无土栽培营养液的配制技术

  进行无土栽培作物时，要在选定营养液配方的基础上，正确地配制营养液。一种均衡的营养液配方，都存在着相互之间可能产生沉淀的盐类，只有采用正确的方法来配制营养液，才可保证营养液中的各种营养元素能有效地供给作物生长所需，才可取得栽培的高产优质。而不正确的配制方法，一方面可能会使某些营养元素失效；另一方面可能会影响到营养液中的元素平衡，严重时会伤害作物根系，甚至造成作物死亡。因此，要掌握正确的营养液配制方法，这是无土栽培作物的最起码的要求。

一、营养液配制的原则
        营养液配制的原则是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。因为每一种营养液配方中都有相互之间会产生难溶性物质的盐类，例如，任何的均衡营养液平衡中都含有可能产生沉淀的Ca2+、Fe2+、Mn2+、Mg2+等阳离子和SO42-、H2PO4-等阴离子，当这些离子在浓度较高时会互相作用而产生化学沉淀而形成难溶性物质。但如果选用的是均衡的营养液配方且遵循正确的配制方法，最终配制出来的工作营养液是不会有难溶性物质沉淀的。要做到这一点，就必须充分了解营养液配方中各种化合物的性质及相互之间产生的化学反应过程，在配制过程中运用难溶性物质溶度积法则，以确保不会产生沉淀。
二、营养液的配制技术
  (一) 原料及水中的纯度计算
        由于配制营养液的原料大多使用工业原料或农用肥料，常含有吸湿水和其它杂质，纯度较低，因此，在配制时要按实际含量来计算。例如，营养液配方中硝酸钾用量为0.5g/L，而原料硝酸钾的含量为95%，通过计算得到实际原料硝酸钾的用量应为0.53g/L。
      微量元素化合物常用纯度较高的试剂，而且实际用量较少，可直接称量。
      在软水地区，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。而在硬水地区，由于水中所含的Ca2+、Mg2+等离子较多，因此在使用前要分析水中元素的含量，以便在配制营养液时按照配方中的用量计算实际用量时扣除水中所含的元素含量。在实际操作过程中，根据硬水中所含Ca2+、Mg2+数量的多少，将它们从配方中扣除，例如，配方中的Ca、Mg分别由Ca(NO3)2.4H2O和MgSO4.7H2O来提供，这时计算实际的Ca(NO3)2.4H2O 和MgSO4.7H2O的用量要把水中所含的Ca、Mg扣除，而此时扣除Ca后的Ca(NO3)2.4H2O中氮用量减少了，这部分减少了的氮可用硝酸(HNO3)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。扣除硬水中Mg的MgSO4.7H2O实际用量，也相应地减少了硫酸根(SO42-)的用量，但由于硬水中本身就含有较大量的硫酸根，所以一般不需要另外补充，如果有必要，可加入少量硫酸(H2SO4)来补充。
      在中和硬水的碱性时，如果由于加入补充氮源的硝酸后仍未能够使水中的pH值降低至理想的水平时，可适当减少磷源的用量，而用硫酸来加入以中和硬水的碱性。
      通过测定硬水中各种微量元素的含量，与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，在配制营养液时可不加入，而不足的则要加入补充。
      由于在不同的硬水地区水的硬度不同，含有的各种元素的数量不一样，因此要根据实际的情况来进行营养液配方的调整。
  (二) 营养液的配制方法
      在实际生产应用上，营养液的配制方法可采用先配制浓缩营养液(或称母液)然后用浓缩营养液配制工作营养液；也可以采用直接称取各种营养元素化合物直接配制工作营养液。可根据实际需要来选择一种配制方法。但不论是选择哪种配制方法，都要在配制过程中以不产生难溶性物质沉淀为总的指导原则来进行。
    1、浓缩营养液(母液)稀释法
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，后根据浓缩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
      在配制浓缩营养液时，要根据配方中各种化合物的用量及其溶解度来确定其浓缩倍数。浓缩倍数不能太高，否则可能会使化合物过饱和而析出，而且在浓缩倍数太高时，溶解较慢，操作不方便。一般以方便操作的整数倍数为浓缩倍数，大量元素一般可配制成浓缩100、200、250或500倍液，而微量元素由于其用量少，可配制成500或1000倍液。
      为了防止在配制营养液时产生沉淀，不能将配方中的所有化合物放置在一起溶解，而应将配方中的各种化合物进行分类，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产生沉淀的3类，这3类化合物配制的浓缩液分别称为浓缩A液、浓缩B液和浓缩C液(或称为A母液、B母液或C母液)。其中：
      浓缩A液        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；                                            
      浓缩B液        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；      
      浓缩C液        将微量元素以及起稳定微量元素有效性(特别是铁)的络合物放在一起溶解。由于微量元素的用量少，因此其溶解倍数可较高。
表3-12为华南农业大学叶菜类配方的浓缩营养液的各种化合物分类及用量。其它配方可以此为例进行分类。
      配制浓缩营养液的步骤：按照要配制的浓缩营养液的体积和浓缩倍数计算出配方中各种化合物的用量后，将浓缩A液和浓缩B液中的各种化合物称量后分别放在一个塑料容器中，溶解后加水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。在配制C液时，先取所需配制体积80%左右的清水，分为两份，分别放入两个塑料容器中，称取FeSO4.7H2O和EDTA-2Na分别加入这两个容器中，溶解后，将溶有FeSO4.7H2O的溶液缓慢倒入EDTA-2Na溶液中，边加边搅拌；然后称取C液所需称量的其它各种化合物，分别放在小的塑料容器中溶解，然后分别缓慢地倒入已溶解了FeSO4.7H2O和EDTA-2Na的溶液中，边加边搅拌，最后加清水至所需配制的体积，搅拌均匀即可。
      为了防止长时间贮存浓缩营养液产生沉淀，可加入1mol/L H2SO4或HNO3酸化至溶液的pH为3~4左右；同时应将配制好的浓缩母液置于阴凉避光处保存。浓缩C液最好用深色容器贮存。
表3-12  华南农业大学叶菜类配方用量

分类

化 合 物

用量(mg/L)

浓缩250倍用量(g/L)

浓缩500倍用量(g/L)

A
液

Ca(NO₃)₂.4H₂O

472

118

236

KNO₃

202

50.5

101

NH₄NO₃

80

20

40

B
液

KH₂PO₄

100

25

50

K₂SO₄

174

43.5

87

MgSO₄.7H₂O

246

61.5

123

浓缩1 000倍用量(g/L)

C
 
 
 
液

FeSO₄.7H₂O

27.8

27.8

EDTA-2Na

37.2

37.2

H₃BO₃

2.86

2.86

MnSO₄.4H₂O

2.13

2.13

ZnSO₄.7H₂O

0.22

0.22

CuSO₄.5H₂O

0.08

0.08

(NH₄)₆Mo₇O₂₄.4H₂0

0.02

0.02