CN114436712A - 一种生菜水培营养液配方及其制备方法 - Google Patents

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CN114436712A CN202210235502.7A CN202210235502A CN114436712A CN 114436712 A CN114436712 A CN 114436712A CN 202210235502 A CN202210235502 A CN 202210235502A CN 114436712 A CN114436712 A CN 114436712A
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Abstract

本申请涉及水培营养液的技术领域，具体公开了一种生菜水培营养液配方及其制备方法。营养液包括A液和B液，A液包括150‑250份Ca(NO3)2∙4H2O、3.0‑4.6份Fe‑DTPA、0.30‑0.40份ZnSO4∙7H2O、0.15‑0.25份MnSO4、0.05‑0.15份CuSO4∙5H2O、0.5‑1.5份H3BO3、0.01‑0.05份(NH4)2Mo2O7、水；B液包括75‑105份KNO3、120‑160份KH2PO4、80‑100份MgSO4∙7H2O、水；其制备方法为：配制A液和B液混匀。本申请的营养液，通过原料之间的协同作用，具有提高生菜产量和品质的优点。

Description

一种生菜水培营养液配方及其制备方法
技术领域
本申请涉及水培营养液技术领域，尤其是涉及一种生菜水培营养液配方及其制备方法。
背景技术
水培是一种新型的植物无土栽培方式，其核心是将植物根系悬浮并固定于植物营养液中，使植物能够正常生长并完成其整个生命周期。水培技术是人工创造了一种根系环境，有效避免土壤栽培经常出现的土传病害、盐类堆积以及由此引发的连作障碍及其他病害，并且可以通过水肥一体化技术实现精准施肥，不浪费且不造成环境污染。
植物所需的营养成分除了碳来源于大气中，其他大量和微量元素都需要从土壤或营养液中吸收。目前，我国传统的土壤栽培中氮肥的利用率不足40％，磷肥的利用率也不高，且成本高，还会对环境造成污染，因此现在大多采用水培的方式培养植物，生菜也是用水培的方式进行培养。
生菜的营养价值高，富含丰富的矿物质及维生素，深受大众喜爱，已成为水培系统中栽培面积最大的绿叶蔬菜。但是，因营养液中的氮和磷的影响，生菜的产量和品质受到一定的影响。
发明内容
为了提高生菜的产量及品质，本申请提供一种生菜水培营养液配方及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种生菜水培营养液配方，采用如下技术方案：
一种生菜水培营养液配方，其包括2000重量份的A液和2000重量份的B液，所述A液包括以下重量份的原料：150-250份Ca(NO3)2·4H2O、3.0-4.6份Fe-DTPA、0.30-0.40份ZnSO4·7H2O、0.15-0.25份MnSO4、0.05-0.15份CuSO4·5H2O、0.5-1.5份H3BO3、0.01-0.05份(NH4)2Mo2O7，其余为水；
所述B液包括以下重量份的原料：75-105份KNO3、120-160份KH2PO4、80-100份MgSO4·7H2O，其余为水。
通过采用上述技术方案，本申请的营养液配方，通过各原料之间的协同作用，增加了生菜的叶面积和叶鲜重，减少了生菜中的硝酸盐的含量，也提高了生菜中的维生素C和可溶性糖，其中，叶面积为137.25-199.31cm2，叶鲜重为28.15-39.24g，硝酸盐为3827-5200μg/g，维生素C为0.1486-0.3393mg/g，可溶性糖为3.152-5.865mg/g。
Ca(NO3)2·4H2O中含有丰富的钙离子，具有快速补钙、补氮的特点，应用于营养液的原料中，有利于生菜对营养元素的吸收，增强生菜的抗逆性，提高生菜品质。Fe-DTPA属于熬合铁肥，能够为生菜提供铁元素，铁能够参与植物的光合作用、呼吸作用，铁还能作为电子传递体和某些酶的催化剂，在生菜缺铁时，细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等的活性会受到影响，进而降低生菜体内的一系列氧化还原作用，抑制生菜的呼吸作用，使ATP合成减少，影响生菜的正常生理活动，从而会影响生菜的品质和产量。Fe-DTPA应用到营养液的原料中，能够为生菜补充铁元素，保持生菜正常的生理活动，且能够提高生菜的品质和产量。
ZnSO4·7H2O能够促进生菜的光合作用，锌是植物叶绿体中碳酸酐酶的一种特殊活性离子，在光合作用中可以催化二氧化碳的水合作用。锌也能参与生长素吲哚乙酸的合成，能促进吲哚和丝氨酸合成色氨酸，色氨酸是生长素合成的前体，因此锌也间接影响生长素的形成。ZnSO4·7H2O应用到营养液的原料中，能够提高生菜的品质。MnSO4是生菜生长所需要的微量元素，作为营养液的原料之一，能够提高生菜的产量。CuSO4·5H2O具有杀菌作用，还能够提高叶绿素的稳定性。H3BO3能够为生菜的生长过程提供硼元素，硼能够参与细胞中的组成成分，对叶绿素的形成和稳定有良好的作用，也能够促进碳水化合物的转化，提高生菜抗病的能力。(NH4)2Mo2O7能够提供生菜所需的钼元素。
KNO3中既含氮元素，也含有钾元素，其中的氮元素利于生菜吸收，能够使生菜枝叶繁茂，可以增强生菜抗倒伏、抗病虫害的能力。KH2PO4能够提供生菜生长所需要的磷，磷具有生根、促进花芽分化，还能够在生菜生长后期减缓衰老，提高光合作用，还能促进生菜对氮的吸收，通过生菜对氮、磷的吸收，进而提高生菜的产量和品质。而且KH2PO4还能够对CuSO4·5H2O起到增效的作用，能提高CuSO4·5H2O的杀菌能力，减少细菌、真菌等对生菜的生长造成影响。MgSO4·7H2O不仅能够给生菜提供镁元素和硫元素，还能够促进生菜的叶及根系的生长发育，使生菜根系庞大，促使生菜加快吸收氮、磷等元素，增强生菜抵抗疾病的能力。镁元素是叶绿素的重要成分，是光合作用必不可少的，也是许多酶的催化剂，能促进碳水化合物的新陈代谢和磷酸盐的转化等，也具有明显的增产效果。
作为优选：所述A液包括以下重量份的原料：175-225份Ca(NO3)2·4H2O、3.2-4.4份Fe-DTPA、0.32-0.38份ZnSO4·7H2O、0.17-0.23份MnSO4、0.08-0.12份CuSO4·5H2O、0.7-1.3份H3BO3、0.02-0.04份(NH4)2Mo2O7，其余为水；
所述B液包括以下重量份的原料：80-100份KNO3、130-150份KH2PO4、82-98份MgSO4·7H2O，其余为水。
通过采用上述技术方案，通过对A液和B液的各原料的掺量进行优化，能够更好的提高生菜的产量和品质。
作为优选：所述ZnSO4·7H2O：Ca(NO3)2·4H2O的重量配比为1：(535-592)。
ZnSO4·7H2O的添加量过大，会导致生菜锌中毒，主要表现为根系伸长受阻、叶子发黄甚至产生褐斑；ZnSO4·7H2O的添加量过小，会导致生菜生长过程中得不到足够的锌元素，导致生长发育停滞、叶子变小等，影响生菜的品质。通过采用上述技术方案，当ZnSO4·7H2O的添加量在上述范围内，能够提高生菜的品质和产量。
作为优选：所述所述Ca(NO3)2·4H2O和KNO3总重量、KH2PO4重量的配比为1：(0.46-0.50)。
Ca(NO3)2·4H2O、KNO3主要提供氮元素，KH2PO4主要提供磷元素，当氮磷比偏小时，达不到生菜生长所需的营养，会影响生菜的品质；当氮磷比偏大时，容易导致生菜叶子徒长，抵抗力下降，更容易受到虫害的侵害，也会影响生菜的品质。通过采用上述技术方案，当氮磷比在上述范围内时，能够为生菜提供良好的营养环境，还能够提高生菜的品质和产量。
作为优选：所述营养液中还包括30-50重量份的硒-甲壳素复合材料。
通过采用上述技术方案，硒是人体必需的微量元素，是延长人类寿命最重要的矿物质营养素，具有预防心血管疾病、防治癌症等作用，而且硒还利于生菜叶绿素的稳定，能够提升生菜的品质。甲壳素具有一定的抗菌作用，减少细菌对生菜的影响，还能够增强生菜的免疫力。硒-甲壳素复合材料是将硒元素和甲壳素复配到一起，通过二者之间的协同作用，能够促进生菜对氮磷的吸收，更能够提高生菜的品质。
作为优选：所述硒-甲壳素复合材料采用以下方法制备：将甲壳素放入醋酸溶液中，加入十二烷基磺酸钠，混匀，再加入亚硒酸钠，超声分散，过滤，洗涤固体物并烘干，得到硒-甲壳素复合材料。
进一步的，所述硒-甲壳素复合材料采用以下方法制备：将甲壳素放入质量分数为60-80％的醋酸溶液中，加入十二烷基磺酸钠，搅拌20-30min，再加入亚硒酸钠，在300-350W的功率下超声分散10-20min，过滤，用水洗涤固体物3-5次并烘干，得到硒-甲壳素复合材料；其中，甲壳素：十二烷基磺酸钠：醋酸溶液的重量配比为1：(0.5-0.8)：(3-4)。
通过采用上述技术方案，利用上方法对硒-甲壳素复合材料进行制备，能够使硒元素与甲壳素更好的复配，便于硒-甲壳素复合材料更好的发挥作用，进一步提高生菜的品质。
作为优选：所述亚硒酸钠：甲壳素的重量配比为1：(3-5)。
甲壳素的添加量过少，不能使生菜具有较优的抗菌作用，会对生菜的生长造成影响；甲壳素的添加量过多，自身容易产生团聚，不能较优的负载硒离子，不能使硒-甲壳素复合材料发挥更好的作用。通过采用上述技术方案，当甲壳素的添加量在上述范围时，能够使硒-甲壳素发挥更优的作用，有助于提高生菜的品质。
第二方面，本申请提供一种生菜水培营养液配方的制备方法，采用如下技术方案：一种生菜水培营养液配方的制备方法，包括如下步骤：
将Ca(NO3)2·4H2O、Fe-DTPA、ZnSO4·7H2O、MnSO4、CuSO4·5H2O、H3BO3、(NH4)2Mo2O7、水混匀，得到A液；将KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O、水混匀，得到B液；将A液、B液混合均匀，得到营养液。
进一步的，一种生菜水培营养液配方的制备方法，包括如下步骤：
将Ca(NO3)2·4H2O、Fe-DTPA、ZnSO4·7H2O、MnSO4、CuSO4·5H2O、H3BO3、(NH4)2Mo2O7混合，用水补足至2000kg，搅拌20-30min，得到A液；将KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O混合，用水补足至2000kg，搅拌20-30min，得到B液；将A液、B液混合，搅拌30-40min，得到营养液。
通过采用上述技术方案，首先将A液、B液进行配制，能够使A液、B液中的各原料混合的更加均匀，再将A液和B液混合，得到营养液，使营养液混合的更加均匀，更有利于提高生菜的产量和品质。
作为优选：所述A液、B液在混合之前分别进行杀菌处理。
进一步的，所述A液、B液在混合之前分别采用10L/min的臭氧进行曝气处理。
通过采用上述技术方案，在A液、B液混合之前分别对其进行杀菌处理，能够除去A液、B液中的病原菌，减少病原菌对生菜的生长造成影响，减少影响生菜品质和产量的其他因素。
作为优选：在A液、B液混合时，一并加入硒-甲壳素复合材料。
通过采用上述技术方案，向营养液中加入硒-甲壳素复合材料，能够进一步提高生菜的品质。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、由于本申请中采用KNO3、KH2PO4能够提供氮元素和磷元素，并且通过良好的氮磷比，为生菜的生长提供了良好的营养，便于提高生菜的产量和品质，可使叶面积达到199.31cm2，叶鲜重达到39.24g，硝酸盐达到3774μg/g，维生素C达到0.3393mg/g，可溶性糖达到5.865mg/g。
2、本申请中优选在A液和B液混合之前分别对两者进行杀菌处理，能够减少A液和B液中的病原菌，减少影响生菜生长的因素，便于提高生菜的产量和品质。
具体实施方式
以下结合具体内容对本申请作进一步详细说明。
原料
Fe-DTPA选自南昌常茂化工有限公司；(NH4)2Mo2O7选自山东国化化学有限公司；KH2PO4选自晨阳化工有限公司。
制备例
制备例1
一种硒-甲壳素复合材料，其采用以下方法制备：
将3kg甲壳素放入10.5L质量分数为70％的醋酸溶液中，加入1.95kg十二烷基磺酸钠，搅拌25min，再加入1kg亚硒酸钠，在325W的功率下超声分散15min，过滤，用水洗涤固体物4次并烘干，得到硒-甲壳素复合材料。
制备例2
一种硒-甲壳素复合材料，其和制备例1的区别之处在于，亚硒酸钠的添加量为0.75kg，其余均与制备例1相同。
制备例3
一种硒-甲壳素复合材料，其和制备例1的区别之处在于，亚硝酸钠的添加量为0.6kg，其余均与制备例1相同。
实施例
实施例1
一种生菜水培营养液配方，其原料配比见表1所示。
一种生菜水培营养液配方的制备方法，包括以下步骤：
将Ca(NO3)2·4H2O、Fe-DTPA、ZnSO4·7H2O、MnSO4、CuSO4·5H2O、H3BO3、(NH4)2Mo2O7混合，用水补足至2000kg，搅拌25min，得到A液；将KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O混合，用水补足至2000kg，搅拌25min，得到B液；将A液、B液混合，搅拌35min，得到营养液。
实施例2-5
一种生菜水培营养液配方，其和实施例1的区别之处在于，营养液的原料配比不同，其原料配比见表1所示。
表1实施例1-5营养液各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003539864040000051
Figure BDA0003539864040000061
实施例6-9
一种生菜水培营养液配方，其和实施例3的区别之处在于，营养液的原料配比不同，其原料配比见表2所示。
表2实施例6-9营养液各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003539864040000062
实施例10-17
一种生菜水培营养液配方，其和实施例7的区别之处在于，营养液的原料配比不同，其原料配比见表3所示。
表3实施例10-17营养液各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003539864040000063
Figure BDA0003539864040000071
实施例18-21
一种生菜水培营养液配方，其和实施例11的区别之处在于，营养液中的原料中还加入了采用制备例1制备得到的硒-甲壳素复合材料，其原料配比见表4所示，且在A液、B液混合时，一并加入硒-甲壳素复合材料。
表4实施例18-21营养液各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003539864040000072
实施例22
一种生菜水培营养液配方，其和实施例19的区别之处在于，营养液原料中的硒-甲壳素复合材料采用制备例2制备得到。
实施例23
一种生菜水培营养液配方，其和实施例19的区别之处在于，营养液原料中的硒-甲壳素复合材料采用制备例3制备得到。
对比例
对比例1
一种生菜水培营养液配方，其和实施例1的区别之处在于，营养液的原料中用等量的水替换Ca(NO3)2·4H2O。
对比例2
一种生菜水培营养液配方，其和实施例1的区别之处在于，营养液的原料中用等量的水替换KNO3。
对比例3
一种生菜水培营养液配方，其和实施例1的区别之处在于，营养液的原料中用等量的水替换KH2PO4。
性能检测试验
利用实施例1-23和对比例1-3中的营养液分别培育生菜，采用质量分数为70％的氢氧化钠溶液或质量分数为20％的稀磷酸溶液调节营养液的pH为6，且保持营养液的pH值一致，生菜品种为散叶生菜“绿散”，并进行下述性能检测：
叶面积：采用AM350便携式叶面积仪对生菜的叶面积进行测定，检测结果如表5所示。
叶鲜重：采用MS-TS分析天平对生菜的叶鲜重进行测定，检测结果如表5所示。
硝酸盐：依据NY/T1375-2007《植物产品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定离子色谱法》对生菜中的硝酸盐进行测定，检测结果如表5所示。
维生素C：依据GB/T6195-1986《水果、蔬菜维生素C含量测定法(2,6-二氯靛酚滴定法)》对生菜中的维生素C进行测定，检测结果如表5所示。
可溶性糖：依据GB/T6194-1986《水果、蔬菜可溶性糖测定法》对生菜中的可溶性糖进行测定，检测结果如表5所示。
表5检测结果
Figure BDA0003539864040000081
Figure BDA0003539864040000091
结合表5可以看出，本申请的营养液配方，通过各原料之间的协同作用，增加了生菜的叶面积和叶鲜重，减少了生菜中的硝酸盐的含量，也提高了生菜中的维生素C和可溶性糖，其中，叶面积为137.25-199.31cm2，叶鲜重为28.15-39.24g，硝酸盐为3827-5200μg/g，维生素C为0.1486-0.3393mg/g，可溶性糖为3.152-5.865mg/g。
结合实施例1和对比例1-3可以看出，实施例1中的生菜的叶面积为165.62cm2，叶鲜重为32.32g，硝酸盐为4184μg/g，维生素C为0.2701mg/g，可溶性糖为4.711mg/g，优于对比例1-3，可以看出，实施例1的营养液中的氮磷比更为合适，能够提高生菜的产量和品质。
结合实施例1-5可以看出，实施例3中的生菜的叶面积为174.98cm2，叶鲜重为33.87g，硝酸盐为4011μg/g，维生素C为0.2862mg/g，可溶性糖为4.981mg/g，优于其他实施例，表明实施例1中的ZnSO4·7H2O：Ca(NO3)2·4H2O的重量配比更为合适，能够提高生菜的产量和品质。
结合实施例6-9可以看出，实施例7中的生菜的叶面积为185.74cm2，叶鲜重为35.99g，硝酸盐为3901μg/g，维生素C为0.3012mg/g，可溶性糖为5.571mg/g，优于其他实施例，表明实施例7中的Ca(NO3)2·4H2O和KNO3总重量、KH2PO4重量的配比更为合适，能够提高生菜的产量和品质。
结合实施例10-17可以看出，实施例11中的生菜的叶面积为193.25cm2，叶鲜重为36.94g，硝酸盐为3827μg/g，维生素C为0.3175mg/g，可溶性糖为5.618mg/g，优于其他实施例，表明实施例11中的各原料的产量更为合适，能够为生菜的生长提供较优的氮磷比，能够提高生菜的产量和品质。
结合实施例18-21可以看出，实施例19中的生菜的叶面积为195.67cm2，叶鲜重为37.89g，硝酸盐为3791μg/g，维生素C为0.3284mg/g，可溶性糖为5.652mg/g，优于其他实施例，表明在营养液中加入硒-甲壳素复合材料更为合适，能够进一步提高生菜的品质和产量。
结合实施例19、22-23可以看出，实施例22中的生菜的叶面积为199.31cm2，叶鲜重为39.24g，硝酸盐为3774μg/g，维生素C为0.3393mg/g，可溶性糖为5.865mg/g，优于其他实施例，表明采用制备例2制备得到的硒-甲壳素复合材料更为合适，能够减少其他因素对生菜生长的影响，进一步促进生菜对氮磷的吸收，从而提高生菜的品质和产量。
上述具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生菜水培营养液配方，其特征在于：其包括2000重量份的A液和2000重量份的B液，所述A液包括以下重量份的原料：150-250份Ca(NO3)2∙4H2O、3.0-4.6份Fe-DTPA、0.30-0.40份ZnSO4∙7H2O、0.15-0.25份MnSO4、0.05-0.15份CuSO4∙5H2O、0.5-1.5份H3BO3、0.01-0.05份(NH4)2Mo2O7，其余为水；
所述B液包括以下重量份的原料：75-105份KNO3、120-160份KH2PO4、80-100份MgSO4∙7H2O，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种生菜水培营养液配方，其特征在于：所述A液包括以下重量份的原料：175-225份Ca(NO3)2∙4H2O、3.2-4.4份Fe-DTPA、0.32-0.38份ZnSO4∙7H2O、0.17-0.23份MnSO4、0.08-0.12份CuSO4∙5H2O、0.7-1.3份H3BO3、0.02-0.04份(NH4)2Mo2O7，其余为水；
所述B液包括以下重量份的原料：80-100份KNO3、130-150份KH2PO4、82-98份MgSO4∙7H2O，其余为水。
3.根据权利要求1所述的一种生菜水培营养液配方，其特征在于：所述ZnSO4∙7H2O：Ca(NO3)2∙4H2O的重量配比为1：（535-592）。
4.根据权利要求1所述的一种生菜水培营养液配方，其特征在于：所述Ca(NO3)2∙4H2O和KNO3总重量、KH2PO4重量的配比为1：（0.46-0.50）。
5.根据权利要求1所述的一种生菜水培营养液配方，其特征在于：所述营养液中还包括30-50重量份的硒-甲壳素复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种生菜水培营养液配方，其特征在于：所述硒-甲壳素复合材料采用以下方法制备：将甲壳素放入醋酸溶液中，加入十二烷基磺酸钠，混匀，再加入亚硒酸钠，超声分散，过滤，洗涤固体物并烘干，得到硒-甲壳素复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种生菜水培营养液配方，其特征在于：所述亚硒酸钠：甲壳素的重量配比为1：（3-5）。
8.一种如权利要求1-7任一所述的生菜水培营养液配方的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将Ca(NO3)2∙4H2O、Fe-DTPA、ZnSO4∙7H2O、MnSO4、CuSO4∙5H2O、H3BO3、(NH4)2Mo2O7、水混匀，得到A液；将KNO3、KH2PO4、MgSO4∙7H2O、水混匀，得到B液；将A液、B液混合均匀，得到营养液。
9.根据权利要求8所述的一种生菜水培营养液配方的制备方法，其特征在于：所述A液、B液在混合之前分别进行杀菌处理。
10.根据权利要求8所述的一种生菜水培营养液配方的制备方法， 其特征在于：在A液、B液混合时，一并加入硒-甲壳素复合材料。
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