水溶肥料常用原料介绍

2020-9-12 06:07| 发布者: 种地网| 查看: 1781| 评论: 0

摘要: 1、硝酸钙含有氮和钙两种营养元素，其中氮(N)含量为11.9%，钙(Ca)含量为17.0%。硝酸钙外观为白色结晶，极易溶解于水中，20℃时每100mL水可溶解129.3克，吸湿性极强，暴露于空气中极易吸水潮解，高温高湿条件下更易 ...

1、硝酸钙[Ca(NO3)2?4H2O]
含有氮和钙两种营养元素，其中氮(N)含量为11.9%，钙(Ca)含量为17.0%。硝酸钙外观为白色结晶，极易溶解于水中，20℃时每100mL水可溶解129.3克，吸湿性极强，暴露于空气中极易吸水潮解，高温高湿条件下更易发生。因此，储存时应密闭并放置于阴凉处。
硝酸钙是一种生理碱性盐，作物根系吸收硝酸根离子的速率大于吸收钙离子，因此表现出生理碱性。由于钙离子也被作物吸收，其生理碱性表现得不太强烈，随着钙离子被作物吸收之后，其生理碱性会逐渐减弱。硝酸钙是目前无土栽培中用得最广泛的氮源和钙源肥料。特别是钙源，绝大多数营养液配方都是由硝酸钙来提供的。
2、硝酸铵[NH4NO3]
硝酸铵中氮含量为34%~35%，其中铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)含量各占一半。硝酸铵外观为白色结晶，农用及部分工业用硝酸铵为了防潮常加入疏水性物质制成颗粒状，其溶解度很大，20℃时100mL水中可溶解188克。
硝酸铵的吸湿性很强，易板结，纯品硝酸铵暴露于空气中极易吸湿潮解，因此，在贮存时应密闭并置于阴凉处。另外，硝酸铵有助燃性和爆炸性，在贮运时不可与易燃易爆物质共同存放。受潮结块的硝酸铵，不能用铁锤等金属物品猛烈敲击，应用木锤或橡胶锤等非金属性材料来轻敲打碎。
因硝酸铵中含有50%的铵态氮和50%的硝态氮，由于多数作物在加入硝酸铵初始的一段时间内对铵离子的吸收速率大于硝酸根离子，因此，易产生较强的生理酸性，但当硝态氮和铵态氮都被作物吸收之后，其生理酸性逐渐消失。同时，在用量较高时，对于铵态氮较敏感的作物会影响到其养分的吸收和生长，因此，在使用硝酸铵作为营养液的氮源时要特别注意其用量。
3、硝酸钾[KNO3]
硝酸钾的氮(N)含量为13.9%，钾(K)的含量为38.7%，它能够提供氮源和钾源，外观上为白色结晶，吸湿性较小，长期贮存于较潮湿的环境下也会结块。在水中的溶解性较好，20℃时100mL水中可溶解31.6克。硝酸钾具有助燃性和爆炸性，贮运时要注意不要猛烈撞击，不要与易燃易爆物混存一处。硝酸钾是一种生理碱性肥料。
4、硫酸铵[(NH4)2SO4]
硫酸铵中含氮(N)量为20%~21%，它是用硫酸中和NH3而制得的。外观为白色结晶，易溶于水，在20℃时，每100克水可溶解75克硫酸铵。硫酸铵物理性状良好，不易吸湿。但当硫酸铵中含有较多的游离酸或空气湿度较大时，长期存放也会吸湿结块。
溶液中的硫酸铵被植物吸收时，由于多数作物根系对NH4+的吸收速率比SO42-来得快，而使得溶液中累积较多的硫酸，呈酸性。所以，硫酸铵是一种生理酸性肥料。在作为营养液氮源时要注意其生理酸性的变化。
5、尿素[(NH2)2CO]
尿素是在高温、高压并且有催化剂存在时，由氨气(NH3)和二氧化碳(CO2)反应而制得的。尿素含氮量很高，达46%，是固体氮肥中含氮量最高的。纯品尿素为白色针状结晶，吸湿性很强。为了降低其吸湿性，作为肥料用的尿素常制成颗粒状，外包被一层石蜡等疏水物质。所以，肥料尿素的吸湿性一般不大。尿素易溶于水，在20℃时，每100克水中可溶解100克尿素。
加入营养液中的尿素由于在植物根系分泌的脲酶作用下，会逐渐转化为碳酸铵[(NH4)2CO3]，并在水中解离为NH4+和CO32-，由于作物对NH4+的选择吸收速率较快，致使溶液的酸碱度降低，因此，尿素为生理酸性肥。
无土栽培的水培中除了少数的配方是使用尿素作为氮源的以外，很少使用。在基质栽培中可以混入基质中使用。
二、含磷营养物质
1、过磷酸钙 [Ca(H2PO4)2?H2O+CaSO4?H2O]
过磷酸钙又称普通过磷酸钙或普钙。它是由粉碎的磷矿粉中加入硫酸溶解而制成的，其中含磷的有效成分为磷酸一钙[Ca(H2PO4)2]，同时还含有在制造过程中产生的硫酸钙(石膏，CaSO4.H2O)，它们分别占肥料重量的30%~50%和40%左右，其余的为其它杂质。过磷酸钙的外观为灰色或灰黑色颗粒或粉末，一级品的过磷酸钙的有效磷含量(P2O5)为18%，游离酸含量<4%，水分含量<10%，同时还含有Ca19%~22%，S 10%~12%。过磷酸钙是一种水溶性磷肥，当把过磷酸钙溶解于水中时会在容器底部残留一些沉淀，这些沉淀就是难溶性的硫酸钙，但不要误会为过磷酸钙是一种缓效性的或难溶性的肥料。
过磷酸钙由于在制造过程中原来的磷矿石中的Fe、Al等化合物也被硫酸溶解而同时存在于肥料中，当过磷酸钙吸湿后，磷酸一钙会与Fe、Al化合物形成难溶性的磷酸铁和磷酸铝等化合物，这时磷酸的有效性就降低了，这个过程称为磷酸的退化作用。因此，在贮藏时要放在干燥处以防吸湿而降低过磷酸钙的肥效。
在无土栽培中，过磷酸钙主要用于基质栽培和育苗时预先混入基质中以提供磷源和钙源。由于它含有较多的游离硫酸和其它杂质，并且有硫酸钙的沉淀，所以一般不作为水培配制营养液的肥源。
2、磷酸二氢钾[KH2PO4]
外观为白色结晶或粉末，分子量为136.09，易溶于水，20℃时100g水中可溶解22.6g。磷酸二氢钾性质稳定，不易潮解，但贮藏在湿度大的地方也会吸湿结块。由于磷酸二氢钾溶解于水中时，磷酸根解离有不同的价态，因此对溶液pH的变化有一定的缓冲作用，它可同时提供钾和磷二种营养元素，是无土栽培中重要的磷源。
3、磷酸二氢铵[NH4H2PO4]
也称磷酸一铵或磷一铵。它是将氨气通入磷酸中而制得的。纯品的磷酸二氢铵外观为白色结晶，作为肥料用的磷酸二氢铵外观多为灰色结晶。纯品含磷(P2O5)61.7%，含氮(N)11%~13%。易溶于水，溶解度大，20℃时100g水中可溶解36.8g。它可同时提供氮和磷两种营养元素。对溶液pH变化有一定的缓冲能力。
4、磷酸一氢铵[(NH4)2HPO4]
也称磷酸二铵或磷二铵。它是将氨气通入磷酸溶液中制得的。纯品的磷酸一氢铵外观为白色结晶。纯品含磷(P2O5)53.7%，含氮(N)21%。作为肥料用的磷酸一氢铵常含有一定量的磷酸二氢铵，这种肥料的含磷量(P2O5)为20%，氮(N)18%。它对营养液或基质pH值的变化有一定的缓冲能力。
5、重过磷酸钙[Ca(H2PO4)2]
重过磷酸钙的有效成分为磷酸二氢钙即磷酸一钙[Ca(H2PO4)2.H2O]，外观为灰白色或灰黑色粉末，含磷量(P2O5)为40%~52%，不含有硫酸钙，易溶于水，游离酸含量较高，可达4%~8%，故水溶液呈酸性，其吸湿性和腐蚀性都比过磷酸钙强，但不象过磷酸钙那样存在着磷酸的退化作用。
无土栽培中主要用于预混入固体基质中使用，很少作为水培营养液的磷源使用。
6、偏磷酸铵[NH4PO3]
外观为白色粉末或结晶，含磷(P2O5)70%~73%，含氮(N)17%左右，稍有吸湿性，不易结块，其水溶液呈弱酸性，是一种含氮、磷的高浓度肥料，在生产的用得较少。
三、含钾营养物质
1、硫酸钾[K2SO4]
纯品的外观为白色粉末或结晶，作为农用肥料的硫酸钾多为白色或浅黄色粉末。纯品硫酸钾含钾(K2O)54.1%。肥料硫酸钾含钾(K2O)50%~52%，含硫(S)18%，较易溶解于水，但溶解度稍小，20℃时100g水中可溶解11.1g，吸湿性小，不结块，物理性状良好，水溶液呈中性，属生理酸性肥料。
2、氯化钾[KCl]
纯品的外观为白色结晶，作为肥料用的氯化钾常为紫红色或浅黄色或白色粉末，这与生产时不同来源的矿物颜色有关。氯化钾含钾(K2O)50%~60%，含氯47%，易溶于水，20℃时100g水中可溶解34.4g，吸湿性小，水溶液呈中性，属生理酸性肥料。在无土栽培中也可作为钾源来使用，但用得较少，主要是由于氯化钾含有较多的氯离子(Cl-)，对于马铃薯、甜菜等“忌氯作物”的产量和品质有不良的影响。
3、磷酸二氢钾：见上述“含磷营养物质”部分。
4、磷酸一氢钾：见上述“含磷营养物质”部分
四、中、微量元素肥料及其它辅助物质
1、硫酸镁[MgSO4?7H2O]
外观为白色结晶，含镁(Mg)9.86%，含硫(S)13%，易溶于水，20℃时100克水中可溶解35.5克硫酸镁。稍有吸湿性，吸湿后会结块。水溶液为中性，属生理酸性肥料。它是无土栽培中最常用的镁源。
2、氯化钙[CaCl2]
外观为白色粉末或结晶，含钙(Ca)36%，含氯(Cl)64%，吸湿性强，易溶于水，水溶液呈中性，属生理酸性肥料，在无土栽培中作为钙源用得较少，主要用于作物钙营养不足时叶面喷施使用，也可用于不用硝酸钙作为钙源的配方中。不宜在“忌氯作物”上使用，其它作物上使用时也要慎重。
3、硫酸钙[CaSO4?2H2O]
硫酸钙又称石膏，外观为白色粉末状，含钙(Ca)23.28%，含硫(S)18.62%。它由石膏矿粉碎或加热制成。农业石膏有生石膏(CaSO4.2H2O)、熟石膏(CaSO4.1/2H2O)和含磷石膏(CaSO4.2H2O)三种。硫酸钙的溶解度很低，20℃时100克水中只能溶解0.204克硫酸钙。水溶液呈中性，属生理酸性肥料，在水培中营养液配制时大多不使用，有极个别的配方中可能使用硫酸钙作为钙盐，一般在基质栽培中可混入基质中作为钙源的补充。
4、硫酸亚铁[FeSO4?7H2O]
硫酸亚铁又称黑矾、绿矾。外观为浅绿色或蓝绿色结晶，含铁(Fe)19%-20%，含硫(S)11.5%，易溶于水，有一定的吸湿性。硫酸亚铁的性质不稳定，极易被空气中的氧氧化为棕红色的硫酸铁，特别是在高温和光照强烈的条件下更易被氧化，因此须将硫酸亚铁放置于不透光的密闭容器中，并置于阴凉处存放。硫酸亚铁是工业的副产品，来源广泛，价格便宜，是无土栽培中良好的铁源。但由于硫酸亚铁在营养液中易被氧化和与其它化合物(特别时磷酸盐)形成难溶性磷酸铁沉淀，因此，现在的大多数营养液配方中都不直接使用硫酸亚铁作为铁源，而是采用络合铁或硫酸亚铁与络合剂(如EDTA或DTPA等)先行络合之后才使用，以保证其在营养液中维持较长时间的有效性。同时，还要注意营养液的pH值不要过高(>7.5)，应保持在pH7.0以下，否则也会因高pH值而产生沉淀，导致铁有效性的降低。如果发现硫酸亚铁被严重氧化、外观颜色变为棕红色时则不宜使用。
5、三氯化铁[FeCl3?6H2O]
外观为深黄色结晶，含铁(Fe)20.66%，含氯(Cl)65.5%，易溶于水，吸湿性强，易结块。作物对三价Fe3+的利用率较低，而且营养液的pH较高时，三氯化铁易产生沉淀而降低其有效性。现较少单独使用三氯化铁作为营养液的铁源。
6、络合剂
也称螯合剂，即凡是两个或两个以上含有孤对电子的分子或离子(即配位体)与具有空的价电子层轨道的中心离子相结合的单元结构的物质。同时具有一各成盐基团和一个成络基团与金属阳离子作用，除了有成盐作用之外还有成络作用的环状化合物称为螯合物。
为了解决在无土栽培营养液中铁源的沉淀或氧化失效的问题，常将二价的Fe2+与络合剂作用形成稳定性较好的铁络合物来使用于营养液中，也可用于叶面喷施及混入固体基质中。螯合铁作为营养液的铁源不易被其它阳离子所代替，不易产生沉淀，即使营养液的pH值较高，仍可保持较高的有效性，而且易被作物吸收。
除了铁之外，其它的多价阳离子都可与络合剂形成螯合物，但不同的阳离子和不同的络合剂形成螯合物的能力不一样，其稳定性也不同。不同金属阳离子形成的螯合物的稳定性以下列顺序递增：Mg2+<Ca2+<Mn2+<Fe2+<Zn2+<Cu2+<Fe3+。
常见的络合剂主要有以下几种：
(1) EDTA：乙二胺四乙酸，分子式为(CH2N)2(CH2COOH)4，分子量为292.25，外观为白色粉末，在水中的溶解度很小。一般用的是乙二胺四乙酸二钠盐[EDTA-2Na，(NaOOCCH2)2NCH2N(CH2COOH)2.2H2O，分子量为372.42，外观为白色粉末状。它与硫酸亚铁作用可形成乙二胺四乙酸二钠铁[EDTA-2NaFe]，由于其价格相对较便宜，因此它是目前无土栽培中最常用的络合剂。
(2) DTPA：二乙酸三胺五乙酸，分子式为HOOCCH2N[CH2CH2N(CH2COOH)2]2，分子量为393.20，外观为白色结晶，微溶于冷水，易溶于热水和碱性溶液中。
(3) CDTA：1,2-环己二胺四乙酸，分子式为(HOOCCH2)2NCH(CH2)4HCN(CH2COOH)2，分子量为346.34，外观为白色粉末状，难溶于水，易溶于碱性溶液中。
(4) EDDHA：乙二胺N,N’双(邻羟苯基乙酸)，分子式为(CH2N)2(OHC6H4CH2COOH)2，分子量为360，外观为白色粉末状，溶解度小。
(5) HEEDTA：羟乙基乙二胺三乙酸，分子式为(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2CH2OH)CH2COOH，分子量为278.26，外观为白色粉末状，冷水中的溶解度小，易溶于热水及碱性溶液中。
在无土栽培中最常用的是铁与络合剂形成螯合物来使用，而其它的金属离子如Mn、Zn、Cu等在营养液中的有效性一般较高，很少使用这些金属离子与络合剂形成的螯合物。
7、螯合铁
上述的几种络合剂都可以与铁盐形成螯合铁，但无土栽培中较常用的是乙二胺四乙酸二钠铁[EDTA-2NaFe]，它的分子量为390，含铁14.32%，外观为土黄色粉末，易溶于水。有时也用乙二胺四乙酸一钠铁[EDTA-NaFe]。
8、硼酸[H3BO3]
外观为白色结晶，分子量为61.83，含硼(B)17.5%，冷水中的溶解度较低，20℃时100克水中溶解5克硼酸，热水中较易溶解，水溶液呈微酸性，是无土栽培营养液中良好的硼源。
9、硼砂[Na2B4O7?10H2O]
外观为白色或无色结晶，分子量为381.37，含硼11.34%。在干燥的条件下硼砂失去结晶水而变成白色粉末状，易溶于水，是营养液中硼的良好来源。
10、硫酸锰[MnSO4?4H2O或MnSO4?H2O]
外观上为粉红色结晶，四水硫酸锰分子量为223.06，含锰24.63%；一水硫酸锰分子量为169.01，含锰32.51%。它们都易溶解于水中。
11、硫酸锌[ZnSO4?7H2O]
俗称皓矾，为无色斜方晶体，分子量为287.55，易溶于水，20℃时每100g水中可溶解54.4g。在干燥的环境下会失去结晶水而变成白色粉末。含Zn 22.74%，它是无土栽培重要的锌营养来源。
12、氯化锌[ZnCl2]
外观为白色结晶，分子量为174.51，纯品含Zn37.45%，易溶于水，20℃时100g水中可溶解367.3g。由于溶解在水中会水解而生成白色氢氧化锌沉淀，故在无土栽培中较少用作锌源。
13、硫酸铜[CuSO4?5H2O]
外观为蓝色结晶，分子量为249.69，含Cu25.45%，含S12.84%，易溶于水，20℃时100g水中可溶解20.7g。它是无土栽培良好的铜营养来源。
14、氯化铜[CuCl2?2H2O]
外观为篮绿色结晶，分子量为170.48，含Cu37.28%，易溶于水，20℃时100g水中可溶解72.7g

营养液浓度的表示方法和计算
用以表示营养液浓度的方法很多，常用的主要有以下两类表示方法：
一、直接表示法
在一定重量或一定体积的营养液中，所含有的营养元素或化合物的量来表示营养液浓度的方法统称为直接表示法。在无土栽培的营养液配制中最常用的是用一定体积的营养液含有营养元素或化合物的数量来表示其浓度。
1、化合物重量/升(g/L，mg/L)
即每升(L)营养液中含有某种化合物重量的多少。常用克/升(g/L)或毫克/升(mg/L)来表示。例如，一个配方中Ca(NO3)2.4H2O、KNO3、KH2PO4和MgSO4?7H2O的浓度分别为590mg/L、404mg/L、136mg/L和246mg/L，即表示按这个配方配制的营养液中，每升营养液含有Ca(NO3)2.4H2O、KNO3、KH2PO4和MgSO4.7H2O分别为590毫克、404毫克、136毫克和246毫克。
由于在配制营养液的具体操作时是以这种浓度表示法来进行化合物称量的，因此，这种营养液浓度的表示法又称工作浓度或操作浓度。
2、元素重量/升(g/L，mg/L)
指在每升营养液中某种营养元素重量的多少。常用克/升(g/L)或毫克/升(mg/L)来表示。例如一个配方中营养元素N、P、K的含量分别为150、80和170mg/L，即表示这一配方中每升含有营养元素氮150毫克、磷80毫克和钾170毫克。
用这种单位体积中营养元素重量表示营养液浓度的方法在营养液配制时不能够直接应用，因为实际称量时不能够称取某种元素，因此，要把单位体积中某种营养元素含量换算成为某种营养化合物才能称量。在换算时首先要确定提供这种元素的化合物形态究竟是什么，然后才将提供这种元素的化合物所含该元素的百分数来除以这种元素的含量。例如，某一配方中K的含量为160mg/L，而此时的钾是由硝酸钾来提供的，查表或计算可知硝酸钾含K量为38.67%，则该配方中提供160mgK所需要KNO3的数量=160mg÷38.67%=413.76mg，也即要提供160mg的K需要有413.76mg的KNO3。
用单位体积元素重量来表示的营养液浓度虽然不能够作为直接配制营养液来操作使用，但它可以作为不同的营养液配方之间浓度的比较。因为不同的营养液配方提供一种营养元素可能会用到不同的化合物，而不同的化合物中含有某种营养元素的百分数是不相同的，单纯从营养液配方中化合物的数量难以真正了解究竟哪个配方的某种营养元素的含量较高，哪个配方的较低。这时就可以将配方中的不同化合物的含量转化为某种元素的含量来进行比较。例如，一个配方的氮源是以Ca(NO3)2?4H2O 1.0g/L来提供的，而另一配方的氮源是以NH4NO3 0.4g/L来提供的。单纯从化合物含量来看，前一配方的含量比后一配方的多了1.5倍，不能够比较这两种配方氮的含量的高低。经过换算后可知，1.0g/L Ca(NO3)2?4H2O提供的N为118.7mg/L，而0.4mg/L提供的N为140mg/L，这样就可以清楚地看到后一配方的N含量要比前一配方的高。
3、摩尔/升(mol/L)
指在每升营养液中某种物质的摩尔数(mol)。而某种物质可以是化合物(分子)，也可以是离子或元素。每一摩尔某种物质的数量相当于这种物质的分子量、离子量或原子量，其质量单位为克(g)。例如，1摩尔的钾元素(K)相当于39.1g，1摩尔的钾离子(K+)相当于39.1克，1摩尔的硝酸钾(KNO3)相当于101.1克。
由于无土栽培营养液的浓度较低，因此，常用毫摩尔/升(mmol/L)来表示。1mol/L=1000mmol/L。
在配制营养液的操作过程中，不能够以毫摩尔/升来称量，需要经过换算成重量/升后才能称量配制。换算时将每升营养液中某种物质的摩尔数(mol/L)与该物质的分子量、离子量或原子量相乘，即可得知该物质的用量。例如，2mol/L的KNO3相当于KNO3的重量=2mol/L×101.1g/mol=202.2g/L

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