植物营养研究的砂培与水培法

砂培XX年，在丹麦人开始采用岩棉栽培的同时，美国人则开发了一种完全使用砂子作为基质的适于沙漠地区的开放式无土栽培系统。

作为节水性农业项目，很快受到美国亚利桑那州、伊朗、阿拉伯联合酋长国的重视。

沙漠、半沙漠占地球陆地面积的1/4～1/3，分布于中东、北非、中国、南北美洲、大洋洲等地。

在理论上这种系统具有很大的潜在优势，这些地区的砂子资源极其丰富，不需从外部运入，价格低廉，砂子不需每隔1～2年进行定期更换，属永久性的基质。

砂培可以看作是砾培的一种，但其基质粒径比砾培小，且其保水性比砾培高。

砂培系统的特征是砂粒基质能保持足够湿度，满足作物生长需要，又能充分排水，保证根际通气。

但有时会因砂粒粒径过小，保湿量过大，而又不循环流动，导致溶氧供应量减少，通气不良的情况。

因此，如何把握砂培不过干、不过湿是管理技术的关键。

一、基质砂是无土栽培中应用最早的一种基质材料。

其******优点是取材广泛，价格便宜。

砂的不同粒径组成，物理性质有着很大的差异。

决定着栽培效果，粗砂透气好而持水力弱，细砂及粉砂相反。

Shive研究结果表明，1.5～1.0mm 粒径的砂粒，保水力为26.8%，1.0～0.5mm的为30.2%，0.5～0.32mm为32.4%，0.23～0.25mm 为37.6%。

从砂的化学性质来看，由于砂的种类及来源不同，其pH值和微量元素含量都有较大的差别。

鉴于以上所述，砂作为无土栽培的基质，使用中应注意以下几个方面。

1.砂粒不宜过细，可选用0.6～2.0mm粒径组成的为好。

砂粒应均匀，不宜在大砂粒中加入土壤或细砂。

J.S Dauglas认为粒径小于0.6mm的砂粒应占50%左右，大于0.6mm的应占50%左右。

王儒钧等试验砂培的粒径组成为：砂子粒径大于2mm的占1.1%，2～1mm占6.9%，1～0.5mm占19.7%，小于0.5mm占72.3%。

2.砂子在使用前应进行过筛，剔除大的砾石，用水冲洗以除去泥土及粉砂。

第一章绪论第一节植物营养学的基本概念一、植物营养学1. 含义：植物营养学是研究营养物质对植物的营养作用，研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律，以及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。

2. 植物营养学与农业生产理论指导→合理施肥→良好的营养环境→高产优质3. 主要任务：阐明植物体与外界环境之间营养物质交换和能量交换的具体过程，以及体内营养物质运输、分配和能量转化的规律，并在此基础上通过施肥手段为植物提供充足的养分，创造良好的营养环境，或通过改良植物遗传特性的手段调节植物体的代谢，提高植物营养效率，从而达到明显提高作物产量和改善产品品质的目的。

简单来说，就是以植物营养原理为理论基础，以施肥或改良植物营养遗传特性为手段，达到高产、优质和高效的目的。

二、肥料(fertilizer)1. 含义：直接或间接供给植物所需养分，改善土壤性状，以提高作物产量和改善产品品质的物质。

2. 肥料在农业生产中的作用（1）提高农作物产量；（2）改良土壤，提高土壤肥力（包括土壤结构、土壤养分含量和比例、土壤反应、土壤生化特性等）（3）改善农产品品质：氮——提高谷类籽粒蛋白质和“必需氨基酸”的含量磷——改善糖料作物、淀粉作物、油料作物等的品质钾——对作物产量和品质的影响：钾充足，不但能使作物产量增加，而且可以改善作物品质，通常被称为“品质元素”如：①油料作物的含油量增加；②纤维作物的纤维长度和强度改善；③淀粉作物的淀粉含量增加；④糖料作物的含糖量增加；⑤果树的含糖量、维C和糖酸比提高，果实风味增加；⑥橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低；3. 肥料的来源、分类和种类来源：人类生存环境中的资源；生活和生产的废弃物。

分类和种类：按组分分：有机肥和无机肥（矿质肥）按来源分：农家肥和商品肥按主要作用分：直接肥和间接肥按肥效快慢分：速效肥和迟效肥4. 肥料施用与环境和人的关系例子：氮素在环境中的行为第二节植物营养学的发展概况一、植物营养研究的早期探索1. 尼古拉斯(Nicholas)——15世纪，首位从事植物营养研究的人2. 海尔蒙特(Van Helmont)——1640年，柳条试验，“水的营养学说”3. 渥特沃(John Woodward)——土和盐都有营养作用4. 格鲁伯(J. R. Glauber)——硝有营养作用5. 泰伊尔(Von Thaer)——19世纪初期，“腐殖质营养学说”二、植物营养学的建立和李比希的工作（一）植物矿物质营养学说(1840年)要点：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所起的作用，并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有机质在分解时所形成的矿物质。

真正绿色无公害种植方式—无土栽培
沙培法：是以直径小于3毫米的沙、珍珠岩、塑料或其他无机物质作为基质，再加入营养液来栽培花卉植物的方法。

砾培法，是以直径小于3毫米的砾、玄武石、熔岩、塑料或其他物质作为基质，再加营养液来栽培花卉植物的方法。

水培法：是无土栽培中最早采用的方式，是花卉的根系连续或不连续地浸于营养液中的一种栽培方法。

营养液在栽培槽内呈流动的状态，以增加空气的含量。

一般要有10-15厘米深的营养液。

锯末培法：采用中等粗度的锯末或加有适当比例刨花的细锯末。

以黄杉和铁杉的锯末为好，有些侧柏锯末有毒，不能使用。

栽培床可用粗杉木板建造，内铺以黑聚乙烯薄膜作衬里，床宽约60厘米，深约25-30厘米，床底设置排水管。

锯末培也可用薄膜袋装上锯末进行，底部打上排水孔，根据袋大小可以栽培1-3棵花卉植物。

锯末培一般用滴灌供给植物水分和养分。

喷雾培法：是将花卉作物的根系悬挂于栽培槽的空气中，以喷雾的方法来供给根系营养和水分。

这样可以大大节省营养和水分，同时
根系供氧情况又好，有利根系的发育。

但对喷雾的要求高，雾点要细而均匀。

再是根系的温度受气温影响，较难控制。

植物根系分泌有机酸的收集、分离及检测方法探析摘要：根分泌物主要是以碳为基础的低分子化合物和高分子化合物。

植物分泌的有机酸主要有乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸和琥珀酸等, 它们调节细胞代谢, 为根际和微生物提供营养。

植物根系分泌有机酸的研究对于了解植物的根际效应具有重要的学术意义。

简述了根系分泌物有机酸的收集、分离和检测方法。

关键词：根分泌物; 有机酸; 收集; 分离; 检测;Abstract：Root exudates include low molecular compounds, high molecular compounds, and primarily carbon-based compounds. The organic acids secreted by plants are mainly acetic acid, oxalic acid, citric acid, malic acid, tartaric acid and succinic acid, which regulate cell metabolism and provide nutrients for the rhizosphere and microorganisms. The study of plant root exudates of organic acids has important academic significance for understanding the rhizosphere effects of plants. This paper briefly described the methods of collection, separation and detection of organic acids in root exudates.Keyword：root exudates; organic acid; collection; separation; detection;0、引言根际作为植物、微生物和土壤之间的交互作用区域, 是根-土界面微生态系统的物质基础和核心内容。

第三章植物的矿质营养知识要点矿质元素和水分一样，主要存在于土壤中，由根系吸收进入植物体内，运输到需要的部位加以同化，以满足植物生命活动的需要。

植物对矿物质的吸收、转运和同化，通称为矿质营养。

植物体内的化学元素并非全部是植物生命活动所必需的，只有其中一部分为植物生命活动所不可缺少。

要确定植物体内各种元素是否为植物所必需，只根据灰分分析得到的数据是不够的。

通过溶液培养或砂基培养，并按照Arnon & Stout 于1939 年提出的植物必须元素的标准：（1）如缺乏该元素，植物生育发生障碍，不能完成生活史；（2）除去该元素，则表现出专一的病症，而且这种缺乏症是可以预防和恢复的；（ 3 ）该元素在植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接效果。

目前已经明确碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、镍17 种元素为大多数高等植物所必需的，其中碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫9 种元素植物需要量相对较大，称为大量元素；其余铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、镍8 种元素植物需要量极微，稍多即发生毒害，故称为微量元素。

必需的矿质元素在植物体内的生理作用有 3 个方面：⑴是细胞结构物质的组成成分，如N ，P ，S 等；⑵是植物生命活动的调节者，参与酶的活动，如Mn ，Mg ，Fe 等；⑶起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等，如K + 。

可被植物吸收的氮素形态主要是铵态氮和硝态氮。

氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的16% ～18% 。

此外，核酸、核苷酸、辅酶、磷脂、叶绿素等化合物中都含有氮，而某些植物激素、维生素和生物碱等也含有氮。

因此，氮在植物生命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。

磷是以正磷酸盐(H 2 P0 4 - ) 形式被植物吸收。

当磷进入植物体后，大部分成为有机物，有一部分仍保持无机物形式。

磷存在于磷脂、核酸和核蛋白中，磷是核苷酸衍生物( 如ATP、FMN、NAD+、NADP和COA 等) 的组成成分，其在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着极其重要的作用。

蔬菜无土栽培技术的研究1．生菜砂培营养液配方的研究
荣湘民;刘强;谭长银;朱红梅
【期刊名称】《湖南农学院学报》
【年(卷),期】1995(21)2
【摘要】采用８种不同的营养液对生菜进行砂培试验，结果表明，不同的营养液
配方对生菜的生长发育、产量及品质的影响差异很大．其中以Ⅰ号配方的产量最高，叶面积最大，叶片数最多，而硝酸盐含量及重金属离子含量较低，故Ⅰ号配方较好．试验还表明，生菜中Ｎ，Ｐ，Ｋ的含量与配方中的Ｎ，Ｐ，Ｋ含量呈正相关。

Ⅰ号配方的不同浓度试验结果，以Ｃ处理产量最高，Ａ处理次之，但最适浓度尚有待进一步研究确定．
【总页数】6页(P120-125)
【关键词】生菜类蔬菜;无土栽培;营养;配方
【作者】荣湘民;刘强;谭长银;朱红梅
【作者单位】湖南农业大学农学系
【正文语种】中文
【中图分类】S636.204.7;S317
【相关文献】
1.茄果类蔬菜无土育苗营养液配方研究 [J], 李迁;张俊龙
2.水培生菜适宜营养液配方筛选研究 [J], 潘杰;李胜利;孙治强
3.西瓜无土栽培(砂培)营养液配方筛选试验总结 [J], 武红旗;陈华;王富亮;吐尔逊古
丽
4.利用地下水进行生菜无土栽培的营养液配方研究 [J], 牟咏花张;张德威
5.蔬菜无土栽培技术的研究：Ⅰ.生菜砂培养养液配方的研究 [J], 荣湘民;刘强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第一章绪论1、植物矿物质营养学说要点：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所起的作用，并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有机质在分解时所形成的矿物质。

意义：①理论上，否定了当时流行的“腐殖质学说”，说明了植物营养的本质；是植物营养学新旧时代的分界线和转折点，使维持土壤肥力的手段从施用有机肥料向施用无机肥料转变有了坚实的基础；②实践上，促进了化肥工业的创立和发展；推动了农业生产的发展。

2、养分归还学说要点：①随着作物的每次收获，必然要从土壤中取走大量养分，②如果不正确地归还土壤的养分，地力就将逐渐下降，③要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分。

意义：对恢复和维持土壤肥力有积极作用养分归还方式：一是通过施用有机肥料，二是通过施用无机肥料。

二者各有优缺点，若能配合施用则可取长补短，增进肥效，是农业可持续发展的正确之路。

3、最小养分律（1843年）要点：①作物产量的高低受土壤中相对含量最低的养分所制约。

也就是说，决定作物产量的是土壤中相对含量最少的养分。

②而最小养分会随条件变化而变化，如果增施不含最小养分的肥料，不但难以增产，还会降低施肥的效益。

意义：指出作物产量与养分供应上的矛盾，表明施肥要有针对性，应合理施肥。

李比希的功绩——①确立植物矿质营养学说，建立了植物营养学科，从而促进了化肥工业的兴起。

②提出养分归还学说和最小养分律对合理施肥至今仍有深远的指导意义。

③把化学应用于农业，使化学融合于农业科学之中；④推行新教学法，重视实践和人才培养；李比希观点认识的不足与局限性：①尚未认识到养分之间的相互关系；②对豆科作物在提高土壤肥力方面的作用认识不足；③过于强调矿质养分作用，对腐殖质作用认识不够；李比希是植物营养学科杰出的奠基人！五、植物营养学的研究方法(一)调查研究：查阅资料、调查座谈会、现场观察(二)试验研究1、生物田间试验法：在田间自然条件下进行，是植物营养学科中最基本的研究方法；试验条件最接近农业生产要求，能较客观地反映生产实际，所得结果对生产有直接的指导意义；田间自然条件有时很难控制，不适合进行单因素试验。

无土栽培，怎样配制营养液？常见几种营养液配方，请参考无土栽培是根据植物生长发育所需要的各种养分，配制成营养液，让植物直接吸收利用的一种栽培方式。

无土栽培法可以分为五种，即水溶液培养法、砂培养法、培养基培养法、混合培养法和营养膜培养法，其中最常用的是水培法和培养基法。

无土栽培不受条件限制，任何地方只要有空气和水，都可以采用这一技术栽培蔬菜。

营养液的营养元素由氮、磷、钾、钙、铁、镁、硫、硼、锌、铜、钼、氯等十多种常量和微量元素组成，它们是以盐的形式存在的。

然而植物吸收养分时，并不是吸收盐的分子，而是吸收有关的离子。

配制营养液的肥料选择营养液的成分包括了作物生长所必须的矿质养分，由什么肥料来提供这些养分是配制营养液所首先要考虑的。

由于设施栽培的营养供应是通过全价营养液滴灌到基质中，植物根系从基质中吸收水分养分。

因此，营养液不能有沉淀，要有合适的酸碱度，各成分间不能发生化学反应。

所以，综合考虑肥料的溶解性、酸碱度、稳定性以及所带入的副成分、价格等因素，确定氮源以尿素、硝酸钙为主，硝酸钾为补充。

磷源以磷酸二氢钾、磷酸为宜。

钾源以硫酸钾为主，硝酸钾补充。

钙由硝酸钙提供，镁源为硫酸镁，铁源为螯合铁。

铜、锌、锰、硼、钼、氯化学性质较稳定，其中铜、锌、锰的硫酸盐溶解性好，且硫也为植物所需，一般用硫酸盐。

硼用硼砂，钼用钼酸钠。

氯的需要量很少，水源中的氯基本上已够用。

1.常见几种蔬菜无土栽培营养液配方在制作无土栽培营养液时，不同的作物需要的肥料条件不同，进而营养液配方也有所不同。

下面列举几种营养液配方，可按需求选择配方使用或作为参考。

1、园艺均衡营养液配方（用量单位毫克/升）：硝酸钙950，硝酸钾810，硫酸镁500，磷酸二氢铵155，EDTA铁钠盐15-25，硼酸3，硫酸锰2，硫酸锌0.22，硫酸铜0.05，钼酸钠或钼酸铵0.02。

2、番茄营养液配方（用量单位毫克/升）：配方一（荷兰温室园艺研究所）硝酸钙1216，硝酸铵42.1，磷酸二氢钾208，硫酸钾393，硝酸钾395，硫酸镁466；配方二（陈振德等）尿素427，磷酸二铵600，磷酸二氢钾437，硫酸钾670，硫酸镁500，EDTA铁钠盐6.44，硫酸锰1.72，硫酸锌1.46，硼酸2.38，硫酸铜0.20，钼酸钠0.13；配方三（山东农业大学）硝酸钙590，硝酸钾606，硫酸镁492，过磷酸钙680。

植物生理学复习指导大全一．绪篇：植物学生理学的发展历史，一些重要理论的创立者。

（1）奠基阶段——产生于生产实践（2）诞生与成长时期：16~17世纪是植物生理学研究的开始时期。

荷兰的van Helmont是最早进行植物生学试验的学者—柳树插条试验；只浇雨水，5年增长了74.4kg，而土壤只减少了0.1kg,推断水是植物长大的物质来源。

1699年Woodward用雨水、河水和花园土水对薄荷进行灌溉试验, 发现花园土水对薄荷生长最好。

1776年英国的J.Priestley最早发现植物可以“改善空气”。

1779年荷兰学者J.Ingenhousz证实，绿色植物只有在光下才能“净化”空气，初步建立了空气营养的概念。

1840年Liebig（德）提出施矿质肥料以补充土壤营养的消耗，成为植物矿质营养学说的创始人。

1859年Sachs、Knop 和Pfeffer （德）等创立了无土栽培技术。

1882年Sachs编写了«植物生理学讲义»，他的弟子W.Pfeffer于1904年出版了三卷本«植物生理学»巨著，标志着植物生理学作为一门学科的诞生。

因此Sachs和Pfeffer被称为植物生理学的两大先驱。

（3）飞跃发展时期：20世纪是植物生理学进入飞跃发展时期。

随着物理、化学的发展及技术、设备、方法的进步，使植物生理学在各方面都有突飞猛进的发展。

如细胞全能性的概念，成功地进行了细胞与组织培养；1920年（美）W.W.Garner和H.A.Allard发现了光周期； 20世纪30~60年代，各种植物生长物质的相继发现，能更有效地控制植物的生长发育，提高产量。

50年代（美）M.Calvin揭开了光合作用中C3途径之谜；60年代末，M.D.Hatch和C.R.Slach又发现了C4途径；与此同时又发现了光呼吸与景天酸代谢途径（CAM途径），把光合作用研究推向新高潮；光敏色素的发现，为调控植物生长发育打下理论基础；钙与钙调素的深入研究，了解到了细胞内部的调节机理。