无土栽培营养液浓度的表示方法

2012/4/30 22:04:39

一、直接表示法在一定重量或一定体积的营养液中，所含有的营养元素或化合物的量来表示营养液浓度的方法统称为直接表示法。在无土栽培的营养液配制中最常用的是用一定体积的营养液含有营养元素或化合物的数量来表示其浓度。1、化合物重量/升(g/L，mg/L)即每升(L)营养液中含有某种化合物重量的多少。常用克/升(g/L)或毫克/升(mg/L)来表示。例如，一个配方中Ca(NO3)2.4H2O、KNO3、KH2PO4和MgSO4•7H2O的浓度分别为590mg/L、404mg/L、136mg/L和246mg/L，即表示按这个配方配制的营养液中，每升营养液含有Ca(NO3)2.4H2O、KNO3、KH2PO4和MgSO4.7H2O分别为590毫克、404毫克、136毫克和246毫克。由于在配制营养液的具体操作时是以这种浓度表示法来进行化合物称量的，因此，这种营养液浓度的表示法又称工作浓度或操作浓度。2、元素重量/升(g/L，mg/L)指在每升营养液中某种营养元素重量的多少。常用克/升(g/L)或毫克/升(mg/L)来表示。例如一个配方中营养元素N、P、K的含量分别为150、80和170mg/L，即表示这一配方中每升含有营养元素氮150毫克、磷80毫克和钾170毫克。用这种单位体积中营养元素重量表示营养液浓度的方法在营养液配制时不能够直接应用，因为实际称量时不能够称取某种元素，因此，要把单位体积中某种营养元素含量换算成为某种营养化合物才能称量。在换算时首先要确定提供这种元素的化合物形态究竟是什么，然后才将提供这种元素的化合物所含该元素的百分数来除以这种元素的含量。例如，某一配方中K的含量为160mg/L，而此时的钾是由硝酸钾来提供的，查表或计算可知硝酸钾含K量为38.67%，则该配方中提供160mgK所需要KNO3的数量=160mg÷38.67%=413.76mg，也即要提供160mg的K需要有413.76mg的KNO3。用单位体积元素重量来表示的营养液浓度虽然不能够作为直接配制营养液来操作使用，但它可以作为不同的营养液配方之间浓度的比较。因为不同的营养液配方提供一种营养元素可能会用到不同的化合物，而不同的化合物中含有某种营养元素的百分数是不相同的，单纯从营养液配方中化合物的数量难以真正了解究竟哪个配方的某种营养元素的含量较高，哪个配方的较低。这时就可以将配方中的不同化合物的含量转化为某种元素的含量来进行比较。例如，一个配方的氮源是以Ca(NO3)2•4H2O 1.0g/L来提供的，而另一配方的氮源是以NH4NO3 0.4g/L来提供的。单纯从化合物含量来看，前一配方的含量比后一配方的多了1.5倍，不能够比较这两种配方氮的含量的高低。经过换算后可知，1.0g/L Ca(NO3)2•4H2O提供的N为118.7mg/L，而0.4mg/L提供的N为140mg/L，这样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、摩尔/升(mol/L)指在每升营养液中某种物质的摩尔数(mol)。而某种物质可以是化合物(分子)，也可以是离子或元素。每一摩尔某种物质的数量相当于这种物质的分子量、离子量或原子量，其质量单位为克(g)。例如，1摩尔的钾元素(K)相当于39.1g，1摩尔的钾离子(K+)相当于39.1克，1摩尔的硝酸钾(KNO3)相当于101.1克。由于无土栽培营养液的浓度较低，因此，常用毫摩尔/升(mmol/L)来表示。1mol/L=1000mmol/L。在配制营养液的操作过程中，不能够以毫摩尔/升来称量，需要经过换算成重量/升后才能称量配制。换算时将每升营养液中某种物质的摩尔数(mol/L)与该物质的分子量、离子量或原子量相乘，即可得知该物质的用量。例如，2mol/L的KNO3相当于KNO3的重量=2mol/L×101.1g/mol=202.2g/L二、间接表示法1、电导率(Electric Conductivity，EC)由于配制营养液所用的原料大多数为无机盐类，而这些无机盐类多为强电解质，在水中电离为带有正负电荷的离子，因此，营养液具有导电作用。其导电能力的大小用电导率来表示。电导率是指单位距离的溶液其导电能力的大小。它通常以毫西门子/厘米(ms/cm)或微西门子/厘米(μs/cm)来表示[以前用毫姆欧/厘米(m /cm)或微姆欧(μ /cm)来表示，现已不用此单位]。因为作为配制营养液的盐类溶解于水后而电离为带正负电荷的离子，因此，营养液的浓度又称为盐度或离子浓度。营养液中的盐度不同，其导电性也不相同。在一定的浓度范围之内，营养液的电导率随着浓度的提高而增加；反之，营养液浓度较低时，其电导率也降低。因此，通过测定营养液中的电导率可以反映其盐类含量，也即可以反映营养液的浓度。通过测定营养液的电导率只能够反映其总的盐分含量，不能够反映出营养液中个别无机盐类的盐分含量。当种植作物时间较长之后，由于根系分泌物、根系生长过程脱落的外层细胞以及部分根系死亡之后在营养液中腐烂分解和在硬水条件下钙、镁、硫等元素的累积也可提高营养液的电导率，此时通过电导率仪测定所得的电导率值并不能够反映营养液中实际的盐分含量。为解决这个问题，应对使用时间较长的营养液进行个别营养元素含量的测定，一般在生产中可每隔1个半月或2个月左右测定一次大量元素的含量，而微量元素含量一般不进行测定。如果发现养分含量太高，或者电导率值很高而实际养分含量较低的情况，应更换营养液，以确保生产的顺利进行。在无土栽培生产中为了方便营养液的管理，应根据所选用的营养液配方为1个剂量，并以此为基础浓度(S)，然后以一定的浓度梯度差(如每相距0.1或0.2个剂量)来配制一系列浓度梯度差的营养液，并用电导率仪测定每一个级差浓度的电导率值。由于营养液浓度(S)与电导率值(EC)之间存在着正相关的关系，这种正相关的关系可用线性回归方程来表示：EC=a+bS (a、b为直线回归系数)例如，山崎(1987)用园试配方的不同浓度梯度差所配制的营养液的电导率值见表3-2。从表中的数据可以计算出电导率与营养液浓度之间的线性回归方程为：EC=0.279+2.12S (r(10)=0.9994)通过实际测定得到某个营养液配方的电导率值与浓度之间的线性回归方程之后，就可在作物生长过程中，测定出营养液的电导率值，并利用此回归方程来计算出营养液的浓度，依此判断营养液浓度的高低来决定是否需要补充养分。

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