CN109912340A - 水培植物营养液及其应用以及植物培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水培植物营养液及其应用以及植物培养方法。所述营养液含有元素：铁2.6‑6.1mg/L、硼0.50‑0.55mg/L、锰0.65‑0.98mg/L、锌0.089‑0.122mg/L、铜0.031‑0.040mg/L、钼0.0016‑0.0032mg/L和钴0.0049‑0.0124mg/L。所述的营养液的应用，用于两种或者三种以上植物培养。本发明所述植物培养方法是将两种或三种以上不同科属的植物种植水培植物营养液中。本发明的培养液配比合理、营养丰富、配制简单、使用方便、便于吸收，有助于促进不同科种的叶菜在同一水培池中同时生长，防止病虫害发生，避免使用农药，安全环保。
Description
技术领域
本发明属于无土栽培技术领域，具体是水培多种叶菜营养液。
背景技术
无土栽培是当今蔬菜生产技术上的一项最先进的技术，是实现蔬菜由传统露地种植和简单大棚化生产向工厂化、自动化控制，以及规模化、集约化转化的新型安全，高效，绿色的栽培方式。营养液的组成和配方是无土栽培的关键，不同的作物要求不同的营养液配方，这样单一化种植使得蔬菜生长期间病虫害发生的风险很高，不得不使用农药，降低了蔬菜的安全性，如果同一种植区域内蔬菜种类多，则可实现农业生态环境多样化，避免病虫害的发生。但目前现有的营养液大多大同小异，适合单一蔬菜生长，无法满足多种蔬菜尤其是叶菜的安全生长环境和生长要求。
生菜属于菊科，生菜营养含量丰富，含有大量β胡萝卜素、抗氧化物、维生素B1、B6、维生素E、维生素C，还有大量膳食纤维素和微量元素如镁、磷、钙及少量的铁、铜、锌。加强蛋白质和脂肪的消化与吸收，改善肠胃的血液循环可以常吃生菜。其维生素C含量比小白菜高，干净卫生的生菜适合生食和西餐。
芹菜属于伞形科，芹菜叶含有更丰富的膳食纤维、维生素A、维生素C、维生素E以及矿物质镁、锌、硒，生食有更好的降压作用。
白菜和油菜属于十字花科的蔬菜，白菜中含有B族维生素、维生素C、钙、铁、磷，白菜中微量元素锌的含量也是非常高的。中医认为白菜其性微寒无毒，经常食用具有养胃生津、除烦解渴、利尿通便、清热解毒之功效。白菜的粗纤维通便，并含有预防乳腺癌的成分。
食用薄荷属于唇形科的蔬菜，营养丰富，香味独特去腥。
发明内容
目前现有技术中存在的技术问题是，现有的营养液适合单一蔬菜生长，无法满足多种蔬菜尤其是叶菜的安全生长环境和生长要。单一种植需要配置适用于蔬菜的营养液，培养液储量大。另外，单一种植时容易发生病虫害和防治。
为了解决上述问题，本发明提供了一种水培营养液，好几种不同科种的蔬菜可以在同一种水培营养液中种植。
具体来说，本发明提出了如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种水培植物营养液，所述营养液含有元素：铁2.6-6.1mg/L、硼0.50-0.55mg/L、锰0.65-0.98mg/L、锌0.089-0.122mg/L、铜0.031-0.040mg/L、钼0.0016-0.0032mg/L和钴0.0049-0.0124mg/L。
优选的是，上述的营养液，其中，所述营养液含有元素：铁3.0-4.0mg/L、硼0.5-0.52mg/L、锰0.75-0.80mg/L、锌0.10-0.11mg/L、铜0.033-0.035mg/L、钼0.0020-0.0025mg/L和钴0.008-0.010mg/L。
优选的是，上述的营养液，其中，以原料计，每升所述营养液含有：七水硫酸亚铁13-30mg、硼酸2.86-3.00mg、一水硫酸锰2.00-3.00mg、硫酸锌0.22-0.30mg、硫酸铜0.08-0.10mg、四水合钼酸铵0.02-0.04mg和六水氯化钴0.02-0.05mg。
优选的是，上述的营养液，其中，以原料计，每升所述营养液含有：四水硝酸钙470-580mg、硝酸钾250-300mg、磷酸二氢铵60-80mg、七水硫酸镁230-300mg、乙二胺四乙酸二钠18-30mg、七水硫酸亚铁13-30mg、硼酸2.86-3.00mg、一水硫酸锰2.00-3.00mg、硫酸锌0.22-0.30mg、硫酸铜0.08-0.10mg、四水合钼酸铵0.02-0.04mg和六水氯化钴0.02-0.05mg。
优选的是，上述的营养液，其中，以原料计，每升所述营养液含有：四水硝酸钙500mg、硝酸钾270mg、磷酸二氢铵65mg、七水硫酸镁260mg、乙二胺四乙酸二钠22mg、七水硫酸亚铁18mg、硼酸2.86mg、一水硫酸锰2.4mg、硫酸锌0.25mg、硫酸铜0.085mg、四水合钼酸铵0.03mg和六水氯化钴0.035mg。
另一方面，本发明提供了上述的营养液的应用，用于两种或者三种以上植物培养。
优选的是，上述的应用，其中，所述植物选自菊科、伞形科、藜科、唇形科和十字花科植物中的一种或者两种以上。
优选的是，上述的应用，其中，所述植物选自生菜、芹菜、白菜、薄荷、菠菜、香菜、茼蒿、菜心和油菜中的一种或者两种以上。
另一方面，本发明提供了一种植物培养方法，将两种或三种以上不同科属的植物种植在上述的水培植物营养液中；优选的是，将3-6种不同科属的植物种植在上述的水培植物营养液中。
优选的是，上述的培养方法，其中，所述植物选自菊科、伞形科、藜科、唇形科和十字花科植物中的一种或者两种以上；优选的是，所述植物选自生菜、芹菜、白菜、薄荷、菠菜、香菜、茼蒿、菜心和油菜中的一种或者两种以上。
本发明的有益效果包括：
本发明配比合理、营养全面、配制简单、使用方便、便于吸收，有助于促进不同科种的叶菜在同一水培池中同时生长。
(1)避免了单一种植时容易发生病虫害和防治。不同科种的蔬菜在一起种植，互相抑制病虫害的产生和扩大。种植时无需使用农药，提高了蔬菜的安全性。
(2)对营养液全面充分的吸收和利用。单一种植，因为植物对不同微量元素的选择性吸收，总是有一些成分富裕未被吸收和浪费，几种作物同时培养，利用对不同营养成分的吸收能力的不同，减少元素浪费。
(3)单一种植时，一种水培营养液只能对应一种蔬菜的栽培，需要大量的不同的营养液的配置和贮备。现在同时培养，可以减少培养液的储量，大大降低了成本和动力消耗。
下面结合具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行详细说明。
具体实施方式
如上所述，本发明的目的在于克服现有技术单一生产的不足，提供一种养分宽泛充足，配制较为简单的水培营养液，能适合生菜，芹菜，白菜，油菜，薄荷，菠菜等叶菜在同一水培池中同时生长。实现农业生态环境多样化，避免病虫害的发生，提供安全可靠的蔬菜供应市场。
蔬菜生长需要大量元素和微量元素，大量元素包括N、P、K、S、Ca和Mg，微量元素包括Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo和Co。大量元素和Cl在营养液的配方中容易满足。而Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Co这些微量元素如果添加太多，会影响配方的稳定性。在蔬菜生长的中后期，微量元素的缺乏就会严重的影响蔬菜的生长速度，生长品质，和营养价值，使得呼吸作用和光合作用受到抑制，蛋白质合成受阻，植株矮小，产量减小，容易产生病虫害，严重时叶片出现斑点，产生黄化或者白化，逐渐枯萎死亡。
本发明人筛选配方时，在通用配方(不同水培蔬菜营养液中的大量元素的含量比例基本相当)的基础上，基于安全、价格低廉、容易操作的原则，在能够同时满足几种叶菜在生长周期的基本需要的前提下，根据蔬菜生长速度的差异和对微量元素吸收速度的差异，以健康蔬菜的形态、口感和营养作为指标，对各种微量元素的变化量进行了调配和选择。通过各种微量元素不同加入量对从幼苗到成株的生长过程的影响，进行大量的实验对比和筛选，确定了本配方中微量元素的基本量和最大量。在实际应用时，一般取中间量。
本发明配方中，微量元素的基本量为：以加入的原料计，每1000ml营养液中包含七水硫酸亚铁13mg、硼酸2.86mg、一水硫酸锰2mg、硫酸锌0.22mg、硫酸铜0.08mg、四水合钼酸铵0.02mg和六水氯化钴0.02mg。微量元素的最大量为：以加入的原料计，每1000ml营养液中包含七水硫酸亚铁30mg、硼酸3mg、一水硫酸锰3mg、硫酸锌0.30mg、硫酸铜0.10mg、四水合钼酸铵0.04mg和六水氯化钴0.05mg。基本量一般满足3种以下蔬菜的水培，当蔬菜的种类越多(3种以上)，微量元素的用量就要增加。同时水培的蔬菜的种类一般在五六种左右，直到最大量。用以满足不同蔬菜对微量元素不同的需求和吸收速度，不浪费各种元素，进行综合利用。考虑配方的稳定性，配制微量元素时需要离子的反应商小于沉淀的离子积常数，不能产生沉淀。本发明人调整乙二胺四乙酸二钠(EDTA)的用量，与二价铁离子螯合后，再加入营养液中，就不会被磷酸根所沉淀。
生菜(属于菊科)、芹菜(属于伞形科)、白菜(或者油菜，属于十字花科)、薄荷(属于唇形科)和菠菜(属于藜科)等几种不同科属的蔬菜同一水培床栽培，可有效实现蔬菜生态环境多样化，避免病虫害的发生，实现叶菜的安全生长环境和生长要求。
本发明的选用蔬菜生长的营养液的pH值适用范围比较宽泛，配置的营养液构成了恰当的缓冲体系，能缓冲pH值的改变(±1),使得不同种类的蔬菜具有较大公共pH值适用范围，适应不同蔬菜在生长时候的变化需求，且各种元素的含量均大于单一蔬菜水培营养液。各种蔬菜生长的溶液pH为5.5-7.6，由于新陈代谢和物质的吸收交换，培养液的pH一直都处于动态微小变化中，单一蔬菜生长过程中溶液的pH变化都小于1。本发明的营养液中，加入的磷酸二氢铵既是N、P的提供源，又是缓冲液，本发明人调整磷酸二氢铵的加入量，从而使得pH值的变化范围适宜，本发明的营养液pH值适用范围宽泛，覆盖了多种蔬菜生长中的pH范围，因此多种蔬菜能够在本营养液中茁壮成长。
本发明一种优选的技术方案如下：一种水培多种叶菜蔬菜营养液，每1000ml营养液中包含：四水硝酸钙470-580mg、硝酸钾250-300mg、磷酸二氢铵60-80mg、七水硫酸镁230-300mg、乙二胺四乙酸二钠18-30mg、七水硫酸亚铁13-30mg、硼酸2.86-3.00mg、一水硫酸锰2.00-3.00mg、硫酸锌0.22-0.30mg、硫酸铜0.08-0.10mg、四水合钼酸铵0.02-0.04mg、六水氯化钴0.02-0.05mg，余量为水。
本发明进一步优选的技术方案为，水培多种叶菜蔬菜营养液，每1000ml营养液中包含：四水硝酸钙500mg、硝酸钾270mg、磷酸二氢铵65mg、七水硫酸镁260mg、乙二胺四乙酸二钠22mg、七水硫酸亚铁18mg、硼酸2.86mg、一水硫酸锰2.4mg、硫酸锌0.25mg、硫酸铜0.085mg、四水合钼酸铵0.03mg，六水氯化钴0.035mg，余量为水。
下面实施例中所用到各试剂和仪器来源如下，本文未记载的试剂或仪器或操作步骤均是本领域普通技术人员可常规确定的内容：
表1实施例所用试剂和仪器
| 试剂 | 规格 | 出售厂家 |
| 四水硝酸钙 | 99％，500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 硝酸钾 | >99％,500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 磷酸二氢铵 | ACS,≥98％，500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 七水硫酸镁 | ≥99.5％,500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 乙二胺四乙酸二钠 | AR,98％,500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 七水硫酸亚铁 | ≥99％，500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 硼酸 | ≥99.5％,500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 一水硫酸锰 | 99％，500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 硫酸锌 | 99.5％,500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 硫酸铜 | ≥98％，250g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 六水氯化钴 | ≥98％，500g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
| 四水合钼酸铵 | 81-83％,100g/瓶 | 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 |
实施例1
水培多种叶菜蔬菜营养液，每1000ml营养液中包含：四水硝酸钙470mg、硝酸钾250mg、磷酸二氢铵60mg、七水硫酸镁230mg、乙二胺四乙酸二钠18mg、七水硫酸亚铁13mg、硼酸2.86mg、一水硫酸锰2mg、硫酸锌0.22mg、硫酸铜0.08mg、四水合钼酸铵0.02mg、六水氯化钴0.02mg，余量为水。
实施例2
水培多种叶菜蔬菜营养液，每1000ml营养液中包含：四水硝酸钙500mg、硝酸钾270mg、磷酸二氢铵65mg、七水硫酸镁260mg、乙二胺四乙酸二钠22mg、七水硫酸亚铁18mg、硼酸2.86mg、一水硫酸锰2.4mg、硫酸锌0.25mg、硫酸铜0.085mg、四水合钼酸铵0.025mg、六水氯化钴0.03mg，余量为水。
实施例3
水培多种叶菜蔬菜营养液，每1000ml营养液中包含：四水硝酸钙525mg、硝酸钾275mg、磷酸二氢铵70mg、七水硫酸镁265mg、乙二胺四乙酸二钠24mg、七水硫酸亚铁21.5mg、硼酸2.93mg、一水硫酸锰2.5mg、硫酸锌0.26mg、硫酸铜0.09mg、四水合钼酸铵0.03mg、六水氯化钴0.04mg，余量为水。
实施例4
水培多种叶菜蔬菜营养液，每1000ml营养液中包含：四水硝酸钙580mg、硝酸钾300mg、磷酸二氢铵80mg、七水硫酸镁300mg、乙二胺四乙酸二钠30mg、七水硫酸亚铁30mg、硼酸3mg、一水硫酸锰3mg、硫酸锌0.30mg、硫酸铜0.10mg、四水合钼酸铵0.04mg、六水氯化钴0.05mg，余量为水。
对比例1(单一菠菜培养液)
水培蔬菜营养液，每1000ml营养液中包含：四水硝酸钙400mg、硝酸钾250mg、硝酸铵80mg、硫酸铵100mg、硫酸铁30mg、七水硫酸镁250mg、七水硫酸亚铁120mg、四水硫酸锰30mg、五水硫酸铜100mg、六水氯化钴8mg、磷酸二氢铵8mg、乙二胺四乙酸二钠30mg，余量为水。
水培试验：
按照上述实施例与对比例的配方，配制水培蔬菜营养液：先配置钾盐和硝酸盐等易溶解、量大的盐类的缓冲液即A液，配好后待用；B液以磷酸盐为中心，凡是不与磷酸根产生沉淀的物质可以一起配置成缓冲液待用；C液由铁和其它微量元素合在一起配成待用，以乙二胺四乙酸二钠螯合铁离子后，把其它微量元素溶解后逐渐稀释加入一起搅拌溶解。原则是硫酸根，磷酸根和相应的铁盐等难溶性二价金属离子错开。培养池中已有大量的清水，依此加入A、B、C液，每加入一种，循环泵循环几小时，确保各组分彻底溶解，均匀稀释和混合，架置栽培床，待用。
在平均室温25度左右，将同一批小白菜，生菜，薄荷，菠菜和油菜幼苗分别植入四组实施例组和对比例组的水培床，其中实施例组中一个水陪床中同时种植上述所有蔬菜的幼苗，对比例组中水陪床仅种植一种蔬菜的幼苗。实施例3和实施例4的培养液浓度较高，要及时补充蒸腾和蒸发的水分，否则烧苗，效果下降。
经过一个月的生长，从单株重量，色泽，口感等方面进行比较：实施例组水培液中的蔬菜，在单株重量，色泽，口感等方面均优于对比例中(即单一蔬菜水培)里的同类蔬菜。而单一营养液中的蔬菜，植株普遍重量偏轻，矮小，口感略差，色泽不太均匀。
从四组实施例组中的种植得到的蔬菜可以发现，同类蔬菜在色泽，口感等方面，相差不是太大。但是对于单株重量，营养液中各种元素的含量越高，植株长得更粗大。另外，由于实施例组种植了不同科种的蔬菜，互相抑制病虫害的产生和扩大。
蔬菜种类和数量不同，本申请专利的水培营养液中各种组分的比例进行调节灵活，既满足各类蔬菜基本生长需求的基础上，又不浪费营养液，保证单株重量在生长期的最大化健康生长。
Claims (10)
1.一种水培植物营养液，其特征在于，所述营养液含有元素：铁2.6-6.1mg/L、硼0.50-0.55mg/L、锰0.65-0.98mg/L、锌0.089-0.122mg/L、铜0.031-0.040mg/L、钼0.0016-0.0032mg/L和钴0.0049-0.0124mg/L。
2.根据权利要求1所述的营养液，其中，所述营养液含有元素：铁3.0-4.0mg/L、硼0.5-0.52mg/L、锰0.75-0.80mg/L、锌0.10-0.11mg/L、铜0.033-0.035mg/L、钼0.0020-0.0025mg/L和钴0.008-0.010mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的营养液，其中，以原料计，每升所述营养液含有：七水硫酸亚铁13-30mg、硼酸2.86-3.00mg、一水硫酸锰2.00-3.00mg、硫酸锌0.22-0.30mg、硫酸铜0.08-0.10mg、四水合钼酸铵0.02-0.04mg和六水氯化钴0.02-0.05mg。
4.根据权利要求1或2所述的营养液，其中，以原料计，每升所述营养液含有：四水硝酸钙470-580mg、硝酸钾250-300mg、磷酸二氢铵60-80mg、七水硫酸镁230-300mg、乙二胺四乙酸二钠18-30mg、七水硫酸亚铁13-30mg、硼酸2.86-3.00mg、一水硫酸锰2.00-3.00mg、硫酸锌0.22-0.30mg、硫酸铜0.08-0.10mg、四水合钼酸铵0.02-0.04mg和六水氯化钴0.02-0.05mg。
5.根据权利要求1或2所述的营养液，其中，以原料计，每升所述营养液含有：四水硝酸钙500mg、硝酸钾270mg、磷酸二氢铵65mg、七水硫酸镁260mg、乙二胺四乙酸二钠22mg、七水硫酸亚铁18mg、硼酸2.86mg、一水硫酸锰2.4mg、硫酸锌0.25mg、硫酸铜0.085mg、四水合钼酸铵0.03mg和六水氯化钴0.035mg。
6.一种权利要求1-5任一项所述的营养液的应用，用于两种或者三种以上植物培养。
7.根据权利要求6所述的应用，其中，所述植物选自菊科、伞形科、藜科、唇形科和十字花科植物中的一种或者两种以上。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其中，所述植物选自生菜、芹菜、白菜、薄荷、菠菜、香菜、茼蒿、菜心和油菜中的一种或者两种以上。
9.一种植物培养方法，其特征在于，将两种或三种以上不同科属的植物种植在权利要求1-5任一项所述的水培植物营养液中；优选的是，将3-6种不同科属的植物种植在权利要求1-5任一项所述的水培植物营养液中。
10.根据权利要求9所述的培养方法，其中，所述植物选自菊科、伞形科、藜科、唇形科和十字花科植物中的一种或者两种以上；优选的是，所述植物选自生菜、芹菜、白菜、薄荷、菠菜、香菜、茼蒿、菜心和油菜中的一种或者两种以上。
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- 2019-02-25 CN CN201910136325.5A patent/CN109912340A/zh active Pending
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