无土栽培营养液的配制与管理
无土栽培的营养液是栽培植物过程中很重要的内容,不同花卉植物对营养液的要求不同,主要与营养液的配方、浓度和酸碱度等有关。
(一)营养液的配制
营养液包括:水、大量元素、微量元素和超微量元素。无土栽培主要采用矿物质营养元素来配制营养液,要使营养液具备植物正常生长所需的元素,又易被植物利用,是配制营养液时首先要考虑的。可用于配制营养液的常用矿质肥料。
1.营养液配制原则
①营养液必须含有植物生长所必需的全部营养元素。高等植物必需的营养元素有16种,其中碳、氢、氧由水和空气供给,其余13种由根部从土壤溶液中吸收,所以营养液均是由含有这13种营养元素的各种化合物组成的。
②含各种营养元素的化合物必须是根部可以吸收的状态,也就是可以溶于液水的呈离子态的化合物。大多都是无机盐类,也有一些是有机螯合物。
③营养液中各种营养元素的数量比例应符合植物生长发育的要求,而且是均衡的。营养液浓度对花卉植物生长的影响很大。矿物质营养元素一般应控制在千分之四以内。浓度太高,易造成根系失水,植株死亡;浓度太低,易导致营养不足,植物生长不良。
④营养液中各营养元素的无机盐类构成的总盐浓度及其酸碱反应应是符合植物生长要求的。
⑤组成营养液的各种化合物,在栽培植物的过程中,应在较长时间内保持其有效状态。
⑥组成营养液的各种化合物的总体,在根吸收过程中造成的生理酸碱反应应是比较平衡的。
营养液的酸碱度(pH值)是由水中的氢离子和氢氧离子浓度决定的。营养液中氢离子浓度增大时,使pH值小于7,溶液呈酸性;营养液中氢氧离子浓度增大时,使pH值大于7,溶液呈碱性。
溶液的pH值小于4.5,为强酸性;溶液的pH值为4.6—5.5,为酸性;pH值为5.6—6.5,为微酸性;pH值为6.6—7.4,为中性;pH值为7.5—8.0,为微碱性;pH值为8.1—9.0,为碱性;pH大于9.0,为强碱性。
营养液的pH值关系到肥料的溶解度和植物细胞原生质膜对营养元素的通透性,直接影响到养分的存在状态、转化和有效性,因而是非常重要的。pH值对营养液肥效的影响包括:一是直接影响植物吸收离子的能力,二是影响营养元素的有效性。对于绝大多数植物而言,适宜的pH值是5.5—7.0,为了使营养液的pH值处在适合的范围内,营养液配制好后应予以测定和调整其pH值。表3—2显示不同植物适宜的营养液pH值范围。
表3-2 不同植物适宜的营养液pH值范围

2.营养液的组成
营养液是将含有各种植物营养元素的化合物溶解于水中配制而成,其主要原料就是水和各种含有营养元素的化合物。
(1)水
无土栽培中对用于配制营养液的水源和水质都有一些具体的要求。
①水源。自来水、井水、河水、雨水和湖水都可用于营养液的配制。但无论用哪种水源都不能有病菌,不影响营养液的组成和浓度。所以使用前必须对水质进行检查化验,以确定其可用性。
②水质。用来配制营养液的水,硬度以不超过10°为好,pH6.5—8.5之间,溶氧接近饱和。此外,水中重金属及其他有害健康的元素不得超过最高容许值。(https://www.daowen.com)
(2)含有营养元素的化合物
根据化合物纯度的不同,一般可以分为化学药剂、医用化合物、工业用化合物和农业用化合物。考虑到无土栽培的成本,配制营养液的大量元素时通常使用价格便宜的农用化肥。使用化学试剂配置见表3-3。
(3)络合物
络合物是一个金属离子与一个有机分子中两个赐予电子的基形成的环状构造化合物。金属离子被螯合剂的有机分子络合后,推动其离子性能,就不再容易发生化学反应而沉淀,但却仍能被植物吸收。微量元素中以铁最易于络合,其次为铜、锌,再次为锰、镁。
表3-3 配制营养液所用肥料及其使用浓度

3.营养液配方的计算
一般在进行营养液配方计算时,应为钙的需要量大,并在大多数情况下以硝酸钙为唯一钙源,所以计算时先从钙的量开始,钙的量满足后,再计算其他元素的量。一般依次是氮、磷、钾,最后计算镁,因为镁与其他元素互不影响。微量元素需要量少,在营养液中浓度又非常低,所以每个元素单独计算,而无须考虑对其他元素的影响。无土栽培营养液配方的计算,有3种较常用的方法:一是百分率(10—6)单位配方计算法;二是mmol/L计算法;三是根据1mg/kg元素所需肥料用量,乘以该元素所需的mg/kg数,即可求出营养液中该元素所需的肥料用量。
计算顺序:①配方中1L营养液中需Ca的数量(mg数),先求出Ca(NO3)2的用量;②计算Ca(NO3)2中同时提供的N的浓度数;③计算所需NH4NO3的用量;④计算KNO3的用量;⑤计算所需KH₂PO,和K₂SO,的用量;⑥计算所需MgSO,的用量;⑦计算所需微量元素用量。
4.营养液配制的方法
因为营养液中含有钙、镁、铁、锰、磷酸根和硫酸根等离子,配制过程中掌握不好就容易产生沉淀。为了生产上的方便,配制营养液时一般先配制浓缩贮备液(母液),然后再稀释,混合配制工作营养液(栽培营养液)。
①母液的配制。母液一般分为A、B、C三种,称为A母液、B母液、C母液。A母液以钙盐为主,凡不与钙作用而产生沉淀的盐类都可配成A母液。B母液以磷酸根形成沉淀的盐都可以配成B母液。C母液由铁和微量元素配制而成。
②工作液的配制。在配制工作营养液时,为了防止沉淀形成,配制时先加九成的水,然后依次加入A母液、B母液和C母液,最后定容。配置好后调整酸度和测试营养液的pH值和EC值,看是否与预配的值相符。
(二)营养液管理
(1)浓度管理
营养液浓度的管理直接影响植物的产量和品质,不同植物、同一植物的不同生育期所需的营养液浓度不同。要经常用电导仪检查营养液浓度的变化。要严格控制微量元素,否则会引起中毒。原则上任何一种元素的浓度都不能下降到它原来在溶液内浓度的50%以下。
配制营养液应采用易于溶解的盐类,以满足植物的需要。营养液浓度一般应控制在千分之四以内。
(2)pH值管理
在营养液的循环过程中随着植物对离子的吸收,由于盐类的生理反应会使营养液pH值发生变化,变酸或变碱。此时就应该对营养液的pH值进行调整。所使用的酸一般为硫酸、硝酸,碱一般为氢氧化钠、氢氧化钾,调整时应先用水将酸(碱)稀释成1—2mol/L,缓慢加入贮液池中,充分搅匀。
营养液的pH值要适当。一般营养液的pH值为6.5时,植物优先选择硝态氮。营养液的pH值在6.5以上或为碱性时,则以铵态氮较为适合。
营养液是个缓冲液,要及时测定和保持其pH值。
(3)溶存氧管理
在营养液循环栽培系统中,根系呼吸作用所需的氧气主要来自营养液中的溶解氧。增氧措施主要是利用机械和物理的方法来增加营养液与空气接触的机会,增加氧气在营养液中的扩散能力,从而提高营养液中氧气的含量。
(4)供液时间与次数
无土栽培的供液方法有连续供液和间歇供液两种,基质栽培通常采用间歇供液方式。每天供液1—3次,每次5—10min。供液次数多少要根据季节、天气、植株大小、生育期来决定。水培有间歇供液和连续供液两种。间歇供液一般每隔2h一次,每次15—30min;连续供液一般是白天连续供液,夜晚停止。
(5)营养液的补充与更新
对于非循环供液的基质培,由于所配营养液是一次性使用,所以不存在营养液的补充与更新。而循环供液方式存在着营养液的补充与更新问题。因在循环供液过程中,每循环1周,营养液被植物吸收、消耗,营养液量会不断减少,回液量不足1天的用量时,就需要补充添加。营养液使用一段时间后,组成浓度会发生变化,或者是会发生藻类、发生污染,这时就要把营养液全部排出,重新配制。
注意在配制时,往往会发生沉淀或植物不能吸收利用的现象,因此要注意将某些化合物另外存放或更换其他化合物,无法更换时,应在使用时再加入。
案例 红掌无土栽培与养护
1.栽植前的准备
红掌栽培时要求基质具有良好的保水、疏水和透气性能,生产使用的栽培基质有花泥、椰子壳、珍珠岩、泥炭、木屑和碳渣等。种植时可根据各地条件和栽培方式,因地制宜配制红掌栽培基质。规模化生产常用泥炭、珍珠岩按2∶1进行混合,使用前用生石灰调pH值在5.5—6.5。栽植前经彻底消毒处理,以消灭病虫害。
盆栽时所用花盆根据品种、植株大小确定盆的规格,生产上一般选用15—17cm规格和20—22cm规格的塑料盆。并设滴灌系统。
2.定植
环境条件适宜时,红掌可四季定植,以3—5月份为最佳,9—10月份为其次。盆栽时可直接将种苗定植于盆中,深度以原苗坨上表面与基质相平或略深0.5cm。定植后浇透水,适当遮阴,以促缓苗。
3.栽培管理
(1)水肥管理
红掌对水质要求较高,要求水中CI—<3mmol/L;pH值5.5—6.5;EC≤0.1ms/cm。营养液可根据王芳华拟定的肥料配方配制:硝酸钙236mg/kg、氯化钙86mg/kg、硝酸铵80mg/kg、硝酸钾354mg/kg、磷酸二氢钾136mg/kg、硫酸镁247mg/kg。营养液要根据品种、苗期、季节做相应调整。苗期N肥适当提高,促营养生长;花期增高K肥用量,提高花质。冬季可适当提高微量元素的用量。如硼等,营养液的EC值一般控制在0.5—1.5ms/cm之间,但因苗龄、品种而异。小苗EC值在0.5—0.75ms/cm之间,中苗EC值0.8—1.0ms/cm,成品苗EC值在0.9—1.5ms/cm。营养液的pH值保持5.5—6.5。
(2)其他管理
红掌栽培时温度保持16—28℃,空气湿度控制在75%—85%,基质湿度60%—70%,光强7500—10000 lx。