根据植物吸收营养液中的养分和水的比值来确定营养液配方的方法

 山崎肯哉根据植物吸收营养液中的养分和水的比值来确定营养液配方的方法：

    山崎肯哉认为，栽培植物的环境条件的改变，会引起植物体内吸收各种营养元素的数量和比例的变化，因此依靠化学分析的结果往往会有很大的差异。它还认为，正常生长的植物其吸水和吸肥的过程中同步的，即吸收一定量的水的同时，也将这部分水中的营养元素同时吸收到体内。这样就可以通过测定植物生长过程中吸收水的数量以及利用水培来种植植物时营养液中养分的变化情况，利用原先加入、未种植作物前的营养液中营养元素的数量与种植一段时间之后营养液中剩余的营养元素的数量之间的差值来确定出植物对各种营养元素的吸收量。在日本用得较多的园试配方就是采用这种方法来设计的，实践证明这种方法是可行的。
      我们以山崎确定黄瓜的营养液配方为例来说明这种确定营养液配方的方法和步骤(见表3-8)：
      步骤1、2、3：首先用一种目前较为良好的平衡营养液配方(所谓的通用配方)来种植黄瓜，在正常生长的情况下，每隔一段时间(间隔1~2周左右)用化学分析方法测定营养液中各种大量营养元素的含量，同时测定植株的吸水量，直至种植结束时将植物吸收营养元素和水的数量累加，以此算出植物一生中营养元素的吸收量(n值，mmol表示)和吸水量(w值，L表示)的比值n/w值。在本例中，每株黄瓜一生的吸水量为173.36L，吸收的N、P、K、Ca、Mg的量分别为2253.8、173.4、1040.2、606.8和346.8mmol，这样可算得这几种营养元素的吸肥量与吸水量的比值(n/w)分别为13，1、6、3.5和2mmol/L(这些数值只取近似值即可，不必十分准确)。
      n/w值反映的是植物吸水量和吸肥量之间的相互关系，即吸收1L水时也就同时吸收了这升水中含有的各种营养元素的量。如上所述，黄瓜吸收1L的水就吸收了13mmol的氮(N)、1mmol的磷(P)、6mmol的钾(K)、3.5mmol的钙(Ca)、2mmol的镁(Mg)。以n/w值来表示的植物吸收营养元素的量和吸水的关系实际上是一种浓度的意义，也即可以说n/w实际上就是反映植物生长过程需要的营养液的浓度。
表3-8  山崎以植物吸水和吸肥的关系确定黄瓜营养液配方的步骤和方法

步骤

内  容

N

P

K

Ca

Mg

S

吸肥量(g)与吸水量(L)的比值

1

每株正常生长的黄瓜一生吸收营养元素的数量(n值，mmol/株)

2253.8

173.4

1040.2

606.8

346.8

未测

2

每株黄瓜一生吸水量(w值)为173.36L时各营养元素的n/w值(mmol/L)

13

1

6

3.5

2

----

3

确定各种肥料的用量
Ca(NO₃)₂.4H₂O 15mmol/L
KNO₃     6mmol/L
NH₄H₂PO₄   1mmol/L
MgSO₄.7H₂O 2mmol/L

 
NO₃-N:7
NO₃-N:6
NH₄⁺-N:1
----

 
----
----
1
----

 
----
6
----
----

 
3.5
----
----
----

 
----
----
----
2

 
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----
----
2

 
0.826
0.606
0.114
0.492

4
 
5

合计

营养元素毫摩尔数
(mmol/L)
配方肥料用量(g/L)

14

1

6

3.5

2

2

28.6
 
2.038

           

    步骤4：选择合适的化合物作为肥源，并按分析测定的n/w值来确定其用量；在考虑选择合适的化合物作为肥源时也要像例一所提到的方法，尽量先用副成分少的化合物作为肥源。在确定各种营养元素化合物用量时首先满足的是只有提供一种养分的盐类的用量，例如Ca营养只由Ca(NO3)2.4H2O来提供，黄瓜要求的Ca为3.5mmol/L，这就要求Ca(NO3)2.4H2O)的用量也要3.5mmol/L才能满足此要求，而且也带入7mmol/L的N(NO3--N)；再用KNO3来提供K的需要量(6mmol/L)，即KNO3用量为6mmol/L，且此时KNO3带入36mmol/L的N(NO3--N)；用NH4H2PO4来提供黄瓜需要的1mmol/L的K，即NH4H2PO4用量为1mmol/L，此时又带入1mmol/L的(NH4+-N)，这样由上述三种化合物带入的氮量为14mmol/L，比实际植物需要量的13mmol/L多了1mmol/L，由于植物对氮，特别是硝态氮有较多的奢侈吸收，因此多出的1mmol/LN对黄瓜的生长并无太大影响，实践证明也是如此。最后用MgSO4.7H2O来提供植物需要的2mmol/LMg，同时又带入2mmol/L的S。而山崎在确定此黄瓜配方时没有测定S的用量，因此没有S的n/w值。一般认为在确定Mg用量时以MgSO4.7H2O的形态加入所带入营养液的S对植物生长的影响不大。
        步骤5：将确定了的各种盐类的用量从mmol/L换算成为用mg/L来表示的工作浓度