營(yíng)養(yǎng)液的組成直接影響到植物對(duì)養(yǎng)分的吸收和生長(zhǎng)，涉及到栽培成本。根據(jù)植物種類、水源、肥源和氣候條件等具體情況，有針對(duì)性地確定和調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液的組成成分，能更加發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)液的使用功效。

－、營(yíng)養(yǎng)液的組成原則

1．營(yíng)養(yǎng)元素齊全 現(xiàn)已明確的高等植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素有16種，其中碳、氫、氧由空氣和水提供，其余13種由根部從根際環(huán)境中吸收。因此，所配制的營(yíng)養(yǎng)液要含有這13種營(yíng)養(yǎng)元素。因?yàn)樵谒?、固體基質(zhì)或肥料中已含有植物所需的某些微量元素的數(shù)量，因此配制營(yíng)養(yǎng)液時(shí)不需另外加入。

2．營(yíng)養(yǎng)元素可以被植物吸收 即配制營(yíng)養(yǎng)液的肥料在水中要有良好的溶解性，呈離子態(tài)，并能有效地被作物吸收利用。通常都是無(wú)機(jī)鹽類，也有一些有機(jī)螯合物。某些基質(zhì)培營(yíng)養(yǎng)液也選用一些其他的有機(jī)化合物，例如用酰胺態(tài)氮-尿素作為氮素組成。不能被植物直接吸收利用的有機(jī)肥不宜作為營(yíng)養(yǎng)液的肥源。

3．營(yíng)養(yǎng)元素均衡 營(yíng)養(yǎng)液中各營(yíng)養(yǎng)元素的數(shù)量比例應(yīng)是符合植物生長(zhǎng)發(fā)育要求的、生理均衡的，可保證各種營(yíng)養(yǎng)元素有效性的充分發(fā)揮和植物吸收的平衡。在確定營(yíng)養(yǎng)液組成時(shí)，一般在保證植物必需營(yíng)養(yǎng)元素品種齊全的前提下，所用肥料種類盡可能地少，以防止化合物帶入植物不需要和引起過(guò)剩的離子或其他有害雜質(zhì)(表2-2)。

表2－2　營(yíng)養(yǎng)液中各元素濃度范圍

4．總鹽度適宜 營(yíng)養(yǎng)液中總濃度(鹽分濃度)應(yīng)適宜植物正常生長(zhǎng)要求(表2－4)。

5．營(yíng)養(yǎng)元素有效期長(zhǎng) 營(yíng)養(yǎng)液中的各種營(yíng)養(yǎng)元素在栽培過(guò)程中應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間地保持其有效態(tài)。其有效性不因營(yíng)養(yǎng)空氣的氧化、根的吸收以及離子間的相互作用而在短時(shí)間內(nèi)降低。

6．酸堿度適宜 營(yíng)養(yǎng)液的酸堿度及其總體表現(xiàn)出來(lái)的生理酸堿反應(yīng)應(yīng)是較為平穩(wěn)的，且適宜植物正常生長(zhǎng)要求。

二、營(yíng)養(yǎng)液組成的確定方法

營(yíng)養(yǎng)液配方，是作物能在營(yíng)養(yǎng)液中正常生長(zhǎng)發(fā)育、有較高產(chǎn)量的情況下，對(duì)植株進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)分析，了解各種大量元素和微量元素的吸收量，據(jù)此利用不同元素的總離子濃度及離子間的不同比率而配制的。同時(shí)又根據(jù)作物栽培的結(jié)果，再對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的組成進(jìn)行修正和完善。

(一)確定營(yíng)養(yǎng)液組成的理論依據(jù)

由于科學(xué)家使用方法的不同，因而提出的營(yíng)養(yǎng)液組成的理論也不同。目前，世界上主要有三派配方理論，即日本園藝試驗(yàn)場(chǎng)提出的園試標(biāo)準(zhǔn)配方、山畸配方和斯泰納配方。

1.園試標(biāo)準(zhǔn)配方是日本園藝試驗(yàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)多年的研究而提出的，其根據(jù)是從分析植株對(duì)不同元素的吸收量，來(lái)決定營(yíng)養(yǎng)液配方的組成。

2.山崎配方是日本植物生理學(xué)家山崎肯哉以園試標(biāo)準(zhǔn)配方為基礎(chǔ)，以果菜類為材料研究提出的。他根據(jù)作物吸收元素量與吸水量之比，即表觀吸收成分組成濃度（n／w值）來(lái)決定營(yíng)養(yǎng)液配方的組成。

3.斯泰納配方是荷蘭科學(xué)家斯泰納依據(jù)作物對(duì)離子的吸收具有選擇性而提出的。斯泰納營(yíng)養(yǎng)液是以陽(yáng)離子（Ca2+、Mg2+、K +）之摩爾和與相近的陰離子（NO3-、PO43-、SO42-）之摩爾和相等為前提，而各陽(yáng)、陰離子之間的比值，則是根據(jù)植株分析得出的結(jié)果而制訂的。根據(jù)斯泰納試驗(yàn)結(jié)果，陽(yáng)離子之比值為：K +： Ca2+： Mg2+ ＝ 45：35：20，陰離子比值為：NO3－：PO43-： SO42- ＝60：5：35時(shí)為最恰當(dāng)。

(二)營(yíng)養(yǎng)液的總鹽度的確定

首先，根據(jù)不同作物種類、不同品種、不同生育時(shí)期在不同氣候條件下對(duì)營(yíng)養(yǎng)液含鹽量的要求，來(lái)大體確定營(yíng)養(yǎng)液的總鹽分濃度。一般情況，營(yíng)養(yǎng)液的總鹽分濃度控制在0.4～0.5％以下，對(duì)大多數(shù)作物來(lái)說(shuō)都可以較正常地生長(zhǎng)；當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液的總鹽分濃度超過(guò)0.5％以上，很多蔬菜、花卉植物就會(huì)表現(xiàn)出不同程度的鹽害。不同作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)液總鹽分濃度的要求差異較大，例如番茄、甘藍(lán)、康乃馨對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的總鹽分濃度要求為0.2～0.3％，薺菜、草莓、郁金香對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的總鹽分濃度要求為0.15～0.2％，顯然前者比后者較耐鹽。因此，在確定營(yíng)養(yǎng)液的鹽分總濃度時(shí)要考慮到植物的耐鹽程度。營(yíng)養(yǎng)液總鹽分濃度列表2－4，以供參考。

表2-4　營(yíng)養(yǎng)液總濃度范圍

(三)營(yíng)養(yǎng)液中各種營(yíng)養(yǎng)元素的用量和比例的確定

主要根據(jù)植物的生理平衡和營(yíng)養(yǎng)元素的化學(xué)平衡來(lái)確定各種營(yíng)養(yǎng)元素的適宜用量和比例。

1.生理平衡　能夠滿足植物按其生長(zhǎng)發(fā)育要求吸收到一切所需的營(yíng)養(yǎng)元素，又不會(huì)影響到其正常生長(zhǎng)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)液，是生理平衡的營(yíng)養(yǎng)液。影響營(yíng)養(yǎng)液平衡的因素主要是營(yíng)養(yǎng)元素間的協(xié)助作用或拮抗作用(圖2－1)。目前世界上流行的原則是分析正常生長(zhǎng)的植物體中各種營(yíng)養(yǎng)元素的含量來(lái)確定其比例。根據(jù)植物體分析結(jié)果設(shè)計(jì)生理平衡配方步驟為：

第一步，對(duì)正常生長(zhǎng)的植物先進(jìn)行化學(xué)分析，確定每株植物一生中吸收各種營(yíng)養(yǎng)元素的數(shù)量。

第二步，將以g／株表示的各種元素的吸收量轉(zhuǎn)化成以mmol/L表示，以便設(shè)計(jì)過(guò)程中的計(jì)算。

第三步，確定營(yíng)養(yǎng)液的適宜的總濃度（例如總濃度確定為37mmol/L），然后按比例計(jì)算出各種營(yíng)養(yǎng)元素在總濃度內(nèi)占有的份額（mmol/L）。

第四步，選擇適宜的肥料鹽類，按各營(yíng)養(yǎng)元素應(yīng)占的mmol數(shù)選配肥料的用量。含某種營(yíng)養(yǎng)元素的肥料一般有多種化合物形態(tài)，選擇哪一

種，要經(jīng)研究和比較試驗(yàn)決定。

圖2－1　元素間的相互作用

微量元素的用量和比例，按表2－5直接引用。

表2－5　營(yíng)養(yǎng)液微量營(yíng)養(yǎng)元素用量（各配方通用）

第五步，可將以mmol表示的劑量轉(zhuǎn)化為用g表示的劑量，以方便配制。

2．化學(xué)平衡　化學(xué)平衡是指營(yíng)養(yǎng)液配方中的幾種化合物，當(dāng)其離于濃度高到一定程度時(shí)，是否會(huì)相互作用而形成難溶性的化合物沉淀，從而使?fàn)I養(yǎng)液中某些營(yíng)養(yǎng)元素的有效性降低，以致影響營(yíng)養(yǎng)液中這些營(yíng)養(yǎng)元素之間的平衡。營(yíng)養(yǎng)液是否會(huì)形成沉淀根據(jù)“溶度積法則”就可推斷出來(lái)。

三、營(yíng)養(yǎng)液配方

在規(guī)定體積的營(yíng)養(yǎng)液中，規(guī)定含有各種必需營(yíng)養(yǎng)元素的鹽類數(shù)量稱為營(yíng)養(yǎng)液配方。配方中列出的規(guī)定用量，稱為這個(gè)配方的一個(gè)劑量(表2-6)。如果使用時(shí)將各種鹽類的規(guī)定用量都只使用其一半，則稱為用某配方的半劑量或1／2劑量，余類推?，F(xiàn)在世界上已發(fā)表了無(wú)數(shù)的營(yíng)養(yǎng)液配方(見附錄)。營(yíng)養(yǎng)液配方根據(jù)應(yīng)用對(duì)象不同，分為葉菜類和果菜類營(yíng)養(yǎng)液配方；根據(jù)配方的使用范圍分為通用性(如霍格蘭配方、園試配方)和專用性營(yíng)養(yǎng)液配方；根據(jù)營(yíng)養(yǎng)液鹽分濃度的高低分為總鹽度較高和總鹽度較低的營(yíng)養(yǎng)液配方。

表2－6　營(yíng)養(yǎng)液配方實(shí)例

四、營(yíng)養(yǎng)液的種類

營(yíng)養(yǎng)液的種類有以下幾種提法：原液、濃縮液、稀釋液、栽培液和工作液。吉山花瑤

(一) 原液

是指按配方配成的一個(gè)劑量標(biāo)準(zhǔn)液。

(二) 濃縮液

又稱濃縮貯備液、母液，是為了貯存和方便使用而把原液濃縮多少倍的營(yíng)養(yǎng)液。

濃縮倍數(shù)是根據(jù)營(yíng)養(yǎng)液配方規(guī)定的用量、各鹽類在水中的溶解度及貯存需要配制的，以不致過(guò)飽和而析出為準(zhǔn)。其倍數(shù)以配成整數(shù)值為好，方便操作。

(三)稀釋液

是將濃縮液按各種作物生長(zhǎng)需要加水稀釋后的營(yíng)養(yǎng)液。一般稀釋液是指稀釋到原液的濃度，如濃縮 100倍的濃縮液，再稀釋 100倍又回到原液，如果只稀釋50倍時(shí)，濃度比原液大50％。有時(shí)是根據(jù)作物種類、生育期所需要的濃度稀釋的稀釋液，所以稀釋液不能認(rèn)為就是原液。

(四)培養(yǎng)液或工作液

是指直接為作物提供營(yíng)養(yǎng)的人工營(yíng)養(yǎng)液，一般用濃縮液稀釋而成。可以說(shuō)稀釋液就是栽培液，因?yàn)橄♂尩哪康木褪菫榱嗽耘唷?/p>

五、營(yíng)養(yǎng)液濃度的表示方法

營(yíng)養(yǎng)液濃度的表示方法很多，常用一定體積的溶液中含有多少數(shù)量的溶質(zhì)來(lái)表示其濃度。

(一) 化合物重量／升

即每升溶液中含有某化合物的重量數(shù)，重量單位可以用克（g）或毫克（mg）表示。例如，KNO3-0.81 g／l是指每升營(yíng)養(yǎng)液中含有0.81g的硝酸鉀。這種表示法通常稱為工作濃度或操作濃度。就是說(shuō)具體配制營(yíng)養(yǎng)液時(shí)是按照這種單位來(lái)進(jìn)行操作的。

(二) 元素重量／升

即每升溶液含有某營(yíng)養(yǎng)元素的重量數(shù)，重量單位通常用毫克（mg）表示。例如，N-210mg／l是指每升營(yíng)養(yǎng)液中含有氮元素210mg。用元素重量表示濃度是科研比較上的需要。但這種用元素重量表示濃度的方法不能用來(lái)直接進(jìn)行操作，實(shí)際上不可能稱取多少毫克的氮元素放進(jìn)溶液中，只能換算為一種實(shí)際的化合物重量才能操作。換算方法為：用要轉(zhuǎn)換成的化合物含該元素的百分?jǐn)?shù)去除該元素的重量。例如，NH4NO3含N為35％，要將氮素175mg轉(zhuǎn)換成 NH4NO3，則 175／0.35= 500mg，即175mgN相當(dāng)于500mg的NH4NO3。

(三)摩爾／升（mol／l）

即每升溶液含有某物質(zhì)的摩爾（mol）數(shù)。某物質(zhì)可以是元素、分子或離子。由于營(yíng)養(yǎng)液的濃度都是很稀的，因此常用毫摩爾／升（mmol／1）表示濃度。

（四）滲透壓

滲透壓表示在溶液中溶解的物質(zhì)因分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的壓力。單位是帕斯卡（Pa）?？梢钥闯鋈芙獾奈镔|(zhì)愈多，分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的壓力愈大。營(yíng)養(yǎng)液適宜的滲透壓因植物而異，根據(jù)斯泰鈉的試驗(yàn)，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液的滲透壓為 507～1621百帕?xí)r，對(duì)生菜的水培生產(chǎn)無(wú)影響，在202～1115百帕?xí)r，對(duì)番茄的水培生產(chǎn)無(wú)影響。滲透壓與電導(dǎo)率一樣，只用以間接表示營(yíng)養(yǎng)液的總濃度。無(wú)土栽培的營(yíng)養(yǎng)液的滲透壓可用理論公式計(jì)算：

P=C×0.0224×（273＋t）/273

式中：P為溶液的滲透壓，以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）為單位；

C為溶液的濃度（以溶液中所有的正負(fù)離子的總濃度表示，即正負(fù)離子mmol／L為單位）；t為使用時(shí)溶液的溫度（℃）；0.0224為范特行甫常數(shù)；273為絕對(duì)溫度。

（五）電導(dǎo)率(EC)

電導(dǎo)率，又稱電導(dǎo)度，代表營(yíng)養(yǎng)液的總濃度。常用單位為毫西門子／厘米，符號(hào)為ms／cm，一般簡(jiǎn)化為ms（毫西）。在一定濃度范圍內(nèi)，溶液的含鹽量與電導(dǎo)率成正比，含鹽量越高，電導(dǎo)率越大，滲透壓也越大。所以電導(dǎo)率能間接反映營(yíng)養(yǎng)液的總含鹽量，從而可用電導(dǎo)率值表示營(yíng)養(yǎng)液的總鹽濃度，但電導(dǎo)率不能反映營(yíng)養(yǎng)液中某一無(wú)機(jī)鹽類的單獨(dú)濃度。

電導(dǎo)率值用電導(dǎo)率儀測(cè)定。其和營(yíng)養(yǎng)液濃度（g/L）關(guān)系，可通過(guò)以下方法來(lái)求得。在無(wú)土栽培生產(chǎn)中為了方便營(yíng)養(yǎng)液的管理，應(yīng)根據(jù)所選用的營(yíng)養(yǎng)液配方（這里選用日本園試配方為例），以該配方的1個(gè)劑量（配方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)用鹽量）為基礎(chǔ)濃度S，然后以一定的濃度梯度差（如每相距0.1或0.2個(gè)劑量）來(lái)配制一系列濃度梯度差的營(yíng)養(yǎng)液，并用電導(dǎo)率儀測(cè)定每一個(gè)級(jí)差濃度的電導(dǎo)率使（如表2－7）。

由于營(yíng)養(yǎng)液濃度（S）與電導(dǎo)率（EC）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(lái)表示：

EC＝a＋ bS（a、b為直線回歸系數(shù)）

從表3-6中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出電導(dǎo)率與營(yíng)養(yǎng)液濃度之間的線性回歸方程為：

EC＝ 0.279＋ 2.12S……（1）（相關(guān)系數(shù) r＝ 0.9994）

通過(guò)實(shí)際測(cè)定得到某個(gè)營(yíng)養(yǎng)液配方的電導(dǎo)率與濃度之間的線性回歸方程之后，就可在作物生長(zhǎng)過(guò)程中，測(cè)定出營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率，并利用此回歸方程來(lái)計(jì)算出營(yíng)養(yǎng)液的濃度，依此判斷營(yíng)養(yǎng)液濃度的高低來(lái)決定是否需要補(bǔ)充養(yǎng)分。例如，栽培上確定用日本園試配方的1個(gè)劑量濃度的營(yíng)養(yǎng)液種植番茄，管理上規(guī)定營(yíng)養(yǎng)液的濃度降至0.3個(gè)劑量時(shí)即要補(bǔ)充養(yǎng)分恢復(fù)其濃度至1個(gè)劑量。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液被作物吸收以后，其濃度已成為未知數(shù)，今測(cè)得其電導(dǎo)率（EC）為0.72 mS／cm，代入方程（1）得： S= 0．21，小于 0.3，表明營(yíng)養(yǎng)液濃度已低于規(guī)定的限度，需要補(bǔ)充養(yǎng)分。

表2-7　日本園試配方各濃度梯度差的營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率值

營(yíng)養(yǎng)液濃度與電導(dǎo)率之間的回歸方程，必須根據(jù)具體營(yíng)養(yǎng)液配方和地區(qū)測(cè)定予以配置專用的線性回歸關(guān)系。因?yàn)椴煌呐浞剿玫柠}類形態(tài)不盡相同，各地區(qū)的自來(lái)水含有的雜質(zhì)有異，這些都會(huì)使溶液的電導(dǎo)率隨之變化。因此，各地要根據(jù)選定配方和當(dāng)?shù)厮|(zhì)的情況，實(shí)際配制不同濃度梯度水平的營(yíng)養(yǎng)液來(lái)測(cè)定其電導(dǎo)率值，以建立能夠真實(shí)反映情況，較為準(zhǔn)確的營(yíng)養(yǎng)液濃度和電導(dǎo)率之間的線性回歸方程。

電導(dǎo)率與滲透壓之間的關(guān)系，可用經(jīng)驗(yàn)公式： P（Pa）＝0．36×105 ×EC（mS／Cm）來(lái)表達(dá)。換算系數(shù)0.36×105不是一個(gè)嚴(yán)格的理論值，它是由多次測(cè)定不同鹽類溶液的滲透壓與電導(dǎo)率得到許多比值的平均數(shù)。因此，它是近似值。但對(duì)一般估計(jì)溶液的滲透壓或電導(dǎo)率還是可用的。

電導(dǎo)率與總含鹽量的關(guān)系，可用經(jīng)驗(yàn)公式：營(yíng)養(yǎng)液的總鹽分（g／L）＝1.0×EC（ms／cm）來(lái)表達(dá)。換算系數(shù)1.0的來(lái)源和滲透壓與電導(dǎo)率之間的換算系數(shù)來(lái)源相同。