CN110240509A - 高浓度叶菜水培营养液及其在叶菜水培种植的应用 - Google Patents

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刘达新
曾汉杰
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B7/00Fertilisers based essentially on alkali or ammonium orthophosphates

Abstract

本发明公开了一种高浓度叶菜水培营养液及其在叶菜水培种植的应用,每一升水培营养液中含有:硫酸镁150~300g,硫酸钾20~35g,硝酸钙300~380g,硝酸钾150~200g,磷酸二氢钾80~100g,磷酸二氢铵10~25g,EDTA铜0.1~1.0g,钼酸铵0.1~0.8g,DTPA铁15~30g,EDTA锌1.0~2.5g,EDTA锰5.0~9.5g,硼酸8~15g,余量为水。上述高浓度叶菜水培营养液除叶菜生长必须营养素外,以不同的金属螯合物EDTA锌、EDTA锰、EDTA铜和DTPA铁作为叶菜水培营养液的锌、锰、铜和铁微量元素源,提高了叶菜类作物对锌、锰、铜和铁元素的吸收利用率,尤其是DTPA铁的加入,较其他铁盐的效果更理想,很好地解决了市场上常见的水培营养液中无机锌盐、锰盐、铜盐和铁盐微量元素植物吸收率低的问题。

Description

高浓度叶菜水培营养液及其在叶菜水培种植的应用
技术领域
本发明涉及无土培栽培技术领域,特别涉及一种高浓度叶菜水培营养液及其在叶菜水培种植的应用。
背景技术
水栽培(Hydroponics)是一种新型的植物无土栽培(Soilless culture)方式,是一门古老而又充满现代时代感的种植技术,不但简单方便,不受农田限制,不受天气影响,而且比传统耕地栽培用水量少90%以上。生产的果蔬作物可避免土壤病害传染、重金属污染,无农药残留,可以为人类提供安全、高品质的果蔬食物,因此得到世界科学家和环保工作者的大力推荐。
我国开展水栽培应用起步较晚,目前国内应用的水培营养液,主要有根据霍格兰配方制成的水培营养液、根据Cooper配方制成的水培营养液、根据日本园田配方制成的水培营养液、根据日本山崎配方制成的水培营养液、根据荷兰温室配方制成的水培营养液及根据华农农业配方制成的水培营养液,但上述这些传统的水培营养液主要以氮、磷、钾、钙、镁等元素的无机盐为主要成分,然后再适量加入微量元素源。其中铁、锌和锰是重要的微量元素源成分, 也就是硫酸锌、硫酸锰等无机盐及EDTA铁盐。如霍格兰配方(改良)的成分为:四水硝酸钙945mg/L,硝酸钾 506mg/L,硝酸铵 80mg/L,磷酸二氢钾 136mg/L,硫酸镁493mg/L,铁盐溶液:2.5mL(由七水硫酸亚铁 2.78g,乙二胺四乙酸二钠(EDTA.Na,pH=6.0)3.73g组成),微量元素液:5mL(由碘化钾 0.83mg/L,硼酸 6.2mg/L,硫酸锰 22.3mg/L,硫酸锌 8.6mg/L,钼酸钠 0.25mg/L,硫酸铜 0.025mg/L,氯化钴 0.025mg/L组成, pH=5.5)蒸馏水 500mL,组成成分都是无机金属盐。但无机锌盐、锰盐被植物吸收的吸收利用率都很低,比如硫酸锌,被植物吸收的吸收利用率仅有2.39%,大部分的锌都不能被植物的根系吸收利用。因而以无机盐为主的水培营养液在使用过程中存在如下缺陷:不仅生物学活性低, 而且大量浪费,不溶性无机盐残留量大,造成环境污染。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是:针对目前市场上常见的水培营养液中使用无机盐微量元素源的缺陷,提供一种利于叶菜类作物根系吸收、剩余尾液中无机金属盐残留少的高浓度叶菜水培营养液及其在叶菜水培种植的应用,该高浓度叶菜水培营养液可稀释1000倍使用,而传统的水培营养液最多只能稀释300倍左右。
为解决上述问题,本发明所述的高浓度叶菜水培营养液除含有氮、磷、钾、钙、镁等叶菜生长必须营养素外,以不同的金属螯合物EDTA锌、EDTA锰、EDTA铜和DTPA铁作为叶菜水培营养液的锌、锰、铜和铁微量元素源。经长期有效测试,本发明提供的叶菜水培营养液,提高了叶菜类作物对锌、锰、铜和铁元素的吸收利用率,尤其是DTPA铁的加入,较其他铁盐的效果更理想,很好地解决了市场上常见的水培营养液中无机锌盐、锰盐、铜盐和铁盐微量元素植物吸收率低的问题。
本发明采用的技术方案是:所述的高浓度叶菜水培营养液,每一升水培营养液中含有:硫酸镁150~300g,硫酸钾20~35g,硝酸钙300~380g,硝酸钾150~200g,磷酸二氢钾80~100g,磷酸二氢铵10~25g,EDTA铜0.1~1.0g,钼酸铵0.1~0.8g,DTPA铁15~30g,EDTA锌1.0~2.5g,EDTA锰5.0~9.5g,硼酸8~15g,余量为水。(EDTA:乙二胺四乙酸;DTPA即:二乙基三胺五乙酸、二乙烯三胺五乙酸、二乙撑三胺五乙酸)
进一步地,前述的高浓度叶菜水培营养液,其中,所述的水为RO水。
将上述高浓度叶菜水培营养液用于叶菜水培种植,叶菜水培种植的具体步骤为:
(一)、杀菌和激活叶菜种子:将叶菜种子浸泡于温水中,温水温度为40℃~50℃,浸泡时间为18~23分钟;然后将浸泡后的叶菜种子放置于阴凉处晾干0.5±0.1小时;
(二)、育苗:将晾干的叶菜种子分别放置于各育苗海绵中,然后将带叶菜种子的各育苗海绵放置于各育苗盆中,对育苗海绵表层进行浇水直至育苗海绵呈半湿状态;然后将全部育苗盆置于黯黑处,黯黑处的光照率在10lux以下,育苗环境温度维持20℃~25℃,育苗海绵维持半湿状态;待胚芽长出后,对胚芽每天进行5~6小时弱晒,弱晒的光照度为1000~5000lux,并对育苗盆内进行添加补水;
(三)、移苗水培种植:
将长出子叶的育苗盆放入水培种植槽中,将上述高浓度叶菜水培营养液稀释调配至:EC值为1.2~1.5、pH值为6.5±0.05的水培液后倒入水培种植槽中至设定水位高度,期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux;
移植后第7~8天,向水培种植槽中添加上述高浓度叶菜水培营养液,使水培种植槽中的水培液的EC值维持1.0~1.8、pH值维持6.5~6.8;期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux;
移植19~21天,通过向水培种植槽添加上述高浓度叶菜水培营养液、使水培种植槽中的水培液的EC为1.0~1.5,pH值为6.5~7.0,期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux。
其中,步骤(二)至步骤(三)中添加补充的水为净化水。
本发明的有益效果是:①上述高浓度叶菜水培营养液为透明的清澈液体,比重值(rate)为1.00~1.15,pH值为6.5~6.8,可稀释后用于叶菜类作物水培种植、以及直接用作叶菜类作物水培过程的补充液;②使用上述高浓度叶菜水培营养液水培种植叶菜类作物,提高了叶菜作物对微量元素的吸收率,水培种植的叶菜颜色鲜艳、状态饱满、菜片挺直、感观良好、收率高,且水培种植后剩余尾液中无机金属盐残留少,剩余尾液可多次重复使用。
具体实施方式
下面结合优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例所述的高浓度叶菜水培营养液的配制如下:
量取700mL RO水于配料瓶中,搅拌下依次加入硫酸镁200g;硫酸钾28g;硝酸钙350g;硝酸钾180g;磷酸二氢钾90g;磷酸二氢铵14g;EDTA铜0.55g;钼酸铵0.11g;DTPA铁20g;EDTA锌1.5g;EDTA锰8.8g;硼酸12g。各种原料完全溶解完毕后,补充RO水至总体积为1000 mL。
得到的高浓度叶菜水培营养液为透明的清澈液体,比重值(rate)=1.08、pH值=6.60。
实施例二
本实施例所述的高浓度叶菜水培营养液的配制如下:
量取700 mL RO水于配料瓶中,搅拌下依次加入硫酸镁150g;硫酸钾20g;硝酸钙300g;硝酸钾150g;磷酸二氢钾80g;磷酸二氢铵10g;EDTA铜0.1g;钼酸铵0.1g;DTPA铁15g;EDTA锌1.0g;EDTA锰5.0g;硼酸8g。各种原料完全溶解完毕后,补充RO水至总体积为1000 mL。
得到的高浓度叶菜水培营养液为透明的清澈液体,比重值(rate)=1.00,pH值=6.70。
实施例三
本实施例所述的高浓度叶菜水培营养液的配制如下:
量取700 mL RO水于配料瓶中,搅拌下依次加入硫酸镁300g;硫酸钾35g;硝酸钙380g;硝酸钾200g;磷酸二氢钾100g;磷酸二氢铵25g;EDTA铜1.0g;钼酸铵0.8g;DTPA铁30g;EDTA锌2.5g;EDTA锰9.5g;硼酸15g。各种原料完全溶解完毕后,补充RO水至总体积为1000 mL。
得到的高浓度叶菜水培营养液为透明的清澈液体,比重值(rate)=1.12,pH值=6.50。
实施例四
本实施例所述的高浓度叶菜水培营养液的配制如下:
量取40升RO水于配料瓶中,搅拌下依次加入硫酸镁1.0Kg;硫酸钾140.0g;硝酸钙1.75Kg;硝酸钾900g;磷酸二氢钾450g;磷酸二氢铵70g;EDTA铜0.75g;钼酸铵0.55g;DTPA铁100g;EDTA锌7.5g;EDTA锰44.0g;硼酸60.0g。各种原料完全溶解完毕后,补充RO水至总体积为50升。
得到的高浓度叶菜水培营养液为透明的清澈液体,比重值(rate)=1.05,pH =6.55。
为方便描述,将本申请所述的每一升水培营养液中含有:硫酸镁150~300g,硫酸钾20~35g,硝酸钙300~380g,硝酸钾150~200g,磷酸二氢钾80~100g,磷酸二氢铵10~25g,EDTA铜0.1~1.0g,钼酸铵0.1~0.8g,DTPA铁15~30g,EDTA锌1.0~2.5g,EDTA锰5.0~9.5g,硼酸8~15g,余量为水的叶菜水培营养液称为“原液”,使用“原液”稀释1000倍配制成用于水培种植的水培营养液称为“新液”,将市场上常见的以无机金属盐配制的水培营养液称为“旧液”,使用“旧液”稀释配制成用于水培种植的水培营养液称为“对照液”。对“新液”和“对照液”进行如下试验:
试验一:采用“新液”种植生菜:
1、生菜种植试验在标准防虫、挡雨水培大棚设施中,利用管道法(nutrient filmtechnique)进行水培种植;
3、生菜苗的种植量为350株,移栽的幼苗高度约3cm;
4、种植期间温度为15~22℃, 相对湿度为60%~70%,种植期阳光光照率为10000~20000 lux,种植期为28日;
4、取“原液”500mL加入500L水稀释成EC值(溶液中可溶性盐浓度)=1.00, pH值=6.5的“新液”,将“新液”置于大型水箱中,以水泵驱动经管道循环,以过滤器去除“新液”中的绿藻和脱落根须, 期间只补充适量“原液”,以保证生长所需的EC值(但生长后期不再添加“原液”),并调节pH在6.5~7.5之间。
试验二:采用“对照液”种植生菜:
1、生菜种植试验在标准防虫, 挡雨水培大棚设施中, 利用管道法(nutrient filmtechnique)进行水培种植;
2、生菜苗的种植量为350株,移栽的幼苗高度约3cm;
3、种植期间温度为15~22℃, 相对湿度为60%~70%,种植期阳光光照率为10000~20000 lux,种植期为28日;
4、取“旧液”按要求量取mL量加入500L水稀释成EC值(溶液中可溶性盐浓度)=1.00, pH值=6.5的 “对照液”),以水泵驱动经管道循环,以过滤器去试验液中的绿藻和脱落根须,期间只补充适量“旧液”,以保证生长所需的EC值(但生长后期不再添加“旧液”),并调节pH在6.5~7.5之间。
试验一和试验二的试验条件完全相同,对使用“新液”水培种植的生菜和使用“对照液”水培种植的生菜进行外观与重量的比较,结果为:
1、使用“新液”的生菜颜色鲜艳,状态饱满,菜片挺直,感观良好,老叶和嫩叶颜色大致相同,而使用“对照液”的生菜的菜片挺直度不够,老叶和嫩叶颜色有明显差异。
2、使用“新液”的生菜根须部份颜色洁白,大部份为细长幼根,主根不明显,根须沾水下垂后长度约为叶茎长度的1.5倍;而使用“对照液”的生菜根须颜色偏土黄,其他区别不大。
3、使用“新液”的生菜,每株的平均重量达到120g, 而使用“对照液”栽培的生菜,每株的平均重量只96g,使用“新液”栽培的生菜比使用“对照液”栽培的生菜的产量高出20%。
4、“新液”完成种植后,剩余尾液的颜色依然透明清澈, 与栽培前表面观察, 并无分别,检测EC值下降至0.80~0.90之间,pH值在6.85~7.00之间。
“对照液”完成种植后,剩余尾液的颜色变化也不大,但EC值下降明显少于“新液”的EC值,“对照液”的pH值也低于“新液”的pH值;“对照液”完成种植后,余尾液的在0.95~1.00之间、pH值在6.50~6.80之间。
5、向“新液”的剩余尾液中重新添加“原液”,将EC值调节回约1.05,pH值约6.55,继续种植另一批新菜苗,连续种植了11批。试验期间,气温、湿度、 光照等参数并无人为调整,均随天气环境转变。试验结果与第一批进行比较, 除每株收成重量随天气改变有±30%差异外, 其他观察并无明显分别。
向“对照液”的剩余尾液中重新添加“旧液”,将EC值调节回约1.05,pH值约6.55,继续种植另一批新菜苗,连续种植了5批,仅5批后,因营养液变浑浊而无法继续进行。
试验三:采用“新液”种植羽衣甘蓝:
1、所有试验条件与试验一的试验条件相同,使用“原液”配制的“新液”为2000升;
2、羽衣甘蓝苗的种植量为180株,移栽的幼苗高度约3cm;
3、按外围叶片长度20~30cm为标准, 每天剪去达到标准的叶片, 原株植物继续保持生长, 并以吊绳捆绑固定, 试验期8个月, 自第二个月成长期开始每株羽衣甘蓝平均每3天可采收1片叶, 每片重量20~25g, 试验期完结后, 每株植物平均高度为80~100cm, 全期每株平均收成约16.5Kg。
试验四:采用“对照液”种植羽衣甘蓝:
1、所有试验条件与试验三的试验条件相同,使用“旧液”配制的“对照液”为2000升;
2、种植量为羽衣甘蓝苗180株,移栽的幼苗高度约3cm;
3、同样按外围叶片长度20~30cm为标准, 每天剪去达到标准的叶片,试验期8个月,自第二个月成长期开始每株羽衣甘蓝3~4天可采收1片叶, 每片重量15~22g, 试验期完结后, 每株植物平均高度为70~100cm, 全期收成共15.0Kg。
高浓度叶菜水培营养液在叶菜水培种植的应用——叶菜水培种植的具体步骤为:
(一)、杀菌和激活叶菜种子:将叶菜种子浸泡于温水中,温水温度为40℃~50℃,浸泡时间为18~23分钟;然后将浸泡后的叶菜种子放置于阴凉处晾干0.5±0.1小时;
(二)、育苗:将晾干的叶菜种子分别放置于各育苗海绵中,然后将带叶菜种子的各育苗海绵放置于各育苗盆中,对育苗海绵表层进行浇水直至育苗海绵呈半湿状态;然后将全部育苗盆置于黯黑处,黯黑处的光照率在10lux以下,育苗环境温度维持20℃~25℃,育苗海绵维持半湿状态;待胚芽长出后,对胚芽每天进行5~6小时弱晒,弱晒的光照度为1000~5000lux,并对育苗盆内进行添加补水;
(三)、移苗水培种植:
将长出子叶的育苗盆放入水培种植槽中,将上述高浓度叶菜水培营养液稀释调配至:EC值为1.2~1.5、pH值为6.5±0.05的水培液后倒入水培种植槽中至设定水位高度,期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux;
移植后第7~8天,向水培种植槽中添加上述高浓度叶菜水培营养液,使水培种植槽中的水培液的EC值维持1.0~1.8、pH值维持6.5~6.8;期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux;
移植19~21天,通过向水培种植槽添加上述高浓度叶菜水培营养液、使水培种植槽中的水培液的EC为1.0~1.5,pH值为6.5~7.0,期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux。
其中,步骤(二)至步骤(三)中添加补充的水为净化水。
以上所述仅是本发明的较佳实施例,并非是对本发明作任何其他形式的限制,而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化,仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点是:①上述高浓度叶菜水培营养液为透明的清澈液体,比重值(rate)为1.00~1.15,pH值为6.5~6.8,可稀释后用于叶菜类作物水培种植、以及直接用作叶菜类作物水培过程的补充液;②使用上述高浓度叶菜水培营养液水培种植叶菜类作物,提高了叶菜作物对微量元素的吸收率,水培种植的叶菜颜色鲜艳、状态饱满、菜片挺直、感观良好、收率高,且水培种植后剩余尾液中无机金属盐残留少,剩余尾液可多次重复使用。

Claims (4)

1.高浓度叶菜水培营养液,其特征在于:每一升水培营养液中含有:硫酸镁150~300g,硫酸钾20~35g,硝酸钙300~380g,硝酸钾150~200g,磷酸二氢钾80~100g,磷酸二氢铵10~25g,EDTA铜0.1~1.0g,钼酸铵0.1~0.8g,DTPA铁15~30g,EDTA锌1.0~2.5g,EDTA锰5.0~9.5g,硼酸8~15g,余量为水。
2.根据权利要求1所述的高浓度叶菜水培营养液,其特征在于:所述的水为RO水。
3.权利要求1所述的高浓度叶菜水培营养液在叶菜水培种植的应用,其特征在于:叶菜水培种植的具体步骤为:
(一)、杀菌和激活叶菜种子:将叶菜种子浸泡于温水中,温水温度为40℃~50℃,浸泡时间为18~23分钟;然后将浸泡后的叶菜种子放置于阴凉处晾干0.5±0.1小时;
(二)、育苗:将晾干的叶菜种子分别放置于各育苗海绵中,然后将带叶菜种子的各育苗海绵放置于各育苗盆中,对育苗海绵表层进行浇水直至育苗海绵呈半湿状态;然后将全部育苗盆置于黯黑处,黯黑处的光照率在10lux以下,育苗环境温度维持20℃~25℃,育苗海绵维持半湿状态;待胚芽长出后,对胚芽每天进行5~6小时弱晒,弱晒的光照度为1000~5000lux,并对育苗盆内进行添加补水;
(三)、移苗水培种植:
将长出子叶的育苗盆放入水培种植槽中,将上述高浓度叶菜水培营养液稀释调配至:EC值为1.2~1.5、pH值为6.5±0.05的水培液后倒入水培种植槽中至设定水位高度,期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux;
移植后第7~8天,向水培种植槽中添加上述高浓度叶菜水培营养液,使水培种植槽中的水培液的EC值维持1.0~1.8、pH值维持6.5~6.8;期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux;
移植19~21天,通过向水培种植槽添加上述高浓度叶菜水培营养液、使水培种植槽中的水培液的EC为1.0~1.5,pH值为6.5~7.0,期间通过添加水、保证水培种植槽中的水位高度维持设定水位高度;期间阳光光照率为10000~20000lux。
4.根据权利要求3所述的高浓度叶菜水培营养液在叶菜水培种植的应用,其特征在于:步骤(二)至步骤(三)中添加补充的水为净化水。
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