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1、第四章:營養(yǎng)液第四章:營養(yǎng)液營養(yǎng)液營養(yǎng)液:根據(jù)植物生長對營養(yǎng)的需求特:根據(jù)植物生長對營養(yǎng)的需求特 點(diǎn),把營養(yǎng)物質(zhì)化合物(肥點(diǎn),把營養(yǎng)物質(zhì)化合物(肥 料)料) 按一定的數(shù)量和比例溶解于水中按一定的數(shù)量和比例溶解于水中 所配制的溶液。所配制的溶液。第一節(jié)、第一節(jié)、 營養(yǎng)液的原料及其要求營養(yǎng)液的原料及其要求一、一、水水 水的來源不同,水質(zhì)差別很大水的來源不同,水質(zhì)差別很大, ,有時(shí)可能有時(shí)可能會因?yàn)樗|(zhì)的原因或多或少地影響到所配制的營會因?yàn)樗|(zhì)的原因或多或少地影響到所配制的營養(yǎng)液養(yǎng)液, ,比如比如: :有些營養(yǎng)元素的有效性會因水質(zhì)的問有些營養(yǎng)元素的有效性會因水質(zhì)的問題而降低題而降低; ;相同的配方相
2、同的配方, ,用不同水質(zhì)的水配制出的用不同水質(zhì)的水配制出的營養(yǎng)液營養(yǎng)元素的含量也可能有較大差別營養(yǎng)液營養(yǎng)元素的含量也可能有較大差別, ,因?yàn)橐驗(yàn)椴煌|(zhì)的水中某些離子的固有含量是不同的不同水質(zhì)的水中某些離子的固有含量是不同的. .因此在配制營養(yǎng)液之前首先要對當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)進(jìn)行因此在配制營養(yǎng)液之前首先要對當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)進(jìn)行分析化驗(yàn),以確定其主要成分及可用性分析化驗(yàn),以確定其主要成分及可用性, ,這一點(diǎn)這一點(diǎn)在北方地區(qū)更為重要。在北方地區(qū)更為重要。(一)、(一)、水源的選擇水源的選擇 1、蒸餾水蒸餾水 科學(xué)研究科學(xué)研究 2、自來水自來水 城市及郊區(qū)的自來水都是經(jīng)過處理的,符合城市及郊區(qū)的自來水都是經(jīng)過處理
3、的,符合飲用水的標(biāo)準(zhǔn),在無土栽培中是有保障的,飲用水的標(biāo)準(zhǔn),在無土栽培中是有保障的,但在硬水地區(qū)使用前也應(yīng)當(dāng)作水質(zhì)化驗(yàn)分析,但在硬水地區(qū)使用前也應(yīng)當(dāng)作水質(zhì)化驗(yàn)分析,主要檢測水中鈣、鎂離子的含量,在配制營主要檢測水中鈣、鎂離子的含量,在配制營養(yǎng)液時(shí)有時(shí)需對配方進(jìn)行調(diào)整,另外配制的養(yǎng)液時(shí)有時(shí)需對配方進(jìn)行調(diào)整,另外配制的營養(yǎng)液不能馬上應(yīng)用(殘留氯的問題)。營養(yǎng)液不能馬上應(yīng)用(殘留氯的問題)。3、井水井水 井水是常用的水源,但要考慮當(dāng)?shù)氐貙咏Y(jié)構(gòu),井水是常用的水源,但要考慮當(dāng)?shù)氐貙咏Y(jié)構(gòu),用前要分析化驗(yàn),以確定其是否可用。除檢測用前要分析化驗(yàn),以確定其是否可用。除檢測鈣、鎂離子外其它離子也要分析檢測其含量
4、,鈣、鎂離子外其它離子也要分析檢測其含量,有些地區(qū)地下水中某些離子的含量可能很高,有些地區(qū)地下水中某些離子的含量可能很高,如近海地區(qū)地下水中鈉的含量一般很高,需要如近海地區(qū)地下水中鈉的含量一般很高,需要加上地上水或其它軟水才好用,另外有些地區(qū)加上地上水或其它軟水才好用,另外有些地區(qū)地下水中某些微量元素如鉬、硼的含量足以滿地下水中某些微量元素如鉬、硼的含量足以滿足植物生長要求,配制營養(yǎng)液時(shí)鉬、硼就不用足植物生長要求,配制營養(yǎng)液時(shí)鉬、硼就不用再添加了。再添加了。4、雨水雨水 年降雨量在年降雨量在800-1000mm,可滿足無土,可滿足無土栽培的用水,收集雨水可利用溫室的屋面,栽培的用水,收集雨水可
5、利用溫室的屋面,但要注意前十分鐘的不要收集,收集到的但要注意前十分鐘的不要收集,收集到的雨水要經(jīng)過過濾、必要時(shí)加入沉淀劑處理。雨水要經(jīng)過過濾、必要時(shí)加入沉淀劑處理。5、河水、水庫水河水、水庫水 比較復(fù)雜,經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砜捎?,用時(shí)進(jìn)比較復(fù)雜,經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砜捎?,用時(shí)進(jìn)行水質(zhì)分析。行水質(zhì)分析。 天然水中一般都含有少量的有機(jī)質(zhì),這天然水中一般都含有少量的有機(jī)質(zhì),這類有機(jī)質(zhì)在多數(shù)情況下有利無害,但有類有機(jī)質(zhì)在多數(shù)情況下有利無害,但有機(jī)質(zhì)含量過高時(shí)會降低氫離子濃度,影機(jī)質(zhì)含量過高時(shí)會降低氫離子濃度,影響響PH值和微量元素的供應(yīng),河水、水庫值和微量元素的供應(yīng),河水、水庫水中有機(jī)質(zhì)的含量一般都較高,有時(shí)可水
6、中有機(jī)質(zhì)的含量一般都較高,有時(shí)可能更易受農(nóng)藥、工業(yè)污水或廢棄物的污能更易受農(nóng)藥、工業(yè)污水或廢棄物的污染。染。 (二)、無土栽培的水質(zhì)要求(二)、無土栽培的水質(zhì)要求1、硬度硬度 水分軟水和硬水兩類,硬水中的鈣、鎂鹽主要是:重水分軟水和硬水兩類,硬水中的鈣、鎂鹽主要是:重碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鈣、氯化鈣、硫酸鎂、碳酸鎂碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鈣、氯化鈣、硫酸鎂、碳酸鎂等。水的硬度統(tǒng)一用單位體積的氧化鈣含量表示,每等。水的硬度統(tǒng)一用單位體積的氧化鈣含量表示,每度相當(dāng)于度相當(dāng)于10mgCaO/L 0-4度度 0-40mgCaO/L 極軟水極軟水 4-8度度 40-80 軟水軟水 8-16 80-160 中硬
7、水中硬水 16-30 160-300 硬水硬水 大于大于30 大于大于300 極硬水極硬水 在水的硬度要求上,一般不要大于在水的硬度要求上,一般不要大于15度度。 在石灰?guī)r地區(qū)和鈣質(zhì)土地區(qū)的水多為硬水,例如在石灰?guī)r地區(qū)和鈣質(zhì)土地區(qū)的水多為硬水,例如我國的華北、西北、東北地區(qū)的許多地方的水為我國的華北、西北、東北地區(qū)的許多地方的水為硬水,北京硬水,北京0.78ms/cm;大慶;大慶0.7ms/cm;勝利;勝利油田油田1.16ms/cm;而南方大多地區(qū)為軟水,。;而南方大多地區(qū)為軟水,。 硬水中含有較多的鈣鹽和鎂鹽,一方面硬水中含有較多的鈣鹽和鎂鹽,一方面PH高,高,另一方面如果按配方給出的用量直
8、接配制,另一方面如果按配方給出的用量直接配制,則鈣、則鈣、鎂的含量就會過高鎂的含量就會過高,導(dǎo)致總鹽分濃度高,故要分,導(dǎo)致總鹽分濃度高,故要分析化驗(yàn),在配制時(shí)需要從配方用量中扣除。析化驗(yàn),在配制時(shí)需要從配方用量中扣除。 2、酸堿度酸堿度 5.5-8.53、懸浮物懸浮物 小于等于小于等于10毫克每升毫克每升4、氯化鈉氯化鈉 小于等于小于等于200毫克每升毫克每升5、溶解氧溶解氧 大于等于大于等于3毫克每升(最好,但沒有硬性規(guī)定)毫克每升(最好,但沒有硬性規(guī)定)6、余氯余氯 0.01%7、重金屬及有毒物質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)重金屬及有毒物質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn) Hg 0.001mg/L 六六六六六六 0.02 Pb 0.
9、05mg/L DDT 0.02 Cd 0.01mg/L 大腸菌群大腸菌群1000個(gè)個(gè)/L As 0.01mg/L Cr 0.05mg/L 氟化物氟化物3mg/L Se 0.02mg/L二、營養(yǎng)元素化合物二、營養(yǎng)元素化合物(一)、(一)、化合物的品質(zhì)分類化合物的品質(zhì)分類1 1、化學(xué)試劑、化學(xué)試劑、GR AR CPGR AR CP2 2、醫(yī)用、醫(yī)用 3 3、工業(yè)用、工業(yè)用4 4、農(nóng)業(yè)用、農(nóng)業(yè)用(二)、對營養(yǎng)元素化合物的要求(二)、對營養(yǎng)元素化合物的要求1 1、 精細(xì)科學(xué)研究精細(xì)科學(xué)研究-化學(xué)試劑化學(xué)試劑2、大規(guī)模生產(chǎn)大規(guī)模生產(chǎn) 大量元素大量元素-農(nóng)業(yè)用或工業(yè)用農(nóng)業(yè)用或工業(yè)用 微量元素微量元素-化學(xué)
10、純或醫(yī)用化學(xué)純或醫(yī)用注意問題注意問題1 1、配方中標(biāo)出的是純品,配制時(shí)要折算、配方中標(biāo)出的是純品,配制時(shí)要折算2、標(biāo)示不明,技術(shù)參數(shù)不清的禁用標(biāo)示不明,技術(shù)參數(shù)不清的禁用3、原料中本物以外的營養(yǎng)元素都做雜原料中本物以外的營養(yǎng)元素都做雜 質(zhì)處理質(zhì)處理4、純度合格,但重金屬含量超標(biāo)的不純度合格,但重金屬含量超標(biāo)的不 能用能用(三)、常用化合物及性質(zhì)(三)、常用化合物及性質(zhì)1、 含氮營養(yǎng)物質(zhì)含氮營養(yǎng)物質(zhì)、硝酸鈣硝酸鈣(四水四水) 生理堿性生理堿性,農(nóng)用純度要求,農(nóng)用純度要求90%,含鈣,含鈣17%,含,含氮氮11.9%,是重要的氮源和鈣源,是重要的氮源和鈣源,白色、極易溶白色、極易溶于水,于水,20
11、度時(shí)的溶解度為度時(shí)的溶解度為129.3克,吸濕性極克,吸濕性極強(qiáng),故儲存時(shí)應(yīng)密閉并放置于陰涼處。北京、強(qiáng),故儲存時(shí)應(yīng)密閉并放置于陰涼處。北京、杭州等地已大批量生產(chǎn)硝酸鈣(無土栽培杭州等地已大批量生產(chǎn)硝酸鈣(無土栽培2號號肥)專供無土栽培用,含四水硝酸鈣肥)專供無土栽培用,含四水硝酸鈣99%、硝酸氨硝酸氨 N35% 氨態(tài)氮和硝態(tài)氮各占一半,氨態(tài)氮和硝態(tài)氮各占一半,20 度時(shí)的溶解度度時(shí)的溶解度214克,吸濕性強(qiáng),易板結(jié)、有克,吸濕性強(qiáng),易板結(jié)、有助燃性和爆炸性,不能猛烈敲擊。助燃性和爆炸性,不能猛烈敲擊。 較強(qiáng)的生理酸性較強(qiáng)的生理酸性,農(nóng)用純度要求,農(nóng)用純度要求98.5%,不是,不是主要的氮源,
12、在配方中用量不宜過多。主要的氮源,在配方中用量不宜過多。、硝酸鉀硝酸鉀 N-13.9% K-38.7%,氮鉀比約為,氮鉀比約為1:3, 20 時(shí)溶解度時(shí)溶解度31.6克,是一種強(qiáng)氧化劑,有克,是一種強(qiáng)氧化劑,有助燃性和爆炸性,助燃性和爆炸性,屬生理堿性屬生理堿性,農(nóng)用純度,農(nóng)用純度98%、硫酸氨硫酸氨 含氮含氮21.2%,含硫,含硫24.26%,20時(shí)溶解度為時(shí)溶解度為75.4克,不易吸濕,但當(dāng)硫酸氨中含有較多的克,不易吸濕,但當(dāng)硫酸氨中含有較多的游離酸或空氣濕度較大時(shí),長期存放也會吸濕游離酸或空氣濕度較大時(shí),長期存放也會吸濕結(jié)塊,不是主要氮源,注意用量。農(nóng)用純度結(jié)塊,不是主要氮源,注意用量。
13、農(nóng)用純度98% 生理酸性鹽且較強(qiáng)生理酸性鹽且較強(qiáng)。、尿素尿素 酰胺態(tài)有機(jī)肥料,含氮酰胺態(tài)有機(jī)肥料,含氮46.64%,白色針狀結(jié),白色針狀結(jié)晶(純品),為了降低其吸濕性,外包一層石晶(純品),為了降低其吸濕性,外包一層石蠟等疏水物質(zhì),蠟等疏水物質(zhì), 20溶解度為溶解度為105克,在植物根系分泌克,在植物根系分泌的脲酶作用下轉(zhuǎn)化為的脲酶作用下轉(zhuǎn)化為 (NH4)2CO2,并在,并在水中解離成氨離子和碳酸根離子而后吸水中解離成氨離子和碳酸根離子而后吸收利用。收利用。 生理酸性肥生理酸性肥,不是主要的氮源,水培中,不是主要的氮源,水培中很少用,在基質(zhì)培中有時(shí)混入基質(zhì)中使很少用,在基質(zhì)培中有時(shí)混入基質(zhì)中使
14、用。農(nóng)用純度用。農(nóng)用純度98.5%(6)、碳酸氫氨)、碳酸氫氨 農(nóng)用,純度農(nóng)用,純度95%2、含磷化合物、含磷化合物、過磷酸鈣過磷酸鈣 一級品含五氧化二磷一級品含五氧化二磷18%,游離酸含量小于,游離酸含量小于4%,水分含量小于水分含量小于10%, 過磷酸鈣是一種水溶性磷肥過磷酸鈣是一種水溶性磷肥,溶解時(shí)會在容器底部殘留一些沉淀溶解時(shí)會在容器底部殘留一些沉淀,這些沉淀是難這些沉淀是難溶性的硫酸鈣溶性的硫酸鈣,不要誤認(rèn)為過磷酸鈣是難溶性肥料不要誤認(rèn)為過磷酸鈣是難溶性肥料.過磷酸鈣在制造過程中原來磷礦石中含有鐵、鋁等過磷酸鈣在制造過程中原來磷礦石中含有鐵、鋁等化合物也被硫酸溶解而存在于肥料中,當(dāng)吸
15、濕后磷化合物也被硫酸溶解而存在于肥料中,當(dāng)吸濕后磷酸一鈣會與鐵、鋁的化合物形成難溶性的磷酸鐵和酸一鈣會與鐵、鋁的化合物形成難溶性的磷酸鐵和磷酸鋁等,此時(shí)肥效降低,這個(gè)過程稱為磷酸的退磷酸鋁等,此時(shí)肥效降低,這個(gè)過程稱為磷酸的退化作用。水培時(shí)不用,化作用。水培時(shí)不用,基質(zhì)培中可以用?;|(zhì)培中可以用。、磷酸一氨磷酸一氨 NH4(H2PO4) 純品含純品含P2O5 61.7%,含氮,含氮12.18%,20時(shí)溶解度為時(shí)溶解度為36.8克克 工業(yè)用純度工業(yè)用純度98%,農(nóng)用,農(nóng)用90%以上,以上,生理生理酸堿性不明顯,有緩沖作用。酸堿性不明顯,有緩沖作用。、磷酸二氫鉀磷酸二氫鉀 P-22.76% K-2
16、8.73% ,20時(shí)溶時(shí)溶解度解度22.6克,性質(zhì)穩(wěn)定,不易潮解,生克,性質(zhì)穩(wěn)定,不易潮解,生理酸堿不明顯,有緩沖作用,無土栽培理酸堿不明顯,有緩沖作用,無土栽培中重要的磷源。工業(yè)用,純度中重要的磷源。工業(yè)用,純度98%、磷酸二氨磷酸二氨(NH4)2HPO4 純品含純品含P2O5 53.7%,含氮,含氮21%, 水解弱水解弱堿性生理酸堿不明顯,對營養(yǎng)液的酸堿堿性生理酸堿不明顯,對營養(yǎng)液的酸堿變化有緩沖作用。農(nóng)用變化有緩沖作用。農(nóng)用90%、重過磷酸鈣重過磷酸鈣Ca(H2PO4)2 有效成分為磷酸一鈣,含有效成分為磷酸一鈣,含P2O5 4052%,不,不含硫酸鈣,游離酸較高,可達(dá)含硫酸鈣,游離酸較
17、高,可達(dá)4%8%,水溶,水溶液呈酸性,吸濕性和腐蝕性比過磷酸鈣強(qiáng),但液呈酸性,吸濕性和腐蝕性比過磷酸鈣強(qiáng),但不象過磷酸鈣那樣存在磷酸的退化作用,一般不象過磷酸鈣那樣存在磷酸的退化作用,一般不作水培磷源使用,基質(zhì)培中有時(shí)混入基質(zhì)中不作水培磷源使用,基質(zhì)培中有時(shí)混入基質(zhì)中使用。使用。、偏磷酸氨偏磷酸氨 很少用很少用3 3、含鉀營養(yǎng)元素化合物、含鉀營養(yǎng)元素化合物 、硫酸鉀硫酸鉀 農(nóng)用的為白色或淺黃色,純品含氧化鉀農(nóng)用的為白色或淺黃色,純品含氧化鉀52.9%,含硫含硫18.4%,20溶解度溶解度11.1克克.農(nóng)用純度農(nóng)用純度95% 生理酸性生理酸性,較強(qiáng)較強(qiáng).、氯化鉀氯化鉀 很少用,農(nóng)用純度很少用,農(nóng)
18、用純度95%,對忌氯作物有影響對忌氯作物有影響、磷酸二氫鉀磷酸二氫鉀 前述前述、磷酸氫二鉀磷酸氫二鉀 含磷含磷17.78%, 鉀鉀44.9%, 20度時(shí)溶解度為度時(shí)溶解度為167克克,工業(yè)用純度要求工業(yè)用純度要求98%. 水解堿性水解堿性,生理酸堿不明顯生理酸堿不明顯、硝酸鉀硝酸鉀 前述前述4、中微量元素及其它輔助物質(zhì)、中微量元素及其它輔助物質(zhì)、七水硫酸鎂七水硫酸鎂 含鎂含鎂9.86%, 硫硫13% , 20度時(shí)溶解度度時(shí)溶解度35.5克克,工業(yè)用純度工業(yè)用純度98%,最最常用的鎂常用的鎂源源. 生理酸性鹽。生理酸性鹽。、CaCI2 很少用,工業(yè)用,純度很少用,工業(yè)用,純度98%、石膏石膏 水
19、培中不用水培中不用,基質(zhì)培中混入基質(zhì)中可用基質(zhì)培中混入基質(zhì)中可用、FeSO4.7H2O 黑礬、綠礬,淺綠色或藍(lán)綠色結(jié)晶,含黑礬、綠礬,淺綠色或藍(lán)綠色結(jié)晶,含鐵鐵20.1%, 含硫含硫11.5%,不穩(wěn)定不穩(wěn)定,易被氧化成易被氧化成硫酸鐵硫酸鐵,現(xiàn)已不單獨(dú)用現(xiàn)已不單獨(dú)用.、FeCI3.6H2O 作物對三價(jià)鐵的吸收利用低作物對三價(jià)鐵的吸收利用低,PH高時(shí)易產(chǎn)高時(shí)易產(chǎn)生沉淀生沉淀,現(xiàn)已不用現(xiàn)已不用.、螯合劑螯合劑 EDTA :乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸 DTPA 二乙酸三胺五乙酸二乙酸三胺五乙酸 CDTA 環(huán)己烷環(huán)己烷-1、2二胺四乙酸二胺四乙酸 EDDHA HEEDTA 、硼酸硼酸 含硼含硼17.48
20、%, 20度時(shí)的溶解度為度時(shí)的溶解度為5克克,化化學(xué)純學(xué)純99%以上以上、硼砂硼砂 含硼含硼11.34%, 20度時(shí)的溶解度為度時(shí)的溶解度為2.7克克, 化學(xué)化學(xué) 純純99%、硫酸錳硫酸錳 四水硫酸錳或一水硫酸錳四水硫酸錳或一水硫酸錳,水解酸性水解酸性,含錳含錳24.63%,化學(xué)純化學(xué)純99%、硫酸鋅硫酸鋅 七水硫酸鋅七水硫酸鋅,含鋅含鋅22.74%,20度時(shí)的溶解度時(shí)的溶解度為度為54.4克克,化學(xué)純化學(xué)純99%.、硫酸銅硫酸銅 五水硫酸銅五水硫酸銅,含銅含銅25.45%,20度時(shí)的溶解度時(shí)的溶解度為度為20.7克克,化學(xué)純化學(xué)純99%、鉬酸氨鉬酸氨 四水四水,含鉬含鉬54.34%第二節(jié):營
21、養(yǎng)液濃度的表示方法第二節(jié):營養(yǎng)液濃度的表示方法一、一、直接表示法直接表示法1、化合物重量化合物重量/體積體積 g/L mg/L 也稱為也稱為工作濃度工作濃度或或操作濃度操作濃度例如:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)番茄營養(yǎng)液配方:例如:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)番茄營養(yǎng)液配方: 四水硝酸鈣四水硝酸鈣590mg/L, 硝酸鉀硝酸鉀404mg/L, 磷酸二氫鉀磷酸二氫鉀136mg/L, 硫酸鎂硫酸鎂246mg/L, 硫 酸 亞 鐵硫 酸 亞 鐵 1 3 . 9 m g / L , 乙 二 胺 四 乙 酸 二 鈉, 乙 二 胺 四 乙 酸 二 鈉 18.6mg/L, 硼酸硼酸2.86mg/L, 硫酸錳硫酸錳2.13mg/L, 硫酸鋅
22、硫酸鋅0.22mg/L, 硫酸銅硫酸銅0.08mg/L, 鉬酸銨鉬酸銨0.02mg/L2、元素重量元素重量/體積體積 g/L mg/L 例如:一個(gè)配方中營養(yǎng)元素例如:一個(gè)配方中營養(yǎng)元素N、P、K的含量分的含量分別為別為150、80和和170mg/L,即表示這一配方中,即表示這一配方中每升營養(yǎng)液中含有營養(yǎng)元素氮每升營養(yǎng)液中含有營養(yǎng)元素氮150毫克、磷毫克、磷80毫克和鉀毫克和鉀170毫克。毫克。實(shí)際配制營養(yǎng)液時(shí)要換算成為某種營養(yǎng)化合物實(shí)際配制營養(yǎng)液時(shí)要換算成為某種營養(yǎng)化合物才能稱量。換算方法:才能稱量。換算方法: 如某一配方如某一配方K的含量為的含量為160mg/L,K是由硝酸鉀提供,硝酸鉀含鉀
23、為是由硝酸鉀提供,硝酸鉀含鉀為38.67%,所需硝酸鉀的量為所需硝酸鉀的量為160/38.67%=413.76mg,也即提供也即提供160mg的的K元素需純硝酸鉀元素需純硝酸鉀413.76mg. 是為了科研比較上的需要。是為了科研比較上的需要。例如:例如:一個(gè)配方的氮源是以一個(gè)配方的氮源是以Ca(NO3 3)2 24H2 2O 1.0g/L來來提供的,而另一配方的氮源是提供的,而另一配方的氮源是以以NH4 4NO3 3 0.4g/L來來提供的。單純從化合物含量來看,前一配方的含量提供的。單純從化合物含量來看,前一配方的含量比后一配方的多了比后一配方的多了1.5倍,不能夠比較這兩種配方氮倍,不能
24、夠比較這兩種配方氮的含量的高低。經(jīng)過換算后可知,的含量的高低。經(jīng)過換算后可知,1.0g/L Ca(NO3 3)2 2.4H2 2O提供的提供的N為為118.7mg ,而,而0.4mg/L的的NH4 4NO3 3提供的提供的N為為140mg ,這樣就可以清楚地看,這樣就可以清楚地看到后一配方的到后一配方的N含量要比前一配方的高。含量要比前一配方的高。 3.摩爾摩爾/升升(mol/L)和和毫摩爾毫摩爾/升升(mmol/L) 基于化學(xué)概念設(shè)立的?;诨瘜W(xué)概念設(shè)立的。 一摩爾某種物質(zhì)的質(zhì)量相當(dāng)于這種物質(zhì)的分子一摩爾某種物質(zhì)的質(zhì)量相當(dāng)于這種物質(zhì)的分子量、離子量或原子量,其質(zhì)量單位為克量、離子量或原子量,
25、其質(zhì)量單位為克(g)。 在配制營養(yǎng)液的操作過程中,不能夠以毫摩爾在配制營養(yǎng)液的操作過程中,不能夠以毫摩爾/升來稱量,需要換算成重量升來稱量,需要換算成重量/升后才能稱量配升后才能稱量配制。制。換算方法:將每升營養(yǎng)液中某種物質(zhì)的摩爾數(shù)換算方法:將每升營養(yǎng)液中某種物質(zhì)的摩爾數(shù)(mol/L)與該物質(zhì)的分子量、離子量或原子量與該物質(zhì)的分子量、離子量或原子量相乘,即可得知該物質(zhì)的用量。相乘,即可得知該物質(zhì)的用量。二、二、間接表示方法間接表示方法 1、電導(dǎo)率、電導(dǎo)率(Electric Conductivity,EC)含義:電導(dǎo)率是指單位距離的溶液其導(dǎo)電含義:電導(dǎo)率是指單位距離的溶液其導(dǎo)電能力的大小。它通常
26、以能力的大小。它通常以毫西門子毫西門子/厘米厘米(ms/cm)或微西門子或微西門子/厘米厘米(s/cm)來表示。來表示。 配制營養(yǎng)液的化合物為無機(jī)鹽,有導(dǎo)電性,在配制營養(yǎng)液的化合物為無機(jī)鹽,有導(dǎo)電性,在一定濃度下,導(dǎo)電能力的大小與濃度呈正相關(guān),一定濃度下,導(dǎo)電能力的大小與濃度呈正相關(guān),因此,電導(dǎo)率可以反映溶液的濃度,因此,電導(dǎo)率可以反映溶液的濃度,EC反映反映的是溶液的總濃度,不能夠反映每一種鹽類濃的是溶液的總濃度,不能夠反映每一種鹽類濃度。度。 電導(dǎo)率如何反映營養(yǎng)液濃度電導(dǎo)率如何反映營養(yǎng)液濃度 : 以營養(yǎng)液配方為以營養(yǎng)液配方為1個(gè)劑量,并以此為基礎(chǔ)濃個(gè)劑量,并以此為基礎(chǔ)濃度度(S),然后以一
27、定的濃度梯度差,然后以一定的濃度梯度差(如每相距如每相距0.1或或0.2個(gè)劑量個(gè)劑量)來配制一系列濃度梯度差的來配制一系列濃度梯度差的營養(yǎng)液,并用電導(dǎo)率儀測定每一個(gè)級差濃度營養(yǎng)液,并用電導(dǎo)率儀測定每一個(gè)級差濃度的電導(dǎo)率值。由于營養(yǎng)液濃度的電導(dǎo)率值。由于營養(yǎng)液濃度(S)與電導(dǎo)率值與電導(dǎo)率值(EC)之間存在著正相關(guān)的關(guān)系,這種正相關(guān)之間存在著正相關(guān)的關(guān)系,這種正相關(guān)的關(guān)系可用線性回歸方程來表示:的關(guān)系可用線性回歸方程來表示: EC=a+bS (a、b為直線回歸系數(shù)為直線回歸系數(shù))例如:例如:表3-2 園試配方各濃度梯度差的營養(yǎng)液電導(dǎo)率值(山崎,1987)濃度梯度(S)測得的電導(dǎo)率(EC)各濃度級差
28、大量元素含量(mg/L)2.04.4654.801.84.0304.321.63.6853.841.43.2753.361.22.8652.881.02.4352.400.82.0001.920.61.5751.440.41.1050.960.20.6280.48電導(dǎo)率與營養(yǎng)液濃度之間的線性回歸方程為:電導(dǎo)率與營養(yǎng)液濃度之間的線性回歸方程為: EC=0.279+2.12S (r(10)(10)=0.9994) 回歸方程為專用回歸方程為專用2.2.滲透壓滲透壓(Osmosis)(Osmosis)含義:含義:是指半透性膜是指半透性膜( (水等分子較小的物質(zhì)水等分子較小的物質(zhì)可自由通過而溶質(zhì)等分子較
29、大的物質(zhì)不能可自由通過而溶質(zhì)等分子較大的物質(zhì)不能透過的膜透過的膜) )阻隔的兩種濃度不同的溶液,當(dāng)阻隔的兩種濃度不同的溶液,當(dāng)水從濃度低的溶液經(jīng)過半透性膜而進(jìn)入濃水從濃度低的溶液經(jīng)過半透性膜而進(jìn)入濃度高的溶液時(shí)所產(chǎn)生的壓力。濃度越高,度高的溶液時(shí)所產(chǎn)生的壓力。濃度越高,滲透壓越大。因此,可以利用滲透壓來間滲透壓越大。因此,可以利用滲透壓來間接反映溶液的濃接反映溶液的濃度。度。反映營養(yǎng)液濃度是否適反映營養(yǎng)液濃度是否適宜作物生長的重要指標(biāo)宜作物生長的重要指標(biāo) 單位單位Pa 1atm=101325Pa 273+ t P = C0.0224 273 P:滲透壓:滲透壓 atm C 濃度濃度 mmol/
30、L t溶液溫度溶液溫度 0.0224 范德荷甫常數(shù)范德荷甫常數(shù) 273 絕對溫度絕對溫度例如:例如: 表 3-4 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)番茄配方1 個(gè)劑量的化合物及離子濃度 (華南農(nóng)業(yè)大學(xué)無土栽培技術(shù)研究室,1994)化合物化合物濃度(mg/L)離子濃度(mmol/L)小計(jì)(mmol/L)Ca(NO3)2.4H2O594Ca2+:2.5, NO3-: 5.07.5KNO3404K+:4.0, NO3-:4.08.0KH2PO4136K+:1.0, H2PO4-:1.02.0MgSO4.7H2O246Mg2+:1.0, SO42-:1.02.0合計(jì):19.5mmol/L假設(shè)在假設(shè)在25時(shí)使用該營養(yǎng)液,代入
31、上式計(jì)算得到其滲透壓值:時(shí)使用該營養(yǎng)液,代入上式計(jì)算得到其滲透壓值: 273+25 P=19.50.0224 =0.4768(atm) 273 對已知各種溶質(zhì)及濃度的溶液可以采用上述方對已知各種溶質(zhì)及濃度的溶液可以采用上述方法進(jìn)行溶液滲透壓的理論計(jì)算法進(jìn)行溶液滲透壓的理論計(jì)算,但如果溶液的但如果溶液的濃度是未知的濃度是未知的,例如營養(yǎng)液在系統(tǒng)中使用一段例如營養(yǎng)液在系統(tǒng)中使用一段時(shí)間時(shí)間,濃度發(fā)生了變化濃度發(fā)生了變化,此時(shí)就不能進(jìn)行理論計(jì)此時(shí)就不能進(jìn)行理論計(jì)算了算了,可以測溶液的電導(dǎo)率通過經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換公式可以測溶液的電導(dǎo)率通過經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換公式近似得出滲透壓數(shù)值近似得出滲透壓數(shù)值. P(pa(pa)= 3
32、6000)= 36000 EC 第三節(jié):營養(yǎng)液的組成第三節(jié):營養(yǎng)液的組成一、一、組成原則組成原則1、必須含有植物生長所必需的全部營養(yǎng)元素、必須含有植物生長所必需的全部營養(yǎng)元素(營養(yǎng)的齊營養(yǎng)的齊全全性性)2、營養(yǎng)元素是植物根系可以吸收利用的形態(tài)、營養(yǎng)元素是植物根系可以吸收利用的形態(tài)(可利用可利用性性)3、各元素的數(shù)量和比例應(yīng)符合植物生長發(fā)育的要求且、各元素的數(shù)量和比例應(yīng)符合植物生長發(fā)育的要求且是均衡的是均衡的.(比例合理性比例合理性)4、營養(yǎng)元素應(yīng)保持較長時(shí)間的有效性、營養(yǎng)元素應(yīng)保持較長時(shí)間的有效性(營養(yǎng)的有效性營養(yǎng)的有效性)5、總濃度適宜植物正常生長、總濃度適宜植物正常生長(濃度的適宜性濃度的
33、適宜性)6、根系的選擇吸收表現(xiàn)出來的酸堿反應(yīng)上應(yīng)較為平穩(wěn)、根系的選擇吸收表現(xiàn)出來的酸堿反應(yīng)上應(yīng)較為平穩(wěn)(生理酸堿反應(yīng)的穩(wěn)定性生理酸堿反應(yīng)的穩(wěn)定性)二、營養(yǎng)液配方二、營養(yǎng)液配方 營養(yǎng)液配方營養(yǎng)液配方:在一定體積溶液中規(guī)定含:在一定體積溶液中規(guī)定含有某些化合物的種類和數(shù)量就構(gòu)成一個(gè)有某些化合物的種類和數(shù)量就構(gòu)成一個(gè)營養(yǎng)液配方。營養(yǎng)液配方。如如:每升溶液中含有每升溶液中含有硝酸鉀硝酸鉀404毫克毫克 四水硝酸鈣四水硝酸鈣590毫克毫克磷酸二氫鉀磷酸二氫鉀136mg 硫酸鎂硫酸鎂 18.6mg硫酸亞鐵硫酸亞鐵13.9mg 乙二胺四乙酸二鈉乙二胺四乙酸二鈉18.6mg硼酸硼酸2.86mg 硫酸錳硫酸錳0
34、.02mg 硫酸鋅硫酸鋅0.22mg 硫硫酸銅酸銅0.08毫克毫克 鉬酸銨鉬酸銨0.02毫克毫克(華南農(nóng)大番茄華南農(nóng)大番茄) 按照配方給出的用量配制出的營養(yǎng)液就按照配方給出的用量配制出的營養(yǎng)液就稱為此配方的稱為此配方的一個(gè)劑量一個(gè)劑量,用量為一半則,用量為一半則為為二分之一劑量二分之一劑量,依此類推,依此類推 目前生產(chǎn)中應(yīng)用的配方很多目前生產(chǎn)中應(yīng)用的配方很多,不同的配方不同的配方在鹽類的選用及用量上有差別在鹽類的選用及用量上有差別.配方配方 化合物化合物 用量用量 元素含量元素含量 元素含量總元素含量總計(jì)計(jì) 硝酸鈣硝酸鈣(四水四水)945 4 N 112 Ca 160 N:210 P:31霍霍
35、 硝酸鉀硝酸鉀 607 6 氮氮84 鉀鉀234 K:234 Ca:160 磷酸一氨磷酸一氨 115 1 氮氮14 磷磷31 Mg:48 S:64 七水硫酸鎂七水硫酸鎂 493 2 鎂鎂48 硫硫 64 總計(jì)總計(jì) 2160 13 747 硝酸鈣硝酸鈣(四水四水)590 2.5 N 70 Ca 100 N:126 P:24華南華南 硝酸鉀硝酸鉀 404 4 氮氮56 鉀鉀156 K:195 Ca:100 磷酸二氫鉀磷酸二氫鉀 136 1 鉀鉀39 磷磷24 Mg:24 S:64 七水硫酸鎂七水硫酸鎂 246 1 鎂鎂24 硫硫 64 總計(jì)總計(jì) 1376 8.5 533(一一) 總鹽濃度的確定總鹽
36、濃度的確定 表表 營養(yǎng)液總濃度范圍營養(yǎng)液總濃度范圍 表述單位表述單位 最最 低低 適適 中中 最最 高高滲透壓滲透壓(atm) 0.3 0.9 1.5 正負(fù)離子合計(jì)數(shù)正負(fù)離子合計(jì)數(shù) 12 37 62(mmol/L)電導(dǎo)率電導(dǎo)率(ms/cm) 0.83 2.5 4.2總鹽分含量總鹽分含量(g/L) 0.83 2.5 4.2 一般地,控制營養(yǎng)液的總鹽分濃度在一般地,控制營養(yǎng)液的總鹽分濃度在0.4%0.5%以下,對大多數(shù)作物來說都可以較正常地生長。以下,對大多數(shù)作物來說都可以較正常地生長。三、確定營養(yǎng)液組成的方法三、確定營養(yǎng)液組成的方法不同作物對營養(yǎng)液的總濃度要求有較大差異,如:不同作物對營養(yǎng)液的總
37、濃度要求有較大差異,如: 表表 8 不同植物對營養(yǎng)液總濃度的要求不同植物對營養(yǎng)液總濃度的要求總濃度總濃度()11.522233適適杜杜 鵑鵑 花花鳶鳶 尾尾曇曇 花花甜甜 瓜瓜番番 茄茄宜宜仙仙 人人 掌掌水水 仙仙蔥蔥 頭頭黃黃 瓜瓜芹芹 菜菜種種蕨類植物蕨類植物仙客來仙客來胡蘿卜胡蘿卜一品紅一品紅甘甘 藍(lán)藍(lán)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葉芋花葉芋文文 竹竹植植郁金香郁金香唐菖蒲唐菖蒲物物芥芥 菜菜 如果營養(yǎng)液的總鹽分濃度超過如果營養(yǎng)液的總鹽分濃度超過0.40.5%, 有些植物就會表現(xiàn)出不同程度的鹽害癥狀。有些植物就會表現(xiàn)出不同程度的鹽害癥狀。因此,在確定營
38、養(yǎng)液配方的總濃度時(shí)因此,在確定營養(yǎng)液配方的總濃度時(shí) 要考慮植物的要考慮植物的耐鹽程度耐鹽程度。(二)、各營養(yǎng)元素的用量和比例的確定(二)、各營養(yǎng)元素的用量和比例的確定 主要根據(jù)生理平衡性和營養(yǎng)元素的化學(xué)平衡來主要根據(jù)生理平衡性和營養(yǎng)元素的化學(xué)平衡來確定。確定。1、生理平衡性生理平衡性 生理平衡營養(yǎng)液生理平衡營養(yǎng)液:能夠滿足植物按其生長發(fā):能夠滿足植物按其生長發(fā)育要求吸收到一切所需的營養(yǎng)元素,又不會影育要求吸收到一切所需的營養(yǎng)元素,又不會影響到其正常生長發(fā)育的營養(yǎng)液響到其正常生長發(fā)育的營養(yǎng)液-生理平衡營生理平衡營養(yǎng)液。養(yǎng)液。a、 影響營養(yǎng)液生理平衡的因素影響營養(yǎng)液生理平衡的因素 協(xié)助作用協(xié)助作用
39、 鈣離子、鎂離子可促進(jìn)鉀離子的吸收鈣離子、鎂離子可促進(jìn)鉀離子的吸收 頡抗作用頡抗作用 氫離子對鈣離子的氫離子對鈣離子的 抑制吸收抑制吸收等等b、各營養(yǎng)元素在營養(yǎng)液中的比例各營養(yǎng)元素在營養(yǎng)液中的比例 通過分析正常生長的植物體內(nèi)各種營養(yǎng)通過分析正常生長的植物體內(nèi)各種營養(yǎng)元素的比例依此來確定植物對供應(yīng)的外元素的比例依此來確定植物對供應(yīng)的外界營養(yǎng)元素的比例和要求界營養(yǎng)元素的比例和要求。c 、利用化學(xué)分析方法確定配方時(shí)應(yīng)注意利用化學(xué)分析方法確定配方時(shí)應(yīng)注意 根據(jù)分析結(jié)果確定的配方符合生理平衡,根據(jù)分析結(jié)果確定的配方符合生理平衡,它不僅適合一種植物,而且適合一大類它不僅適合一種植物,而且適合一大類植物。植
40、物。 由于種植季節(jié)、植物本身特性及供應(yīng)營由于種植季節(jié)、植物本身特性及供應(yīng)營養(yǎng)元素的數(shù)量和形態(tài)不同,有時(shí)分析結(jié)養(yǎng)元素的數(shù)量和形態(tài)不同,有時(shí)分析結(jié)果可能有較大的差異。果可能有較大的差異。 依據(jù)分析結(jié)果確定的配方,元素的用量依據(jù)分析結(jié)果確定的配方,元素的用量和比例并非嚴(yán)格固定的,變動(dòng)幅度在三和比例并非嚴(yán)格固定的,變動(dòng)幅度在三分之一左右不會破壞生理平衡性。分之一左右不會破壞生理平衡性。 確定生理平衡營養(yǎng)液配方實(shí)例確定生理平衡營養(yǎng)液配方實(shí)例 霍格蘭配方霍格蘭配方(化學(xué)分析方法化學(xué)分析方法)驟驟1、對正常生長的番茄植株進(jìn)行化學(xué)分析,依此、對正常生長的番茄植株進(jìn)行化學(xué)分析,依此確定植株一生吸收各種營養(yǎng)元素的
41、數(shù)量(確定植株一生吸收各種營養(yǎng)元素的數(shù)量(N、P、K、Ca、Mg、S)g/株。株。分析結(jié)果分別為:分析結(jié)果分別為:14.79 3.68 23.06 7.10 2.84 1.80 g/株株. 共計(jì)共計(jì)53.27g/株株2、 將分析結(jié)果換算將分析結(jié)果換算成成mmol數(shù)數(shù) 分別為:分別為:1069.3 118.7 591.3 177.5 118.3 56.3 mmol, 共計(jì)共計(jì)2131.4 mmol 3 3、用毫摩爾數(shù)計(jì)算出各營養(yǎng)占總營養(yǎng)量的百、用毫摩爾數(shù)計(jì)算出各營養(yǎng)占總營養(yǎng)量的百分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)。 N N、P P、K K、CaCa、MgMg、S S分別為分別為:50.17% 50.17% 5.57%
42、27.74% 8.33% 5.55% 2.64%5.57% 27.74% 8.33% 5.55% 2.64%4 4、確定總鹽分濃度,并計(jì)算出在此總濃度下、確定總鹽分濃度,并計(jì)算出在此總濃度下 各營養(yǎng)所占毫摩爾數(shù)。各營養(yǎng)所占毫摩爾數(shù)??倽舛瓤倽舛?7mmol/L37mmol/L,18.56 2.06 10.27 3.08 18.56 2.06 10.27 3.08 2.05 0.98mmol2.05 0.98mmol5 5、選擇合適的營養(yǎng)元素化合物、選擇合適的營養(yǎng)元素化合物 生理酸堿性、伴隨離子的特性、是否具有緩生理酸堿性、伴隨離子的特性、是否具有緩沖作用沖作用l種類盡可能少,減少無用離子的帶入
43、種類盡可能少,減少無用離子的帶入在本配方中選用了在本配方中選用了Ca(NOCa(NO3 3) )2 24H4H2 20 0、KNOKNO3 3、NH4(H2PO4)、MgSOMgSO4 47H7H2 2O O來提供大量元素。來提供大量元素。首先確定首先確定鈣鈣,分析結(jié)果為,分析結(jié)果為3.08mmol/L,3.08mmol/L,此時(shí)加入此時(shí)加入3mmol/L3mmol/L的鈣的鈣, ,同時(shí)帶同時(shí)帶入入6mmol/L6mmol/L的的NONO3 3-N-N鉀鉀: :分析結(jié)果分析結(jié)果10.27 10.27 用了用了10mmol/L,10mmol/L,同時(shí)帶入同時(shí)帶入了了10mmol/L10mmol/
44、L的的NONO3 3-N.-N.磷磷: :分析結(jié)果分析結(jié)果2.06mmol/L,2.06mmol/L,此時(shí)加入此時(shí)加入2mmol/L2mmol/L的的NH4(H2PO4),同時(shí)帶入同時(shí)帶入2mmol/L的銨態(tài)氮的銨態(tài)氮.總氮總氮:6+10+2=18mmol/L,:6+10+2=18mmol/L,而分析結(jié)果為而分析結(jié)果為18.56,18.56,此時(shí)不用此時(shí)不用再補(bǔ)再補(bǔ). .鎂鎂: :分析結(jié)果為分析結(jié)果為2.05mmol/L,2.05mmol/L,加入加入2mmol/L2mmol/L的的硫酸鎂硫酸鎂, ,同時(shí)帶入同時(shí)帶入2mmol/L2mmol/L的硫的硫, ,而硫的分而硫的分析結(jié)果為析結(jié)果為0.
45、98mmol/L,0.98mmol/L,此時(shí)加入了此時(shí)加入了2mmol/L2mmol/L的硫的硫, ,比分析結(jié)果高了一倍比分析結(jié)果高了一倍, ,是否是否會破壞平衡會破壞平衡-不會不會. .6 6、將確定的鹽類用量轉(zhuǎn)為工作營養(yǎng)液濃度、將確定的鹽類用量轉(zhuǎn)為工作營養(yǎng)液濃度根據(jù)根據(jù)N/W比值確定營養(yǎng)液配方比值確定營養(yǎng)液配方 日本學(xué)者認(rèn)為日本學(xué)者認(rèn)為, ,從植物體的化學(xué)分析來確定營養(yǎng)液中從植物體的化學(xué)分析來確定營養(yǎng)液中營養(yǎng)元素的吸收數(shù)量和比例營養(yǎng)元素的吸收數(shù)量和比例, ,其結(jié)果往往由于栽培環(huán)其結(jié)果往往由于栽培環(huán)境的改變而出現(xiàn)較大的差異境的改變而出現(xiàn)較大的差異, ,同時(shí)認(rèn)為同時(shí)認(rèn)為, ,正常生長的正常生長
46、的植物其吸水和吸肥的過程是同步的植物其吸水和吸肥的過程是同步的, ,即吸收一定量水即吸收一定量水的同時(shí)也將一定量的營養(yǎng)元素同時(shí)吸收到體內(nèi)的同時(shí)也將一定量的營養(yǎng)元素同時(shí)吸收到體內(nèi), ,因此因此, ,提出用分析水培植物的營養(yǎng)液提出用分析水培植物的營養(yǎng)液, ,以差減法確定植物對以差減法確定植物對各種營養(yǎng)元素的吸收量及它們之間的吸收比例各種營養(yǎng)元素的吸收量及它們之間的吸收比例, ,同時(shí)同時(shí)測定植物的吸水量測定植物的吸水量, ,并將元素的吸收量與吸水量聯(lián)系并將元素的吸收量與吸水量聯(lián)系起來起來, ,以確定營養(yǎng)液的適宜濃度以確定營養(yǎng)液的適宜濃度. .以黃瓜為例,其步驟如下以黃瓜為例,其步驟如下:1、用一種較
47、好的平衡營養(yǎng)液(通用配方)水培、用一種較好的平衡營養(yǎng)液(通用配方)水培黃瓜,在正常生長的情況下,每隔一段時(shí)間黃瓜,在正常生長的情況下,每隔一段時(shí)間用化學(xué)分析的方法測定營養(yǎng)液中大量營養(yǎng)元用化學(xué)分析的方法測定營養(yǎng)液中大量營養(yǎng)元素的含量,同時(shí)測定植株的吸水量,直至種素的含量,同時(shí)測定植株的吸水量,直至種植結(jié)束時(shí)將植物吸收營養(yǎng)元素和水的量累加植結(jié)束時(shí)將植物吸收營養(yǎng)元素和水的量累加2、計(jì)算、計(jì)算N/W3、選擇合適的化合物作為肥源、選擇合適的化合物作為肥源4、將、將mmol/L表示的濃度轉(zhuǎn)換表示的濃度轉(zhuǎn)換為為mg/L2、化學(xué)平衡、化學(xué)平衡 難容性化合物在溶液中的行為服從由質(zhì)量作難容性化合物在溶液中的行為服
48、從由質(zhì)量作用定律導(dǎo)出的溶度積法則用定律導(dǎo)出的溶度積法則 溶度積法則:溶度積法則: 主要是指溶液中,能夠形成難溶性化合物的主要是指溶液中,能夠形成難溶性化合物的陰陽離子當(dāng)其陰陽離子當(dāng)其離子離子濃度(摩爾)的乘積大于濃度(摩爾)的乘積大于這種難溶性化合物的溶度積常數(shù)時(shí)就會這種難溶性化合物的溶度積常數(shù)時(shí)就會相互相互作用形成難溶性化合物的沉淀作用形成難溶性化合物的沉淀 具體說就是具體說就是Ca2+ 、 Fe3+ 、 Mg +與與SO42- 、 HPO42-、PO43- 產(chǎn)生沉淀產(chǎn)生沉淀 溶度積法則表達(dá)式:溶度積法則表達(dá)式: (Am+)x (Bn-)y =Sp-AxBYA:陽離子的摩爾濃度:陽離子的摩爾
49、濃度B:陰離子的摩爾濃度:陰離子的摩爾濃度m、n:離子的價(jià)數(shù):離子的價(jià)數(shù)x、y:組成難溶性化合物分子的陰陽離子數(shù):組成難溶性化合物分子的陰陽離子數(shù)Sp:溶度積常數(shù):溶度積常數(shù)AxBy:難溶性化合物分子式:難溶性化合物分子式 對任何配方來說,由于溶液中都存在能夠產(chǎn)生難溶對任何配方來說,由于溶液中都存在能夠產(chǎn)生難溶性化合物的陰陽離子,因此都存在產(chǎn)生沉淀的可能性化合物的陰陽離子,因此都存在產(chǎn)生沉淀的可能性性。(1) Ca2+與與SO42-產(chǎn)生產(chǎn)生CaSO4沉淀的可能性沉淀的可能性根據(jù)溶度積法則計(jì)算得:根據(jù)溶度積法則計(jì)算得: Ca2+SO42-=310-3210-3=610-6;查查CaSO4的溶度積
50、常數(shù)為:的溶度積常數(shù)為: Sp-CaSO4=9.110-6,將營養(yǎng)液配方中將營養(yǎng)液配方中Ca2+與與SO42-的溶度積與的溶度積與CaSO4的溶度的溶度積常數(shù)比較可知:積常數(shù)比較可知: Ca2+SO42-=610-6 Sp-CaSO4=9.110-6即說明即說明A-H配方中不會產(chǎn)生配方中不會產(chǎn)生CaSO4沉淀沉淀。以霍格蘭配方以霍格蘭配方討論產(chǎn)生沉淀的可能性討論產(chǎn)生沉淀的可能性(2) Ca2+與磷酸根離子與磷酸根離子(HPO42-、PO43-)產(chǎn)產(chǎn)生沉淀的可能性生沉淀的可能性 溶液中的磷酸根離子可以解離為不同價(jià)數(shù)的溶液中的磷酸根離子可以解離為不同價(jià)數(shù)的離子并遵循下列的平衡關(guān)系離子并遵循下列的平
51、衡關(guān)系H2PO4H +OH HPO42-H +OHPO43-各離子在溶液中的比例受溶液酸堿的影響各離子在溶液中的比例受溶液酸堿的影響,在三種離子中只有高價(jià)的(二價(jià)、三價(jià))在三種離子中只有高價(jià)的(二價(jià)、三價(jià))與與Ca2+ 產(chǎn)生沉淀產(chǎn)生沉淀與酸堿關(guān)系與酸堿關(guān)系 lg =2.15-PH lg =7.20-PH lg =12.35-PH(H3PO4)(H2PO4)(H2PO4)(HPO4) 2(HPO4) 2(PO43-)討論討論A-H配方配制的營養(yǎng)液在配方配制的營養(yǎng)液在pH=6.0時(shí)是否會時(shí)是否會產(chǎn)生產(chǎn)生CaHPO4沉淀沉淀 lg =7.2-6.0 =100%(H2PO4)(HPO4) 2(H2PO
52、4) + (HPO4) 2 得得: =94.1% =5.9%210-3 0.059 310-3=3.54 10-7 溶度積常數(shù)為溶度積常數(shù)為:1 10-7 則則:pH=6.0時(shí)會產(chǎn)生時(shí)會產(chǎn)生CaHPO4沉淀沉淀(H2PO4) (HPO4) 2 防止沉淀產(chǎn)生的方法:防止沉淀產(chǎn)生的方法: 通過降低溶液通過降低溶液pH值來防止磷酸鈣沉淀值來防止磷酸鈣沉淀只有控制溶液的只有控制溶液的pH值值Sp-FePO4=1.310-22,可見肯定可見肯定會造成會造成FePO4的沉淀的沉淀而致使作物出現(xiàn)缺鐵癥狀。而致使作物出現(xiàn)缺鐵癥狀。 但事實(shí)上,在但事實(shí)上,在pH6.0時(shí)時(shí)A-H配方配制的營養(yǎng)液配方配制的營養(yǎng)液不
53、不會出現(xiàn)會出現(xiàn)FePO4的沉淀的沉淀。這主要是由于采用了有機(jī)螯合。這主要是由于采用了有機(jī)螯合物來物來螯合鐵離子螯合鐵離子,使得使得Fe2+不易被氧化,而且不易與不易被氧化,而且不易與PO43- 起化學(xué)反應(yīng)而沉淀,從而使得起化學(xué)反應(yīng)而沉淀,從而使得Fe在營養(yǎng)液中可在營養(yǎng)液中可以保持較高的有效性。以保持較高的有效性。(4) Ca、Mg形成氫氧化物沉淀的可能性形成氫氧化物沉淀的可能性 Ca、Mg形成氫氧化物沉淀的可能性主要是在營形成氫氧化物沉淀的可能性主要是在營養(yǎng)液養(yǎng)液呈較強(qiáng)的堿性時(shí)才會發(fā)生呈較強(qiáng)的堿性時(shí)才會發(fā)生。通過計(jì)算得知:形成通過計(jì)算得知:形成Ca(OH)2沉淀的條件是:沉淀的條件是:pH12
54、.63; 形成形成Mg(OH)2沉淀的條件是沉淀的條件是:pH9.98。 產(chǎn)生的可能性:一般情況下,配方中的化合物所產(chǎn)生的產(chǎn)生的可能性:一般情況下,配方中的化合物所產(chǎn)生的生理堿性極少會達(dá)到這么高的生理堿性極少會達(dá)到這么高的pHpH值;只有在用堿液中和營養(yǎng)值;只有在用堿液中和營養(yǎng)液的生理酸性時(shí),若液的生理酸性時(shí),若操作不當(dāng)操作不當(dāng)就有可能出現(xiàn)營養(yǎng)液中局部堿就有可能出現(xiàn)營養(yǎng)液中局部堿性很強(qiáng)、性很強(qiáng)、pHpH值過高而產(chǎn)生沉淀的可能。值過高而產(chǎn)生沉淀的可能。解決方法:解決方法:在加堿液中和酸性時(shí),要用濃度在加堿液中和酸性時(shí),要用濃度較較稀的堿液稀的堿液,而且在加入堿液時(shí)要,而且在加入堿液時(shí)要及時(shí)進(jìn)行攪
55、拌及時(shí)進(jìn)行攪拌。四四. . 營養(yǎng)液氮源的選擇營養(yǎng)液氮源的選擇(一一) 植物吸收的氮素形態(tài)植物吸收的氮素形態(tài) 主要是主要是銨態(tài)氮銨態(tài)氮和和硝態(tài)氮硝態(tài)氮。植物對銨態(tài)氮和硝態(tài)植物對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收速率都很快,而且在體內(nèi)都可以迅速地被氮的吸收速率都很快,而且在體內(nèi)都可以迅速地被同化為氨基酸和蛋白質(zhì),因此說銨態(tài)氮和硝態(tài)氮同化為氨基酸和蛋白質(zhì),因此說銨態(tài)氮和硝態(tài)氮具具有同樣的生理功效。有同樣的生理功效。Arnon(1937)Arnon(1937)的研究結(jié)論:的研究結(jié)論:無論給植物提供銨態(tài)氮還無論給植物提供銨態(tài)氮還是硝態(tài)氮都可作為其良好生長的氮源。是硝態(tài)氮都可作為其良好生長的氮源。普良尼斯尼科夫的結(jié)論:
56、普良尼斯尼科夫的結(jié)論:假如為每一種氮源提供假如為每一種氮源提供最適最適的條件的條件,那么在原則上它們具有,那么在原則上它們具有同樣的營養(yǎng)價(jià)值同樣的營養(yǎng)價(jià)值,而,而如果在某一條件下比較這兩種氮源對植物的優(yōu)越性,如果在某一條件下比較這兩種氮源對植物的優(yōu)越性,則需視提供的條件是什么,有時(shí)銨態(tài)氮要好一些,而則需視提供的條件是什么,有時(shí)銨態(tài)氮要好一些,而有時(shí)硝態(tài)氮要好一些。有時(shí)硝態(tài)氮要好一些。 硝鹽(除硝酸銨)均為硝鹽(除硝酸銨)均為生理堿性鹽生理堿性鹽,例如,例如Ca(NO3)2、 KNO3 、 NaNO3 等。植物優(yōu)先選擇吸收等。植物優(yōu)先選擇吸收NO3-,而對其伴隨的,而對其伴隨的陽離子的吸收速率較
57、慢,同時(shí)植物在選擇吸收硝酸鹽時(shí)根系會陽離子的吸收速率較慢,同時(shí)植物在選擇吸收硝酸鹽時(shí)根系會分泌出分泌出OH-,使得介質(zhì)的,使得介質(zhì)的pH值上升值上升,其結(jié)果是可能造成某些營,其結(jié)果是可能造成某些營養(yǎng)元素在高養(yǎng)元素在高pH值下有效性降低,如值下有效性降低,如Fe、Mn、Mg等元素等元素。芥菜芥菜生菜生菜(二二)硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的特點(diǎn)硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的特點(diǎn)直葉生菜直葉生菜硝態(tài)氮配方硝態(tài)氮配方銨態(tài)氮配方銨態(tài)氮配方銨態(tài)氮源銨態(tài)氮源(銨鹽銨鹽)都是都是生理酸性鹽生理酸性鹽,例如,例如NH4Cl、(NH4)2SO4,甚至,甚至NH4NO3,特,特別是別是NH4Cl和和(NH4)2SO4的生理酸性更的生理酸性更
58、強(qiáng),這是由于多數(shù)植物優(yōu)先選擇吸收強(qiáng),這是由于多數(shù)植物優(yōu)先選擇吸收NH4+,而伴隨離子的,而伴隨離子的Cl-、SO42-、NO3-的吸收速率較慢,同時(shí)植物在吸收的吸收速率較慢,同時(shí)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,使得介介質(zhì)的質(zhì)的pH下降下降。 介質(zhì)中高濃度的介質(zhì)中高濃度的H+對植物吸對植物吸收收Ca2+有很強(qiáng)的拮抗作用,易使有很強(qiáng)的拮抗作用,易使植物出現(xiàn)缺鈣的癥狀;甚至還會植物出現(xiàn)缺鈣的癥狀;甚至還會對植物根系造成直接的傷害,產(chǎn)對植物根系造成直接的傷害,產(chǎn)生生根系腐爛等根系腐爛等現(xiàn)象現(xiàn)象。目前世界上大多數(shù)營養(yǎng)液配方,都是采用目前世界上大多數(shù)營養(yǎng)液配方,都是采用硝
59、態(tài)氮硝態(tài)氮作作為氮源或以為氮源或以硝態(tài)氮硝態(tài)氮作為作為主要主要氮源。氮源。原因:原因:一一: : 硝態(tài)氮硝態(tài)氮(硝鹽、除硝酸氨)(硝鹽、除硝酸氨)所引起的生理堿性所引起的生理堿性 較為緩慢且易于控制,而較為緩慢且易于控制,而銨態(tài)氮銨態(tài)氮(銨鹽)(銨鹽)引起引起 的生理酸性較為迅速且難以控制的生理酸性較為迅速且難以控制二、植物對于二、植物對于NO3-N的過量吸收一般不會對植物本的過量吸收一般不會對植物本 身造成傷害;植物吸收身造成傷害;植物吸收NH4+-N過多則易出現(xiàn)過多則易出現(xiàn) 中毒的癥狀。中毒的癥狀。 因此,利用硝態(tài)氮作為主要氮源對植物是較為安全的。因此,利用硝態(tài)氮作為主要氮源對植物是較為安
60、全的。(三三) 營養(yǎng)液配方氮源的選擇營養(yǎng)液配方氮源的選擇 現(xiàn)在人們更關(guān)注的是現(xiàn)在人們更關(guān)注的是如何降低產(chǎn)品中硝酸如何降低產(chǎn)品中硝酸鹽的含量鹽的含量,配方中硝態(tài)氮的用量大有時(shí)會造成產(chǎn)配方中硝態(tài)氮的用量大有時(shí)會造成產(chǎn)品中硝酸鹽含量高于安全標(biāo)準(zhǔn)。品中硝酸鹽含量高于安全標(biāo)準(zhǔn)。 (四四)、降低產(chǎn)品中硝酸鹽含量的方法、降低產(chǎn)品中硝酸鹽含量的方法1、加強(qiáng)栽培管理(增加光照強(qiáng)度、改善根際氧、加強(qiáng)栽培管理(增加光照強(qiáng)度、改善根際氧 環(huán)境)環(huán)境)2、以適量氨態(tài)氮、以適量氨態(tài)氮(或酰胺態(tài)氮或酰胺態(tài)氮)代替一部分硝態(tài)氮代替一部分硝態(tài)氮, 同時(shí)適當(dāng)增加鈣、鎂的用量。同時(shí)適當(dāng)增加鈣、鎂的用量。 2007年東北林業(yè)大學(xué)的楊
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