無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液濃度的表示方法

2012/4/30 22:04:39

一、直接表示法在一定重量或一定體積的營(yíng)養(yǎng)液中，所含有的營(yíng)養(yǎng)元素或化合物的量來(lái)表示營(yíng)養(yǎng)液濃度的方法統(tǒng)稱為直接表示法。在無(wú)土栽培的營(yíng)養(yǎng)液配制中最常用的是用一定體積的營(yíng)養(yǎng)液含有營(yíng)養(yǎng)元素或化合物的數(shù)量來(lái)表示其濃度。1、化合物重量/升(g/L，mg/L)即每升(L)營(yíng)養(yǎng)液中含有某種化合物重量的多少。常用克/升(g/L)或毫克/升(mg/L)來(lái)表示。例如，一個(gè)配方中Ca(NO3)2.4H2O、KNO3、KH2PO4和MgSO4•7H2O的濃度分別為590mg/L、404mg/L、136mg/L和246mg/L，即表示按這個(gè)配方配制的營(yíng)養(yǎng)液中，每升營(yíng)養(yǎng)液含有Ca(NO3)2.4H2O、KNO3、KH2PO4和MgSO4.7H2O分別為590毫克、404毫克、136毫克和246毫克。由于在配制營(yíng)養(yǎng)液的具體操作時(shí)是以這種濃度表示法來(lái)進(jìn)行化合物稱量的，因此，這種營(yíng)養(yǎng)液濃度的表示法又稱工作濃度或操作濃度。2、元素重量/升(g/L，mg/L)指在每升營(yíng)養(yǎng)液中某種營(yíng)養(yǎng)元素重量的多少。常用克/升(g/L)或毫克/升(mg/L)來(lái)表示。例如一個(gè)配方中營(yíng)養(yǎng)元素N、P、K的含量分別為150、80和170mg/L，即表示這一配方中每升含有營(yíng)養(yǎng)元素氮150毫克、磷80毫克和鉀170毫克。用這種單位體積中營(yíng)養(yǎng)元素重量表示營(yíng)養(yǎng)液濃度的方法在營(yíng)養(yǎng)液配制時(shí)不能夠直接應(yīng)用，因?yàn)閷?shí)際稱量時(shí)不能夠稱取某種元素，因此，要把單位體積中某種營(yíng)養(yǎng)元素含量換算成為某種營(yíng)養(yǎng)化合物才能稱量。在換算時(shí)首先要確定提供這種元素的化合物形態(tài)究竟是什么，然后才將提供這種元素的化合物所含該元素的百分?jǐn)?shù)來(lái)除以這種元素的含量。例如，某一配方中K的含量為160mg/L，而此時(shí)的鉀是由硝酸鉀來(lái)提供的，查表或計(jì)算可知硝酸鉀含K量為38.67%，則該配方中提供160mgK所需要KNO3的數(shù)量=160mg÷38.67%=413.76mg，也即要提供160mg的K需要有413.76mg的KNO3。用單位體積元素重量來(lái)表示的營(yíng)養(yǎng)液濃度雖然不能夠作為直接配制營(yíng)養(yǎng)液來(lái)操作使用，但它可以作為不同的營(yíng)養(yǎng)液配方之間濃度的比較。因?yàn)椴煌�的營(yíng)養(yǎng)液配方提供一種營(yíng)養(yǎng)元素可能會(huì)用到不同的化合物，而不同的化合物中含有某種營(yíng)養(yǎng)元素的百分?jǐn)?shù)是不相同的，單純從營(yíng)養(yǎng)液配方中化合物的數(shù)量難以真正了解究竟哪個(gè)配方的某種營(yíng)養(yǎng)元素的含量較高，哪個(gè)配方的較低。這時(shí)就可以將配方中的不同化合物的含量轉(zhuǎn)化為某種元素的含量來(lái)進(jìn)行比較。例如，一個(gè)配方的氮源是以Ca(NO3)2•4H2O 1.0g/L來(lái)提供的，而另一配方的氮源是以NH4NO3 0.4g/L來(lái)提供的。單純從化合物含量來(lái)看，前一配方的含量比后一配方的多了1.5倍，不能夠比較這兩種配方氮的含量的高低。經(jīng)過(guò)換算后可知，1.0g/L Ca(NO3)2•4H2O提供的N為118.7mg/L，而0.4mg/L提供的N為140mg/L，這樣就可以清楚地看到后一配方的N含量要比前一配方的高。3、摩爾/升(mol/L)指在每升營(yíng)養(yǎng)液中某種物質(zhì)的摩爾數(shù)(mol)。而某種物質(zhì)可以是化合物(分子)，也可以是離子或元素。每一摩爾某種物質(zhì)的數(shù)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(g)。例如，1摩爾的鉀元素(K)相當(dāng)于39.1g，1摩爾的鉀離子(K+)相當(dāng)于39.1克，1摩爾的硝酸鉀(KNO3)相當(dāng)于101.1克。由于無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液的濃度較低，因此，常用毫摩爾/升(mmol/L)來(lái)表示。1mol/L=1000mmol/L。在配制營(yíng)養(yǎng)液的操作過(guò)程中，不能夠以毫摩爾/升來(lái)稱量，需要經(jīng)過(guò)換算成重量/升后才能稱量配制。換算時(shí)將每升營(yíng)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、離子量或原子量相乘，即可得知該物質(zhì)的用量。例如，2mol/L的KNO3相當(dāng)于KNO3的重量=2mol/L×101.1g/mol=202.2g/L二、間接表示法1、電導(dǎo)率(Electric Conductivity，EC)由于配制營(yíng)養(yǎng)液所用的原料大多數(shù)為無(wú)機(jī)鹽類，而這些無(wú)機(jī)鹽類多為強(qiáng)電解質(zhì)，在水中電離為帶有正負(fù)電荷的離子，因此，營(yíng)養(yǎng)液具有導(dǎo)電作用。其導(dǎo)電能力的大小用電導(dǎo)率來(lái)表示。電導(dǎo)率是指單位距離的溶液其導(dǎo)電能力的大小。它通常以毫西門子/厘米(ms/cm)或微西門子/厘米(μs/cm)來(lái)表示[以前用毫姆歐/厘米(m /cm)或微姆歐(μ /cm)來(lái)表示，現(xiàn)已不用此單位]。因?yàn)樽鳛榕渲茽I(yíng)養(yǎng)液的鹽類溶解于水后而電離為帶正負(fù)電荷的離子，因此，營(yíng)養(yǎng)液的濃度又稱為鹽度或離子濃度。營(yíng)養(yǎng)液中的鹽度不同，其導(dǎo)電性也不相同。在一定的濃度范圍之內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率隨著濃度的提高而增加；反之，營(yíng)養(yǎng)液濃度較低時(shí)，其電導(dǎo)率也降低。因此，通過(guò)測(cè)定營(yíng)養(yǎng)液中的電導(dǎo)率可以反映其鹽類含量，也即可以反映營(yíng)養(yǎng)液的濃度。通過(guò)測(cè)定營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率只能夠反映其總的鹽分含量，不能夠反映出營(yíng)養(yǎng)液中個(gè)別無(wú)機(jī)鹽類的鹽分含量。當(dāng)種植作物時(shí)間較長(zhǎng)之后，由于根系分泌物、根系生長(zhǎng)過(guò)程脫落的外層細(xì)胞以及部分根系死亡之后在營(yíng)養(yǎng)液中腐爛分解和在硬水條件下鈣、鎂、硫等元素的累積也可提高營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率，此時(shí)通過(guò)電導(dǎo)率儀測(cè)定所得的電導(dǎo)率值并不能夠反映營(yíng)養(yǎng)液中實(shí)際的鹽分含量。為解決這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)對(duì)使用時(shí)間較長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行個(gè)別營(yíng)養(yǎng)元素含量的測(cè)定，一般在生產(chǎn)中可每隔1個(gè)半月或2個(gè)月左右測(cè)定一次大量元素的含量，而微量元素含量一般不進(jìn)行測(cè)定。如果發(fā)現(xiàn)養(yǎng)分含量太高，或者電導(dǎo)率值很高而實(shí)際養(yǎng)分含量較低的情況，應(yīng)更換營(yíng)養(yǎng)液，以確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。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)液配方為1個(gè)劑量，并以此為基礎(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)率值。由于營(yíng)養(yǎng)液濃度(S)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)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))例如，山崎(1987)用園試配方的不同濃度梯度差所配制的營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率值見表3-2。從表中的數(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 (r(10)=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)率值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)率值，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。

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