２）以減少的水量來推算。這需要各種作物在無土栽培過程中，水份消耗量和養(yǎng)分消耗量之間的關(guān)系，根據(jù)實際水分養(yǎng)活量來推算出養(yǎng)分的補充量，并別以調(diào)整。例如黃瓜吸收硝態(tài)氮與水分的比例是７０：１００左右，而總液量是１００００Ｌ，現(xiàn)在被消耗了５０００Ｌ，根據(jù)推算需添加３５００Ｌ營養(yǎng)液（５０００＊０．７），添加后總液量中需加水１５００Ｌ。

（３）根據(jù)電導(dǎo)儀測定的ＥＣ值推算出母液補充量 

    ３．營養(yǎng)液酸堿度的管理  營養(yǎng)液的ＰＨ值常發(fā)生變化。其變化的方向與營養(yǎng)液配方中所用的鹽類種類有著密切的關(guān)系，如用硝酸鈣、硫酸鉀等時，多呈生理酸性反應(yīng)，因此要盡量使幾種不同的鹽類。

當(dāng)營養(yǎng)液ＰＨ值升高時，可用硫酸或硝酸中和，這兩種酸應(yīng)交替使用，防止酸化或Ｎ營養(yǎng)過多。加入酸時，不能一次加得過多，要邊加邊攪拌。當(dāng)營養(yǎng)液的ＰＨ值下降是，要用氫氧化鈉或氫氧化鉀進(jìn)行中和，ＮＡ離子不是營養(yǎng)元素，會使溶液的鹽份濃度升高。Ｋ離子則要好得多，但價格較貴。應(yīng)靈活選用。

３．營養(yǎng)液的管理  營養(yǎng)液的溫度直接影響作物對營養(yǎng)元素的吸收，一般講，夏季的溫度不超過２８度，冬季不低于１８度。

４．營養(yǎng)液加氧措施  在無土栽培中加氧有兩個方法，一是靠存于營養(yǎng)液中的氧，二是靠植物體內(nèi)的輸導(dǎo)組織從地上部分向根系輸氧。但不是所有植物都有輸導(dǎo)組織，所以補充氧顯得很重要。增氧的方法一是使?fàn)I養(yǎng)液流動或用壓縮空氣向營養(yǎng)液中增氧。

５．營養(yǎng)液的更換    循環(huán)使用營養(yǎng)液，在使用一段時間后，就需要配制新的營養(yǎng)液，決定是否更換可通過化學(xué)測定，當(dāng)電解率居高不降，而氮、磷、鉀含量又很低時，即可進(jìn)行更換。在沒有儀器時可根據(jù)使用時間的長短來經(jīng)驗更換。一般來說，用軟水配制的營養(yǎng)液大約三個月更換一次，生長期較長作物可在中期更換一次，生長期短的作物可兩到三茬一次，不必每收獲一茬都更換營養(yǎng)液。

如果用硬水配制的營養(yǎng)液，常需進(jìn)行酸堿中和的，則需每月更換一次，如水的硬度很高，更換的時間則要求更短。當(dāng)發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)液中有污染或出現(xiàn)藻類時，則要盡快全部了更換。

第二節(jié)       栽培基質(zhì)

一、 基質(zhì)的作用

無土栽培的生產(chǎn)中，栽培基質(zhì)的使用是一個非常重要的環(huán)節(jié)，在有基質(zhì)營養(yǎng)液栽培中它是一個不可缺少的基礎(chǔ)物質(zhì)，即使是在無基質(zhì)的水培中，至少在育苗階段或定植時也要用少量的栽培基質(zhì)來支撐作物。

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對基質(zhì)的研究日益增多，由于生產(chǎn)上工廠化育苗技術(shù)的推廣，開發(fā)出具有良好性能的新型基質(zhì)，如巖棉，在西歐和北美出現(xiàn)了以各種基質(zhì)栽培取代利用溶液循環(huán)的營養(yǎng)液栽培，因為，基質(zhì)栽培具有性能穩(wěn)定、設(shè)備簡單，投資較少，管理比較容易等特點。

基質(zhì)的主要作用可歸納為：

（一）  支持錨定作物

（二）  吸持水份

（三）  調(diào)節(jié)水份和空氣兩者間的關(guān)系

    此外，一些栽培基質(zhì)有物理化學(xué)的吸附功能。因而具有緩沖能力。緩沖作用可使根系的生產(chǎn)環(huán)境比較穩(wěn)定。當(dāng)外來物質(zhì)或根系自身代謝過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)過多時，由于栽培基質(zhì)具有的緩沖力使之減輕。

二、 基質(zhì)的種。類及常見基質(zhì)的理化性質(zhì)

１． 基質(zhì)的分類  用于無土栽培的基質(zhì)很多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型的栽培基質(zhì)還在不斷的被發(fā)現(xiàn)，因此只能從不同的角度對其進(jìn)行分類。

２． 常用基質(zhì)的理化性質(zhì)

（１）  砂

（２）  石礫

（３）  巖棉  巖棉是一種吸水能力強的棉狀礦物制品，１９６８年發(fā)明于丹麥，１９７０年用于無土栽培，現(xiàn)在荷蘭無土栽培種植蔬菜，８０％是利用巖棉做基質(zhì)的。英國、比利時等西方發(fā)達(dá)國家也在大力發(fā)展巖棉栽培?，F(xiàn)在，它不僅在蔬菜、花卉、栽培  上廣泛使用巖，而且在組織培養(yǎng)、試管育苗的養(yǎng)殖上也有用巖棉的。

巖棉的化學(xué)成份以６０％的輝綠石，２０％的石灰石和２０％的焦炭為原料，混合后在１５００－２０００度高溫爐中溶化，然后將溶融物質(zhì)噴成直徑為０．０５ＭＭ的細(xì)絲，加上粘合劑壓成板而制作，在栽培中不會引起變形。巖棉對人體無害，在酸性和中性環(huán)境下穩(wěn)定，在強堿性條件下會被溶解。

（４）  蛭石  一種由云母片燒至８５０度膨脹而成。

（５）  珍珠巖

（６）  膨脹陶粒

（７）  泡沫塑料

（８）  泥炭  泥炭是人們認(rèn)為最好的基質(zhì)材料，它與其它基質(zhì)混合使用，效果更好。

（９）  炭化稻殼

（１０）  鋸末

三  基質(zhì)的利用

從原則上講，選用基質(zhì)要考慮其適用性和經(jīng)濟(jì)性。

基質(zhì)要消毒可選用蒸氣消毒和化學(xué)消毒。