蘇北地區無土栽培營養液鹽濃度與電導率的關系

韓浩章　張麗華　張穎　王曉立　李素華

摘 要：以蘇北地區的自來水為水源，配制3種不同配方的無土栽培營養液，研究營養液鹽濃度與電導率的關系。結果表明：在蘇北地區采用自來水為水源的無土栽培營養液鹽濃度與電導率呈正相關關系，不同營養液配方條件下營養液劑量與電導率的關系不同，日本園試營養液配方最佳回歸方程為y=0.007 2x3-0.046 3x2+0.535 2x-0.312（R2=0.999 9），法國國家農業研究所普及NET之用（1977），通用于好酸性作物配方最佳回歸方程為y=0.024 9x3-0.139 8x2+0.872 6x-0.501 3（R2=0.999 9），改良Hoagland營養液配方最佳回歸方程為y=0.004 3x3-0.021 1x2+0.477 1x-0.327 1 （R2=0.999 9）。

關鍵詞：蘇北地區；營養液；鹽濃度；電導率

中圖分類號：S317 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.04.007

Abstract： In order to study the relationship between nutrient concentration and electrical conductivity，three kinds of soilless culture nutrient solution with different formula of water supply in the north of Jiangsu Province were made. The results showed that the relationship between the salt concentration and electrical conductivity of the soilless nutrient solution in the north of Jiangsu Province were positively correlated， and the formula of nutrient solution was different .The best regression equation of the Japanese garden nutrient solution formula was y=0.007 2x3-0.046 3x2+0.535 2x-0.312（R2=0.999 9）， and the best regression equation of the National Agricultural Research Institute of France （1977） for the best acid crop formula was y=0.024 9x3-0.139 8x2+0.872 6x-0.501 3（R2=0.999 9）， and the optimal regression equation for the modified Hoagland nutrient solution formula was y=0.004 3x3-0.021 1x2+0.477 1x-0.327 1 （R2=0.999 9）.

Key words： Jiangsu northern area； nutrient solution； salt concentration； electrical conductivity

無土栽培技術是用營養液代替土壤基質，為植物正常生長發育提供必需營養物質和適宜的環境條件，從而使植物的正常生長不受季節限制，提高植物的生長速度和生長量的一種新型栽培模式。目前中國無土栽培的面積已超過1 070 hm2，并隨著大面積擴大而逐漸成為各地區經濟發展、提高當地農民收入的新途徑[1]。營養液是由多種無機鹽按一定濃度和比例以水配制成的，其中含有多種主要大量元素和微量元素，它們是植物生長發育的礦質營養來源，因而，營養液的日常管理如酸堿度調節、水分補充、氧氣供應和營養液濃度調節等是無土栽培管理的核心環節，其中營養液濃度調節更是其中的關鍵。多數植物生長周期為7～8個月或更長，從理論上來說，營養液施用數量要能夠滿足植物整個生育期所需的養分數量，但一般情況下，營養液的總鹽度應控制在0.4%～0.5%以下，若高于0.4%～0.5%時，大多數植物會出現不同程度的鹽害[2]。因而，一般營養液的數量會視作物種植時間長短來更換或補充，若長時間不更換，營養液會積累太多植物分泌的阻礙植物生長的物質，并造成植株生長不良，甚至干枯、死亡。很多資料認為營養液經使用1個月就要完全更新，經保養的營養液可連續使用3～5個月[3-6]。筆者認為，準確的營養液更換時間原則上要以營養液中的養分消耗情況為依據，而要想知道營養液中各種無機鹽類的準確含量，只能通過化學分析來測定，這需要一定的儀器設備，且工作量很大，不適用于生產實踐。另一方面，通常配制營養液用的水溶性無機鹽是強電解質，其水溶液具有導電作用，導電能力的強弱可用電導率表示，在一定濃度范圍內，溶液的含鹽量即濃度與電導率呈密切的正相關，含鹽量愈高，溶液的電導率愈大。因此營養液的電導率在一定范圍內能反映溶液中鹽分含量的高低，雖然電導率只反映營養液中各種鹽類總鹽分的濃度而不能反映各種鹽類的單獨濃度，但這已能滿足無土栽培中控制營養液的需要。2006年，中國農業部發布了用電導儀測定水溶性鹽總量的國家農業行業標準[7]，這使得電導率法成為目前生產上最常用的營養液濃度測定方法。

無土栽培中常用的水源為地下水或自來水，而不同地區的地下水或自來水中溶解的物質不同，因而無土栽培營養液鹽濃度與電導率之間的關系也不同，另外，不同的營養液配方中所用的鹽類形態也不盡相同，無土栽培營養液鹽濃度與電導率之間的關系也需要重新確定。本研究以蘇北地區（以宿遷為代表）自來水為無土栽培營養液的水源，結合生產中常用的3種營養液配方，配制不同濃度梯度的營養液來測定其電導率，以建立符合生產實踐、較為準確的營養液濃度和電導率之間的回歸方程，為當地進行無土栽培中的營養液濃度調節管理提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗配方

試驗所用配方分別為：日本園試營養液配方（標記為A）、法國國家農業研究所普及NET之用（1977），通用于好酸性作物配方（標記為B）、改良Hoagland營養液配方（標記為C），其大量元素和微量元素用量如表1和表2。

根據所選的營養液配方，以宿遷地區的自來水為水源，以1個劑量（規定配方的標準用鹽量）為基礎濃度S，然后以一定的濃度梯度差（每相距0.1或每0.2個劑量）配制一系列濃度梯度的營養液，并用德國WTW Multi 9310P電導率儀測定每一級梯度的電導率值。3次重復，取平均值進行數據處理。

1.2 數據處理

采用Excel軟件對營養液濃度和電導率值分別進行指數回歸分析、線性回歸分析、二項式回歸分析、對數回歸分析、三項式回歸分析和乘冪回歸分析。將實測的電導率值代入方程計算出營養液劑量實測值，再與設定的營養液劑量采用SPSS19.0進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 A配方各濃度梯度差的營養液電導率值和大量元素總含量

由表3可以看出，隨營養液濃度梯度的增加，大量元素含量增加，營養液電導率值也相應增加。由表4可以看出，不同類型回歸分析的擬合優度均高于0.9，其中二項式和三項式回歸分析的擬合優度最高，分別是0.999 7和0.999 9，通過回歸方程所得到的理論值與實測值之間的相關系數中也以二項式和三項式回歸分析的最高，均為1.000，并在0.01水平上顯著相關。

2.2 B配方各濃度梯度差的營養液電導率值和大量元素總含量

由表5可以看出，隨營養液濃度梯度的增加，大量元素含量增加，營養液電導率值也相應增加。由表6可以看出，不同類型回歸分析的擬合優度均高于0.9，其中二項式和三項式回歸分析的擬合優度最高，分別是0.999 5和0.999 9，通過回歸方程所得到的理論值與實測值之間的相關系數中也以二項式和三項式回歸分析的最高，均為1.000，并在0.01水平上顯著相關。

2.3 C配方各濃度梯度差的營養液電導率值和大量元素總含量

由表7可以看出，隨營養液濃度梯度的增加，大量元素含量增加，營養液電導率值也相應增加。由表8可以看出，不同類型回歸分析的擬合優度均高于0.9，其中二項式和三項式回歸分析的擬合優度最高，分別是0.999 8和0.999 9，通過回歸方程所得到的理論值與實測值之間的相關系數中也以二項式和三項式回歸分析的最高，均為1.000，并在0.01水平上顯著相關。

3 結論與討論

通常配制營養液用的水溶性無機鹽是強電解質，其水溶液具有導電作用，導電能力的強弱可用電導率表示，在一定濃度范圍內，溶液的含鹽量即濃度與電導率呈正相關，含鹽量愈高，溶液的電導率愈大。因此營養液的電導率在一定范圍內能反映溶液中鹽分含量的高低，本試驗結果表明，不同營養液配方中利用不同類型的回歸分析所得的方程擬合程度均高于0.9，最高的為0.999 9，實測值與理論值之間的相關系數最高的為1.000，因而在蘇北地區（以宿遷為例），采用自來水為水源的無土栽培營養液濃度調節管理過程中，可以用電導率作為營養液濃度的參考指標，不同營養液配方條件下營養液劑量與電導率的關系不同，日本園試營養液配方為y=0.007 2x3-0.046 3x2+0.535 2x-0.312（R2=0.999 9），法國國家農業研究所普及NET之用（1977），通用于好酸性作物配方為y =0.024 9x3-0.139 8x2+0.872 6x-0.501 3（R2=0.999 9）、改良Hoagland營養液配方為y=0.004 3x3-0.021 1x2+0.477 1x-0.327 1 （R2=0.999 9）。

土壤浸出溶液也是一種平衡溶液，其含鹽量濃度與電導率之間的關系也有報道，何文壽等[8]認為寧夏不同類型鹽漬化土壤的水溶鹽含量與其電導率的關系為y=0.160 9x2+2.917 6x-0.014 1（R2=0.960 6，其中y為土壤溶液鹽含量；x為電導率值）。辛明亮等[9]認為新疆石河子地區土壤可溶性鹽含量與電導率的關系為最優回歸擬合方程y= 0.071 2x0.576 8（R2=0.958 3，其中y為土壤溶液鹽含量；x為電導率值）。厲仁安等[10]認為濱海地區在砂涂中全鹽與電導率之間最佳曲線回歸方程為線性方程y=0.045+2.935x（R2=1，其中y為土壤溶液鹽含量；x為電導率值）；在黏涂中全鹽與電導率之間最佳曲線回歸方程為三次曲線方程：y=0.194+0.309 6x-0.253x2+0.046x3（R2=1.000，其中y為土壤溶液鹽含量；x為電導率值）。可見，不同地區的地下水或自來水中溶解的物質不同，營養液鹽濃度與電導率之間的關系也不同，另外，不同的營養液配方中所用的鹽類形態也不盡相同。因而，不同地區、不同營養液配方無土栽培營養液鹽濃度與電導率之間的關系需要重新確定。

另外，通過測定營養液的電導率雖然能夠反應其總的鹽分含量，但不能反映出營養液中各種無機鹽類的鹽分含量。在無土栽培過程中首先要考慮栽培植物的種類和生長周期，一般每隔3～5 d測1次營養液的電導率，每隔1.5～2個月左右測定1次大量元素的含量或更新營養液，而微量元素一般不進行測定，只進行適當調節，以確保植物生長良好。

參考文獻：

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[6] 李寶忠，張寶琛.邊防部隊有機生態型無土栽培技術的推廣應用[J].內蒙古農業科技，2011（6）：70-71.

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[8] 何文壽，劉陽春，何進宇. 寧夏不同類型鹽漬化土壤水溶鹽含量與其電導率的關系[J].干旱地區農業研究，2010，28（1）：111-116.

[9] 辛明亮，何新林，呂廷波，等. 土壤可溶性鹽含量與電導率的關系實驗研究[J]. 節水灌溉，2014（5）：59-61.

[10] 厲仁安，王飛，秦方錦，等. 濱海鹽土全鹽量與電導率之間最佳曲線方程研究[J]. 農學學報，2015，5（3）：59-62.