CN101219914A - 一种无土栽培叶菜类蔬菜的营养液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无土栽培叶菜类蔬菜的营养液及其制备方法。营养液的营养元素摩尔比为：NO3 －∶NH4 +∶H2PO4 －∶K+∶Ca2+∶Mg2+∶Fe2+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+∶B3+∶Mo6+＝(4～6)∶(3～6)∶(2～4)∶(5～8)∶(4～6)∶(2～3)∶0.02∶0.0003∶0.001∶0.009∶0.05∶0.0004，氮素供以NO3 －和NH4 +两种形态，其比例保持在(1～3)∶1之间。该营养液配方灵活，配制简单，营养全面，可明显改善叶菜类蔬菜的营养品质，减少对环境与人体健康的负面影响。能够满足不同种类的叶菜类蔬菜无土栽培的要求，易于工业化推广。

Description

一种无土栽培叶菜类蔬菜的营养液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无土栽培植物营养液配方，特别涉及一种生产优质叶菜类蔬菜的营养液及其制备方法，属于无土栽培技术领域。
背景技术
我国是一个蔬菜消费大国，全国居民家庭蔬菜的人均占有量已由1991年的178.7千克上升到2000年的300多千克，远远超过了世界平均水平的102千克/人·年。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，人们对蔬菜消费有了更高的要求，除了注意蔬菜的感官口味外，对蔬菜的营养和卫生安全品质也日益关注。
在食用蔬菜中，硝酸盐的含量高低被看作是衡量蔬菜品质的一个重要指标。这是由于硝酸盐被人体摄入后，硝酸盐可在人体肠道内被还原成亚硝酸盐，能够与血液中的高铁血红蛋白结合导致人体患高铁血红蛋白症；另外亚硝酸盐还可能与二级胺结合形成强致癌物质-亚硝胺，诱发人体消化系统的癌变。草酸也是蔬菜中一种常见的抗营养因子，富含草酸的蔬菜如菠菜竹笋、空心菜、木耳菜、苋菜、牛皮菜、茭白、青蒜等，人体长期摄入这些富含草酸的蔬菜可能会引起钙、铁、镁等矿质元素的缺乏，此外还易引发人体的肾结石和尿道结石等疾病。
有研究表明，叶菜类和根菜类蔬菜往往硝酸盐含量较高，而茄果类和瓜类则较低，而富含草酸的蔬菜也多为叶菜类，因此，如何降低叶菜类蔬菜中的硝酸盐和草酸等有害因素对于提高蔬菜的安全品质，增进人体健康是至关重要的。
目前国内的无土栽培技术已经发展的非常迅速，已有不少关于单纯使用营养液进行蔬菜无土栽培的专利公开。中国专利文献CN1587228A(200410071126.4)提供一种环保型黄瓜营养液，通过能随环境温度条件变化而改变氮素形态的营养液，能够提高氮的吸收利用率，但由于是专适用于黄瓜，此外仅考虑了对环境的影响，而未考虑对黄瓜安全品质的影响。中国专利文献CN1547890A(03116937.6)公开了一种微型水培叶菜营养液配方及配制方法，尽管该发明称解决了叶菜营养液配方时间短，易出现营养失调的问题，但由于其配方仅适合于微型水培，不利于大规模工厂化生产的需要；此外，发明在满足叶菜类蔬菜生产所需营养元素的同时，并未考虑配方对叶菜类蔬菜营养品质的影响。中国专利文献CN1052022A(89109087.8)公开了一种植物生长营养液，是用于无土栽培植物的无机肥料，它是一种包含有硫酸铵、硝酸铵、重过磷酸钙、硝酸钾、硫酸镁、废石膏、硼砂、硫酸锌、硫酸锰、硫酸铜及硫酸亚铁的悬浮液。CN1294106A(99122307.1)也提供了植物营养液，包括大量元素类、微量元素类、维生素类、氨基酸类、生长素类物质等。但该两份专利均未考虑在营养液配方使用后是否会对叶菜类蔬菜的品质产生影响。
为了满足人们对蔬菜营养与安全品质的要求，因此，在叶菜类蔬菜无土栽培过程中，新的营养液配方不仅要减少营养液对环境的影响，而且要考虑对叶菜类蔬菜营养品质与安全品质的影响，这样才能达到经济与环境效益双赢的目的，使用时配方也要灵活，要考虑适用于多种叶菜类蔬菜，且易在工厂化条件下推广应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种无土栽培叶菜类蔬菜的营养液及其制备方法，能生产优质高产叶菜类蔬菜。
本发明的技术方案如下：
一种无土栽培叶菜类蔬菜的营养液，其特征在于：营养元素的摩尔比如下：
NO3 -∶NH4 +∶H2PO4 -∶K+∶Ca2+∶Mg2+∶Fe2+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+∶B3+∶Mo6+＝(4～6)∶(3～6)∶(2～4)∶(5～8)∶(4～6)∶(2～3)∶0.02∶0.0003∶0.001∶0.009∶0.05∶0.0004。
本发明的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液，氮素供以NO3 -和NH4 +两种形态，NO3 -与NH4 +的比例(硝铵比)保持在摩尔比(1～3)∶1为最佳；其中，NO3 -选自硝酸钙或硝酸钾，NH4 +来源主要选自硫酸铵。
本发明的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液，磷素供以H2PO4 -形态，优选自磷酸二氢钾。
本发明的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液中，K+选自硫酸钾、硝酸钾和磷酸二氢钾；Ca2+选自硝酸钙和氯化钙；Mg2+选自硫酸镁；Fe2+选自乙二胺四乙酸铁(EDTA-Fe)，Cu2+选自硫酸铜；Mn2+选自氯化锰，Zn2+选自硫酸锌，B3+选自硼酸，Mo6+选自钼酸或钼酸盐。
本发明的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液制备方法，步骤如下：
(1)分别配制1mol/L的硝酸钙、硝酸钾、硫酸铵、氯化钙、磷酸二氢钾和0.5mol/L的硫酸镁和硫酸钾母液。
(2)称取硼酸H3BO32.86g，二氯化锰(MnCl2·4H2O)1.81g，硫酸铜(CuSO4·5H2O)0.08g，硫酸锌(ZnSO4·7H2O)0.22g，钼酸(H2MoO4·4H2O)0.09g溶解到1L水中，作为微素浓缩液。
(3)将5.57g FeSO4·7H2O溶于200ml水中，然后缓慢加入到400ml溶有7.45g乙二胺四乙酸二钠的微沸水溶液中，并不断搅拌，最后定容到1L，即为EDTA-Fe的母液。
(4)将步骤(1)～(3)配制的母液，按营养元素的摩尔浓度比NO3 -∶NH4 +∶H2PO4 -∶K+∶Ca2+∶Mg2+∶Fe2+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+∶B3+∶Mo6+＝(4～6)∶(3～6)∶(2～4)∶(5～8)∶(4～6)∶(2～3)∶0.02∶0.0003∶0.001∶0.009∶0.05∶0.0004加入到水中稀释，搅拌均匀即得。
上述步骤(4)中加水稀释比例按1∶800～1500的重量比为宜。
本发明的营养液针对现有营养液的硝态氮用量高，配方比较固定，应用范围窄，成本高，难以在工厂化条件下推广的缺点，在本营养液中除了含氮、磷、钾等大量元素外，还含有钙、镁、铁、铜、锌、锰等中微量元素，营养全面，同时保持了固定的硝铵比，减少了硝态氮的用量，配方科学，一方面不仅有利于提高叶菜类蔬菜的营养品质，另一方面也提高了营养液的利用效率，减少了废弃营养液对环境的污染，可以兼顾经济与环境效益。
本营养液的制备及使用方法方便，对人畜及环境安全，没有污染，无公害，完全符合绿色蔬菜的生产标准。
本发明与已有技术相比，具有以下优点：
1.本发明的营养液减少了硝态氮的用量，减少了废弃营养液对环境的污染。
2.配制简单，易于操作，把配好的各元素母液按比例添加到水中稀释即可使用。
3.营养全面，配方合理，能够显著改善叶菜类蔬菜的营养品质。
4.配方灵活，适用于不同种类的叶菜类蔬菜，易于工业化推广。
本发明营养液的效果试验
利用水培试验研究叶菜类蔬菜专用营养液对菠菜营养品质的影响
一、供试材料
供试材料是本地圆叶品种多能菠菜(Spinacia oleracea L.)，营养液使用本发明的营养液配方及另外一个营养液配方(对照)，供氮浓度设定为8mmol/L，其它钾、磷、钙、镁等元素的浓度调至一致。筛选籽粒饱满的种子，催芽后在砂盘上育苗。待长至4片叶子时，移植至2.5L的塑料桶中，每桶定苗8株。试验共设完全供硝态氮(对照)、硝铵比(摩尔比)3∶1、1∶1及1∶3(本发明的配方)，通过(NH4)2SO4、KNO3与Ca(NO3)2不同比例的配合维持硝铵比，重复3次。每隔2d调节pH值至5.5-6.0之间，每周换1次营养液，并补充损失的水分，连续通气。在食用期(培养1个月)取样，植株迅速用自来水冲洗干净，然后用蒸馏水冲洗，擦净水分，称量菠菜地上部的鲜重，然后取地上部进行硝酸盐含量、可溶态草酸和草酸总量等品质指标的测定。
二、结果与分析
表1不同配方的营养液对菠菜生物量及品质的影响
  处理   生物量(克/株)   硝酸盐(mg/kg)   可溶态草酸(mg/100g FW)   草酸总量(mg/100g FW)
  对照   11.7   662.1   849.1   818.7
  硝铵比3∶1   12.31   462.7   623.5   757.7
  硝铵比1∶1   12.48   384.4   462.5   720.9
  硝铵比1∶3   9.84   265.3   368.3   444.0
由表1可知，应用本发明的营养液配方培养的菠菜营养品质具有明显改善。配方中采用硝铵比(摩尔比)为3∶1和1∶1的营养液不仅菠菜生物量高，而且硝酸盐含量、可溶态草酸及草酸总量与对照相比都有明显的下降；而硝铵比(摩尔比)为1∶3的营养液配方生长的菠菜虽然生物量有所下降，但硝酸盐及各形态的草酸含量降低的幅度分别达到了60％、56.7％和45.8％。但出于经济效益的考虑，应在增产的基础上改善品质为佳，故对菠菜的无土栽培来说，控制配方中硝铵比在1～3之间比较合适，不仅能在一定程度上增产，而且明显降低硝酸盐和草酸等有害成分的含量，提高营养品质，增进人体健康。
三、结论
在无土栽培条件下，菠菜适宜生长的营养液配方中的硝铵比(摩尔比)在为1∶1至3∶1之间为佳，各营养元素之间的摩尔浓度比例关系如下：NO3 -∶NH4 +∶H2PO4 -∶K+∶Ca2+∶Mg2+∶Fe2+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+∶B3+∶Mo6+＝(4～8)∶(2～4)∶(2～4)∶(5～8)∶(4～6)∶(2～3)∶0.02∶0.0003∶0.001∶0.009∶0.05∶0.0004。在这种营养液中生产出来的菠菜不仅产量高，而且品质好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1.适用于菠菜无土栽培的营养液配方
(1)分别配制1mol/L的硝酸钙、硝酸钾、硫酸铵、氯化钙、磷酸二氢钾和0.5mol/L的硫酸镁和硫酸钾母液各1L。
(2)称取硼酸H3BO32.86g，二氯化锰(MnCl2·4H2O)1.81g，硫酸铜(CuSO4·5H2O)0.08g，硫酸锌(ZnSO4·7H2O)0.22g，钼酸(H2MoO4·4H2O)0.09g溶解到1L水中，作为微素浓缩液。
(3)将5.57g FeSO4·7H2O溶于200ml水中，然后缓慢加入到400ml溶有7.45g乙二胺四乙酸二钠的微沸水溶液中，并不断搅拌，最后定容到1L，即为EDTA-Fe的母液。
(4)配制100L的菠菜营养液(硝铵摩尔比为1∶1)，按NO3 -∶NH4 +∶H2PO4 -∶K+∶Ca2+∶Mg2+：Fe2+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+∶B3+∶Mo6+＝4∶4∶2∶7∶5∶2∶0.02∶0.0003∶0.001∶0.009∶0.05∶0.0004的比例，在98L水中分别加入步骤(1)配制的硝酸钙200ml、硫酸铵200ml、磷酸二氢钾200ml、硫酸钾500ml、硫酸镁400ml、氯化钙300ml，加入步骤(2)配制的微量元素浓缩液100ml，加入步骤(3)配制的EDTA-Fe100ml，搅拌均匀，调节pH值至5.5～7.0之间即可直接使用。
实施例2.适用于青菜无土栽培的营养液配方
步骤(1)～步骤(3)各元素的母液配制方法同实施例1。所不同的是：
(4)配制100L的青菜营养液(硝铵摩尔比为3∶1)，按NO3 -∶NH4 +∶H2PO4 -∶K+∶Ca2+∶Mg2+∶Fe2+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+∶B3+∶Mo6+＝9∶3∶3∶7∶5∶4∶0.02∶0.0003∶0.001∶0.009∶0.05∶0.0004的比例分别在98L水中加入步骤(1)配制的硝酸钙450ml，硫酸铵150ml，磷酸二氢钾300ml，硫酸钾400ml，硫酸镁400ml，氯化钙50ml，加入步骤(2)配制的微量元素浓缩液100ml，加入步骤(3)配制的EDTA-Fe100ml，搅拌均匀，调节pH值至6.0～7.0之间即可直接使用。

Claims (7)

1.一种无土栽培叶菜类蔬菜的营养液，其特征在于：营养元素的摩尔比如下：NO3 -∶NH4 +∶H2PO4 -∶K+∶Ca2+∶Mg2+∶Fe2+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+∶B3+∶Mo6+＝(4～6)∶(3～6)∶(2～4)∶(5～8)∶(4～6)∶(2～3)∶0.02∶0.0003∶0.001∶0.009∶0.05∶0.0004。
2.如权利要求1所述的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液，其特征在于，NO3 -与NH4 +的比例(硝铵比)保持在摩尔比(1～3)∶1。
3.如权利要求1所述的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液，其特征在于，NO3 -来源自硝酸钙或硝酸钾，NH4 +来源自硫酸铵。
4.如权利要求1所述的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液，其特征在于，H2PO4 -来源自磷酸二氢钾。
5.如权利要求1所述的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液，其特征在于，K+选自硫酸钾、硝酸钾和磷酸二氢钾；Ca2+选自硝酸钙和氯化钙；Mg2+选自硫酸镁；Fe2+选自乙二胺四乙酸铁(EDTA-Fe)，Cu2+选自硫酸铜；Mn2+选自氯化锰，Zn2+选自硫酸锌，B3+选自硼酸，Mo6+选自钼酸或钼酸盐。
6.一种权利要求1所述的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液制备方法，步骤如下：
(1)分别配制1mol/L的硝酸钙、硝酸钾、硫酸铵、氯化钙、磷酸二氢钾和0.5mol/L的硫酸镁和硫酸钾母液；
(2)称取硼酸H3BO32.86g，二氯化锰(MnCl2·4H2O)1.81g，硫酸铜(CuSO4·5H2O)0.08g，硫酸锌(ZnSO4·7H2O)0.22g，钼酸(H2MoO4·4H2O)0.09g溶解到1L水中，作为微素浓缩液；
(3)将5.57g FeSO4·7H2O溶于200ml水中，然后缓慢加入到400ml溶有7.45g乙二胺四乙酸二钠的微沸水溶液中，并不断搅拌，最后定容到1L，即为EDTA-Fe的母液；
(4)将步骤(1)～(3)配制的母液，按营养元素的摩尔浓度比NO3 -∶NH4 +∶H2PO4 -∶K+∶Ca2+∶Mg2+∶Fe2+∶Cu2+∶Zn2+∶Mn2+∶B3+∶Mo6+＝(4～6)∶(3～6)∶(2～4)∶(5～8)∶(4～6)∶(2～3)∶0.02∶0.0003∶0.001∶0.009∶0.05∶0.0004加入到水中稀释，搅拌均匀即得。
7.如权利要求6所述的无土栽培叶菜类蔬菜的营养液制备方法，其特征在于，步骤(4)中的加水稀释比例按1∶800～1500的重量比。
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