一种番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培营养液

1.一种番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培营养液，其特征在于：包括营养生长期无土栽培营养液和生殖生长期无土栽培营养液，该两部分营养液分别在番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培的营养生长期和生殖生长期阶段使用：
所述的营养生长期无土栽培营养液，为水作为溶剂的营养液，1升营养生长期无土栽培营养液包括以下质量的组分：
所述的生殖生长期无土栽培营养液，为水作为溶剂的营养液，1升生殖生长期无土栽培营养液包括以下质量的组分：
2.根据权利要求1所述的番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培营养液，其特征在于：所述的番茄营养生长期为从番茄定植到第三果穗开花。

一种番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培营养液\n技术领域\n[0001] 本发明属于园艺作物无土栽培技术领域，特别涉及一种番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培营养液。\n背景技术\n[0002] 粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。粉煤灰作为燃煤电厂排出的固体废物，长期堆放不仅会污染地下水系统，还会产生扬尘造成大气污染，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。\n粉煤灰的再利用问题已经引起人们的普遍重视，也成为我国环境保护与再生资源开发领域的一个重要课题，以其为主原料制备的粉煤灰烧结陶粒可作为无土栽培基质开发利用，是粉煤灰资源化利用的一种新途径。目前国内关于粉煤灰陶粒的利用主要集中于制砖、基础建筑和建设等方面，然而用于作物无土栽培基质方面的研究还没有报道。\n[0003] 粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主料，掺加黏土和适量添加剂成球，经高温焙烧而制得的一种人造轻骨料。它呈圆球形，粒径在5～20mm之间，表皮粗糙，内部呈蜂窝状结构，有许多微气孔，呈青灰色或粉煤灰本色。作为无土栽培的一种无机基质，具有锚定植株，保水、保肥、透气，化学性质稳定，有一定的缓冲能力，有良好的物理性质,表面粗糙、比表面积大，保水保肥又透气等特点。\n[0004] 目前用于无土栽培的基质种类很多，如蛭石、岩棉、草炭、河砂等，只要具有良好的物理、化学稳定性，又有一定的持水力和透气性，就可以因地制宜的选用。侯红波等研究结果表明：沙、锯末、炉渣等是用途最广且经济的无土基质；岩棉、陶粒、蛭石、珍珠岩、浮石等是成本高、质量好的高档次基质，是目前最好的无土基质；既经济又对植物生长有力的无土栽培基质。Brdget White报道膨化黏土颗粒是一种很好的栽培基质，具有良好的排水性，最适用于潮汐式灌溉系统或其他需要频繁灌溉的系统。\n[0005] 迄今可供无土栽培的营养液配方很多，一般都能使作物正常生长，但各自的应用效果及适用对象都不太一样。如Hori(1963)开发的日本园试营养液适用于砾耕栽培；山崎肯哉(1982)开发的日本山崎营养液适用于无基质缓冲作用的循环式水耕栽培；Sonneveld和Straver(1992)开发的荷兰温室作物研究所的PBG营养液适用于循环式岩棉栽培；韩国园艺研究所开发的KHR营养液和韩国园艺试验场开发的KHE营养液适用于非循环式珍珠岩栽培等。\n[0006] 国内粉煤灰陶粒作为无土栽培基质的研究处于起步阶段，尚未见粉煤灰陶粒栽培营养液配方的相关研究报道，然而膨化陶粒(主成分为黏土)作为花卉无土栽培基质的研究有少量报道。\n[0007] 目前无土栽培营养液配方很多，但任何一种配方的开发时都有它特定的基质或栽培方式，也就是说每一种营养液都有它适用的基质和栽培方式。基质的理化性质会影响作物的根际环境和根系的吸收。粉煤灰陶粒是一种新型栽培基质，其理化特性和其它基质有所不同，因此开发适宜粉煤灰陶粒基质栽培的作物营养液是必然的。\n发明内容\n[0008] 为克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培营养液。本发明为了更好地开发利用粉煤灰陶粒，提高粉煤灰陶粒作为栽培基质的利用价值，本发明以番茄为试材，以粉煤灰陶粒为栽培基质，进行了番茄无土栽培试验，旨在通过分析植物养分吸收特性及植株生长发育情况，研发粉煤灰陶粒栽培的番茄营养液配方，以寻求粉煤灰陶粒在园艺作物生产方面的利用途径。\n[0009] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培营养液，包括营养生长期无土栽培营养液和生殖生长期无土栽培营养液，该两部分营养液分别在番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培的营养生长期和生殖生长期阶段使用：\n[0010] 所述的营养生长期无土栽培营养液，为水作为溶剂的营养液，1升营养生长期无土栽培营养液包括以下质量的组分：\n[0011]\n[0012]\n[0013] 所述的生殖生长期无土栽培营养液，为水作为溶剂的营养液，1升生殖生长期无土栽培营养液包括以下质量的组分：\n[0014]\n[0015] 所述的番茄营养生长期为从番茄定植到第三果穗开花。\n[0016] 迄今可供无土栽培的营养液配方很多，一般都能使作物正常生长，但各自的应用效果都不太一样。粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主料的一种新型基质，其理化性质与现有基质有所不同，这对根际环境和根系吸收会产生一定影响，因此需要研究开发适用于粉煤灰陶粒基质栽培营养液配方。新营养液配方，首先它是针对粉煤灰陶粒基质栽培开发的专用营养液，首次实现了基质和营养液的配套，其次它分为营养生长期和生殖生长期两个部分，这是与其他配方的不同点，体现了作物在不同生长发育阶段的养分吸收特性。\n[0017] 新开发营养液的粉煤灰陶粒番茄栽培试验结果表明，粉煤灰陶粒基质栽培具有性能稳定、管理方便、植株生长发育正常、产量高、果实品质好等特点，而且新配方可兼顾营养生长期和生殖生长期的养分需求，有利于植株生长和发育，有利于防止各种缺素症的出现。\n[0018] 以粉煤灰为原料生产粉煤灰陶粒基质，是大量利用工业废渣的有效途径之一，既可以治理污染，又可以节约能源和土地。据文献表明，粉煤灰陶粒生产成本不超过50元/吨，而当前开采砂石的成本价则远高于50元/吨，因此粉煤灰陶粒是目前最为经济的无机基质之一，是既经济又对植物生长有力的无土栽培基质。加大粉煤灰陶粒的开发利用有利于发展循环经济和低碳经济，有利于提高经济增长的质量和效益，符合国家产业政策和基质材料革新的要求，具有良好的经济效益和社会效益。新营养液的开发，打开了粉煤灰陶粒番茄无土栽培大门，为新型栽培基质材料生产及工业废渣综合利用起到促进和示范作用。\n[0019] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：\n[0020] 1.本发明为了更好地开发利用粉煤灰陶粒，提高粉煤灰陶粒作为栽培基质的利用价值，本发明以番茄为试材，以粉煤灰陶粒为栽培基质，进行了番茄无土栽培试验，旨在通过分析植物养分吸收特性及植株生长发育情况，研发粉煤灰陶粒栽培的番茄营养液配方，以寻求粉煤灰陶粒在园艺作物生产方面的利用途径。\n[0021] 2.本发明是针对粉煤灰陶粒基质开发的无土栽培番茄营养液配方。\n[0022] 3.本发明的营养液配方由营养生长期和生殖生长期两部分组成，考虑了番茄作物在不同生长发育阶段的养分吸收特性，前期配方侧重于促进植株营养生长，而后期配方则侧重于促进果实膨大和发育。\n[0023] 4.前期配方中铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)肥料的配合使用，对根际pH具有一定的调节作用，即可以有效地阻碍植物根系养分吸收不均衡所带来的前期pH值的迅速上升。\n附图说明\n[0024] 图1为粉煤灰陶粒及其电子显微镜照片(SEM)图；其中A为粉煤灰陶粒的实物图，B为粉煤灰陶粒电子显微镜照片图。\n[0025] 图2为粉煤灰陶粒无土栽培番茄根系发育图。\n[0026] 图3为番茄粉煤灰陶粒无土栽培营养液浓度试验结果图；其中自左向右分别为1/\n2S，S，3/2S浓度的韩国园试营养液KHE处理组。\n具体实施方式\n[0027] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。\n[0028] 实施例1\n[0029] 本发明中推导适宜番茄粉煤灰陶粒基质无土栽培的营养液配方，主要包括步骤：\n[0030] (1)筛选适宜番茄粉煤灰陶粒无土栽培的营养液配方\n[0031] 为了筛选适宜番茄粉煤灰陶粒栽培的营养液，供试4种营养液，即日本山崎肯哉开发的山崎营养液、韩国园艺研究所的KHR营养液、韩国园艺试验场的KHE营养液及荷兰温室作物研究所的PBG营养液，分析比较了不同营养液配方对粉煤灰陶粒基质(如图1A、图1B所示)的电导度(EC)、酸碱度(pH)变化，番茄生长发育、产量及品质等影响。结果表明：韩国园试营养液(KHE)的使用效果最好，而山崎营养液和KHR营养液的根际EC值变化较大，营养生长期底至0.4dS·m-1左右，表明养分供应浓度远低于吸收浓度。整体上根际EC值，KHE和PBG营养液比山崎和KHR营养液高，而且4种营养液的根际EC值均表现前期低，后期高；而根际pH值，则KHE和PBG营养液比山崎和KHR营养液相对偏低，而且4种营养液均表现前期高，后期低。\n[0032] (2)养分与水分吸收比率(n/w)测定，这是确定番茄粉煤灰陶粒栽培营养液配方的主要依据。为了探明粉煤灰陶粒番茄栽培营养液的组成与浓度，对选出的韩国园试营养液(KHE，N-P-K-Ca-Mg＝14-3-6-8-4)，设三种不同浓度处理，即标准液的1/2、1、3/2倍液进行试验，并分营养生长期和生殖生长期测定各营养元素的吸收浓度，即养·水分吸收比率(n/w)。结果表明，植株养分吸收浓度虽然在各营养元素间有所差异，但整体上，1/2倍液处理养分吸收浓度比供应液大，3/2倍液处理比供应液小，而1倍液处理与供应液相当，因此认为1倍液处理对番茄粉煤灰陶粒栽培比较适宜(结果见图3所示)。在1倍液处理中各营养元素的表现也不同，N吸收浓度在整个生育期较供应液浓度低，营养生长期为13.68me·L-1，生殖生-1 -1\n长期为12.42me·L ，相比营养生长期略低1me·L 。P吸收浓度在整个生育期几乎没有变化，但较供应液浓度高0.4me·L-1。K吸收浓度较供应液高，营养生长期高0.5me·L-1，生殖生长期高1.5me·L-1，可见生殖生长期K需求量明显增加。Ca吸收浓度与供应液相比，在营养生长期和生殖生长期分别减少1me·L-1和2me·L-1左右。Mg吸收浓度，相比供应液生殖生长-1\n期减少0.5me·L (见表1)。\n[0033] 表1 番茄粉煤灰陶粒无土栽培的养·水分吸收比率(n/w)\n[0034]\n[0035]\n[0036] S:韩国园试营养液标准浓度，n：吸收养分，w：吸水量，a：供应量，b：排出量，x：供应液浓度，y：排出液浓度，n/w(植物吸收浓度)＝(ax-by)/(a-b)，营养生长期：定植至第三果穗开花期。\n[0037] 在正常栽培条件下，以植株养分与水分吸收比率(即养分吸收浓度)为主要依据，并参考植物体内的矿质养分含量及植株生长发育等情况，分析推出适宜番茄粉煤灰陶粒无土栽培的营养液新配方。\n[0038] 养·水分吸收比率(n/w)计算公式:\n[0039] n/w＝(ax-by)/(a-b)＝(供应液养分–排出液养分)/(营养液供应量–排出量)[0040]                   ＝吸收养分(n)/吸水量(w)\n[0041] (a:供应量，b:排出量，x:供应浓度，y:排出液浓度，w:吸水量)。\n[0042] (3)叶片和果实内的矿质元素含量测定：叶片和果实的矿质营养元素含量测定分韩国园试营养液(KHE)的1/2、1、3/2倍液和营养生长期、生殖生长期进行，测定结果：1倍液不仅叶片和果实内养分含量较高，而且各营养元素的比例也相对协调。生殖生长期N、P、K的叶内含量相对减少，而Ca和Mg的含量反而增加趋势。这与各营养元素在植物体内的可移动性有关，N、P、K在体内易于移动，而Ca一旦被吸收固定就很难再移动，Mg虽然可以移动，但叶内积累量大于向其它部位的移动量时，叶内含量就会增加。\n[0043] (4)植株生长与产量分析：对韩国园试营养液设3个浓度梯队，即1/2、1、3/2倍液进行栽培试验，调查了植株生长和产量等情况。结果表明：植株生长量和干物重是在1倍液中最高，其次是1/2倍液和3/2倍液，3/2倍液中出现叶脉扭曲、异常茎等症状。产量和单果重是在1/2倍液和1倍液中最大，而在3/2倍液中，相比1倍液减少20％左右，果实脐腐病发病率也相对增加了10％左右。而果实糖度和酸度则表现随着营养液浓度的增加而提高的趋势。考虑植株生长、产量及品质等因素，认为1倍液是较为合适的浓度。\n[0044] (5)根际电导度(EC)和酸碱度(pH)的测定：测定结果，用标准液栽培时整个生育期-1\n的根际EC变化在1.6-3.2dS·m 之间，pH变化在4.7-6.9之间。认为EC变化还处于合理范围之内，相对稳定，pH值虽然前期偏高，而生育后期偏低，但也在可控范围之内。大部分作物来说，pH在5.5-6.5的弱酸性条件下生长发育良好。\n[0045] 综上所述，韩国园试营养液(1倍液)是上述实验中粉煤灰陶粒番茄无土栽培的较优营养液配方，粉煤灰陶粒无土栽培番茄根系发育正常(见图2所示)。因此，以韩国园试营养液栽培所测得的养·水分吸收比率(n/w)，即营养生长期(定植到第三果穗开花)的N \n13.68，P 3.44，K 6.62，Ca 6.85，Mg 4.18me·L-1和生殖生长期的N 12.42，P 3.40，K 7.41，Ca 6.09，Mg 3.67me·L-1为主要依据(见表1)，参考植物体内的矿质养分含量及植株生长发育等情况，最终推出适宜番茄粉煤灰陶粒无土栽培的营养液配方(见表2和表3)。\n[0046] 表2 番茄粉煤灰陶粒无土栽培营养液配方(LTF，大量元素)\n[0047]\n[0048] LTF：Li’s Nutrient solution for Tomato culture in Fly ash ceramisite.[0049] 本配方的主要特点：\n[0050] ①针对粉煤灰陶粒基质开发的无土栽培番茄营养液配方。\n[0051] ②营养液配方由营养生长期和生殖生长期两部分组成，考虑了番茄作物在不同生长发育阶段的养分吸收特性，前期配方侧重于促进植株营养生长，而后期配方则侧重于促进果实膨大和发育。\n[0052] ③前期配方中铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)肥料的配合使用，对根际pH具有一定的调节作用，即可以有效地阻碍植物根系养分吸收不均衡所带来的前期pH值的迅速上升。\n[0053] 表3 番茄粉煤灰陶粒无土栽培营养液配方(LTF)\n[0054]\n[0055] 注：营养生长期为定植至第三果穗开花期。\n[0056] 迄今可供无土栽培的营养液配方很多，一般都能使作物正常生长，但各自的应用效果都不太一样。粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主料的一种新型基质，其理化性质与现有基质有所不同，这对根际环境和根系吸收会产生一定影响，因此需要研究开发适用于粉煤灰陶粒基质栽培营养液配方。新营养液配方，首先它是针对粉煤灰陶粒基质栽培开发的专用营养液，首次实现了基质和营养液的配套，其次它分为营养生长期和生殖生长期两个部分，这是与其他配方的不同点，体现了作物在不同生长发育阶段的养分吸收特性。\n[0057] 新开发营养液的粉煤灰陶粒番茄栽培试验结果表明，粉煤灰陶粒基质栽培具有性能稳定、管理方便、植株生长发育正常、产量高、果实品质好等特点，而且新配方可兼顾营养生长期和生殖生长期的养分需求，有利于植株生长和发育，有利于防止各种缺素症的出现。\n[0058] 以粉煤灰为原料生产粉煤灰陶粒基质，是大量利用工业废渣的有效途径之一，既可以治理污染，又可以节约能源和土地。据文献表明，粉煤灰陶粒生产成本不超过50元/吨，而当前开采砂石的成本价则远高于50元/吨，因此粉煤灰陶粒是目前最为经济的无机基质之一，是既经济又对植物生长有力的无土栽培基质。加大粉煤灰陶粒的开发利用有利于发展循环经济和低碳经济，有利于提高经济增长的质量和效益，符合国家产业政策和基质材料革新的要求，具有良好的经济效益和社会效益。新营养液的开发，打开了粉煤灰陶粒番茄无土栽培大门，为新型栽培基质材料生产及工业废渣综合利用起到促进和示范作用。\n[0059] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。