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步驟1:用化學(xué)分析的方法來確定正常生長的番茄植株一生中吸收各種營養(yǎng)元素的數(shù)量(微量元素的吸收量較少,因此,這里只考慮大量營養(yǎng)元素N、P、K、Ca、Mg、S的數(shù)量)。
步驟2:將分析所得的植株體內(nèi)各種營養(yǎng)元素的數(shù)量(g/株)換算成毫摩爾數(shù)(mmol),以便確定配方的過程中進行計算。
步驟3:計算出每一種營養(yǎng)元素吸收的數(shù)量占植株吸收的所有營養(yǎng)元素的總量的百分比。
步驟4:通過番茄的吸收消耗的水量來確定出營養(yǎng)液適宜的總鹽分濃度為37mmol,并根據(jù)每一種營養(yǎng)元素占所有營養(yǎng)元素吸收總量的百分比計算出每一種營養(yǎng)元素在此總鹽分濃度下所占的數(shù)量(mmol/L)。
步驟5:選擇合適的營養(yǎng)化合物作為肥源,按照每種營養(yǎng)元素所占的數(shù)量來計算出選定的每種營養(yǎng)化合物的用量,這是營養(yǎng)液配方確定最后,也是最關(guān)鍵的一步。前面我們已經(jīng)討論過,為了減少某些鹽類伴隨離子的影響以及總鹽分濃度的控制,要使營養(yǎng)液配方選用的營養(yǎng)化合物的種類應(yīng)盡可能地少。而且提供某種營養(yǎng)元素的化合物的形態(tài)可能有多種,例如含氮的化合物有NH4NO3、KNO3、Ca(NO3)2、NH4Cl、(NH4)2SO4、NaNO3、(NH2)2CO等許多種,含磷的化合物有KH2PO4,K2HPO4,NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、Ca(H2PO4)2等多種,含鉀的化合物有KNO3、K2SO4、KCl、KH2PO4、KH2PO4等。究竟選用哪些化合物來作為配方中的肥源,這要考察到許多方面的問題:如硝態(tài)氮和銨態(tài)氮這兩種氮源的生理酸堿性問題,某種營養(yǎng)元素的鹽類本身的伴隨離子是否為植物生長無用的或吸收量很少的,選用的鹽類是否有緩沖性能等。在這個營養(yǎng)液配方確定的例子中,選用了Ca(NO3)2.4H2O、KNO3、NH4H2PO4和MgSO4.7H2O這四種鹽類來提供大量營養(yǎng)元素,一方面是這四種鹽類的每一種都能夠提供兩種植物必需的營養(yǎng)元素,沒有多余的伴隨離子,在保證提供足夠的營養(yǎng)元素的同時,有利于降低營養(yǎng)液的總鹽分濃度,這四種鹽類中Ca(NO3)2和KNO3均為生理堿性鹽,它們提供的Ca2+、K+、NO3-離子都能夠被植物吸收利用,因此營養(yǎng)液的生理堿性表現(xiàn)得不會過于劇烈。而且作為喜硝作物番茄來說,選用以硝態(tài)氮為配方中的主要氮源也是較為合適的。NH4H2PO4是一種化學(xué)酸式鹽,有一定的緩沖營養(yǎng)液酸堿變化的功能。它主要以提供磷源為主,而由NH4H2PO4中NH4+所提供的氮的數(shù)量較少,只起到調(diào)節(jié)供氮量的作用。MgSO4.7H2O是一種生理酸性鹽,它能夠同時提供Mg和S營養(yǎng),但作物吸收的S的數(shù)量比Mg的少,這樣會在營養(yǎng)液中累積一定量的S,但它的用量較少一般不會對作物生長產(chǎn)生危害。選定了這四種鹽類作為肥源之后,就要確定其各自的用量了。首先考慮的是提供一種營養(yǎng)元素的鹽的數(shù)量,例如Ca只是由Ca(NO3)2.4H2O來提供的,而需要的Ca為3.08mmol/L,這時用3mmol/LCa(NO3)2.4H2O來提供即可,同時帶入了6mmol的NO3--N,這個用量雖然比植物所需的3.08mmol/LCa低了0.08mmol,但只要取其最接近植物生長所需的而且比較方便的整數(shù)倍值即可。K的需要量為10.27mmol/L,用10mmol/LKNO3來提供,同時也帶入10mmol/L的NO3--N,這樣由KNO3和Ca(NO3)2.4H2O兩種鹽類帶入的氮為16mmol/L的NO3--N,與植物需要的氮量18.56mmol/L少了2.56mmol。用NH4H2PO4來提供P,植物需要的磷為2.06mmol,NH4H2PO4加入量為2mmol即可,此時可帶入2mmol的NH4+-N,與KNO3和Ca(NO3)2.4H2O所帶入的氮量的總和已達18mmol,與植物需要量18.56mmol相差不多,可不需另外補充。用2mmol/LMgSO4.7H2O來提供植物所需的Mg2.05mmol,這時也帶入了2mmol的S,這要比植物需要的量(0.98mmol)多出將近一倍,但不能夠降低整個MgSO4.7H2O的用量來將就S的用量,因為植物吸收的Mg的量要比S多,如果降低了硫的用量勢必會造成Mg 的缺乏。而經(jīng)過種植實踐證明,這過多的S對植物生長并沒有太大的危害性。
步驟6:將確定了的各種鹽類的用量從mmol/L轉(zhuǎn)換為用mg/L來表示,即為工作營養(yǎng)液濃度。
經(jīng)過上述步驟確定出來的營養(yǎng)液配方只是大量營養(yǎng)元素的用量,而微量元素的用量并不包括進去?,F(xiàn)在除了一些作物對某些微量元素用量有特殊需要外,一般的微量元素用量可采用較為通用的配方來提供,具體的微量元素的供應(yīng)問題在后面的章節(jié)中還將另外論述。