苏北地区无土栽培营养液盐浓度与电导率的关系

韩浩章　张丽华　张颖　王晓立　李素华

摘 要：以苏北地区的自来水为水源，配制3种不同配方的无土栽培营养液，研究营养液盐浓度与电导率的关系。结果表明：在苏北地区采用自来水为水源的无土栽培营养液盐浓度与电导率呈正相关关系，不同营养液配方条件下营养液剂量与电导率的关系不同，日本园试营养液配方最佳回归方程为y=0.007 2x3-0.046 3x2+0.535 2x-0.312（R2=0.999 9），法国国家农业研究所普及NET之用（1977），通用于好酸性作物配方最佳回归方程为y=0.024 9x3-0.139 8x2+0.872 6x-0.501 3（R2=0.999 9），改良Hoagland营养液配方最佳回归方程为y=0.004 3x3-0.021 1x2+0.477 1x-0.327 1 （R2=0.999 9）。

关键词：苏北地区；营养液；盐浓度；电导率

中图分类号：S317 文献标识码：A DOI 编码：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

无土栽培技术是用营养液代替土壤基质，为植物正常生长发育提供必需营养物质和适宜的环境条件，从而使植物的正常生长不受季节限制，提高植物的生长速度和生长量的一种新型栽培模式。目前中国无土栽培的面积已超过1 070 hm2，并随着大面积扩大而逐渐成为各地区经济发展、提高当地农民收入的新途径[1]。营养液是由多种无机盐按一定浓度和比例以水配制成的，其中含有多种主要大量元素和微量元素，它们是植物生长发育的矿质营养来源，因而，营养液的日常管理如酸碱度调节、水分补充、氧气供应和营养液浓度调节等是无土栽培管理的核心环节，其中营养液浓度调节更是其中的关键。多数植物生长周期为7～8个月或更长，从理论上来说，营养液施用数量要能够满足植物整个生育期所需的养分数量，但一般情况下，营养液的总盐度应控制在0.4%～0.5%以下，若高于0.4%～0.5%时，大多数植物会出现不同程度的盐害[2]。因而，一般营养液的数量会视作物种植时间长短来更换或补充，若长时间不更换，营养液会积累太多植物分泌的阻碍植物生长的物质，并造成植株生长不良，甚至干枯、死亡。很多资料认为营养液经使用1个月就要完全更新，经保养的营养液可连续使用3～5个月[3-6]。笔者认为，准确的营养液更换时间原则上要以营养液中的养分消耗情况为依据，而要想知道营养液中各种无机盐类的准确含量，只能通过化学分析来测定，这需要一定的仪器设备，且工作量很大，不适用于生产实践。另一方面，通常配制营养液用的水溶性无机盐是强电解质，其水溶液具有导电作用，导电能力的强弱可用电导率表示，在一定浓度范围内，溶液的含盐量即浓度与电导率呈密切的正相关，含盐量愈高，溶液的电导率愈大。因此营养液的电导率在一定范围内能反映溶液中盐分含量的高低，虽然电导率只反映营养液中各种盐类总盐分的浓度而不能反映各种盐类的单独浓度，但这已能满足无土栽培中控制营养液的需要。2006年，中国农业部发布了用电导仪测定水溶性盐总量的国家农业行业标准[7]，这使得电导率法成为目前生产上最常用的营养液浓度测定方法。

无土栽培中常用的水源为地下水或自来水，而不同地区的地下水或自来水中溶解的物质不同，因而无土栽培营养液盐浓度与电导率之间的关系也不同，另外，不同的营养液配方中所用的盐类形态也不尽相同，无土栽培营养液盐浓度与电导率之间的关系也需要重新确定。本研究以苏北地区（以宿迁为代表）自来水为无土栽培营养液的水源，结合生产中常用的3种营养液配方，配制不同浓度梯度的营养液来测定其电导率，以建立符合生产实践、较为准确的营养液浓度和电导率之间的回归方程，为当地进行无土栽培中的营养液浓度调节管理提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验配方

试验所用配方分别为：日本园试营养液配方（标记为A）、法国国家农业研究所普及NET之用（1977），通用于好酸性作物配方（标记为B）、改良Hoagland营养液配方（标记为C），其大量元素和微量元素用量如表1和表2。

根据所选的营养液配方，以宿迁地区的自来水为水源，以1个剂量（规定配方的标准用盐量）为基础浓度S，然后以一定的浓度梯度差（每相距0.1或每0.2个剂量）配制一系列浓度梯度的营养液，并用德国WTW Multi 9310P电导率仪测定每一级梯度的电导率值。3次重复，取平均值进行数据处理。

1.2 数据处理

采用Excel软件对营养液浓度和电导率值分别进行指数回归分析、线性回归分析、二项式回归分析、对数回归分析、三项式回归分析和乘幂回归分析。将实测的电导率值代入方程计算出营养液剂量实测值，再与设定的营养液剂量采用SPSS19.0进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 A配方各浓度梯度差的营养液电导率值和大量元素总含量

由表3可以看出，随营养液浓度梯度的增加，大量元素含量增加，营养液电导率值也相应增加。由表4可以看出，不同类型回归分析的拟合优度均高于0.9，其中二项式和三项式回归分析的拟合优度最高，分别是0.999 7和0.999 9，通过回归方程所得到的理论值与实测值之间的相关系数中也以二项式和三项式回归分析的最高，均为1.000，并在0.01水平上显著相关。

2.2 B配方各浓度梯度差的营养液电导率值和大量元素总含量

由表5可以看出，随营养液浓度梯度的增加，大量元素含量增加，营养液电导率值也相应增加。由表6可以看出，不同类型回归分析的拟合优度均高于0.9，其中二项式和三项式回归分析的拟合优度最高，分别是0.999 5和0.999 9，通过回归方程所得到的理论值与实测值之间的相关系数中也以二项式和三项式回归分析的最高，均为1.000，并在0.01水平上显著相关。

2.3 C配方各浓度梯度差的营养液电导率值和大量元素总含量

由表7可以看出，随营养液浓度梯度的增加，大量元素含量增加，营养液电导率值也相应增加。由表8可以看出，不同类型回归分析的拟合优度均高于0.9，其中二项式和三项式回归分析的拟合优度最高，分别是0.999 8和0.999 9，通过回归方程所得到的理论值与实测值之间的相关系数中也以二项式和三项式回归分析的最高，均为1.000，并在0.01水平上显著相关。

3 结论与讨论

通常配制营养液用的水溶性无机盐是强电解质，其水溶液具有导电作用，导电能力的强弱可用电导率表示，在一定浓度范围内，溶液的含盐量即浓度与电导率呈正相关，含盐量愈高，溶液的电导率愈大。因此营养液的电导率在一定范围内能反映溶液中盐分含量的高低，本试验结果表明，不同营养液配方中利用不同类型的回归分析所得的方程拟合程度均高于0.9，最高的为0.999 9，实测值与理论值之间的相关系数最高的为1.000，因而在苏北地区（以宿迁为例），采用自来水为水源的无土栽培营养液浓度调节管理过程中，可以用电导率作为营养液浓度的参考指标，不同营养液配方条件下营养液剂量与电导率的关系不同，日本园试营养液配方为y=0.007 2x3-0.046 3x2+0.535 2x-0.312（R2=0.999 9），法国国家农业研究所普及NET之用（1977），通用于好酸性作物配方为y =0.024 9x3-0.139 8x2+0.872 6x-0.501 3（R2=0.999 9）、改良Hoagland营养液配方为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种平衡溶液，其含盐量浓度与电导率之间的关系也有报道，何文寿等[8]认为宁夏不同类型盐渍化土壤的水溶盐含量与其电导率的关系为y=0.160 9x2+2.917 6x-0.014 1（R2=0.960 6，其中y为土壤溶液盐含量；x为电导率值）。辛明亮等[9]认为新疆石河子地区土壤可溶性盐含量与电导率的关系为最优回归拟合方程y= 0.071 2x0.576 8（R2=0.958 3，其中y为土壤溶液盐含量；x为电导率值）。厉仁安等[10]认为滨海地区在砂涂中全盐与电导率之间最佳曲线回归方程为线性方程y=0.045+2.935x（R2=1，其中y为土壤溶液盐含量；x为电导率值）；在黏涂中全盐与电导率之间最佳曲线回归方程为三次曲线方程：y=0.194+0.309 6x-0.253x2+0.046x3（R2=1.000，其中y为土壤溶液盐含量；x为电导率值）。可见，不同地区的地下水或自来水中溶解的物质不同，营养液盐浓度与电导率之间的关系也不同，另外，不同的营养液配方中所用的盐类形态也不尽相同。因而，不同地区、不同营养液配方无土栽培营养液盐浓度与电导率之间的关系需要重新确定。

另外，通过测定营养液的电导率虽然能够反应其总的盐分含量，但不能反映出营养液中各种无机盐类的盐分含量。在无土栽培过程中首先要考虑栽培植物的种类和生长周期，一般每隔3～5 d测1次营养液的电导率，每隔1.5～2个月左右测定1次大量元素的含量或更新营养液，而微量元素一般不进行测定，只进行适当调节，以确保植物生长良好。

参考文献：

[1] 范洁群，吴淑杭，褚长彬，等. 无土栽培营养液废液循环利用研究进展[J]. 农学学报， 2014，4（7）：51-53.

[2] 郭世荣.无土栽培学[M].北京：中国农业出版社，2003：92.

[3] 林沛林，李一平，龚日新. 无土栽培营养液配方与管理[J].中国瓜菜，2012，25（3）：61-63.

[4] 李冠军，黄莹，杨永青，等.无土栽培网纹甜瓜营养液配方的筛选[J].河南农业科学，2010（2）：76-78.

[5] 张丽莹，王荣莲，张俊生，等.水肥耦合对温室无土栽培水果黄瓜叶片糖含量及其相关酶活性的影响[J].华北农学报，2011（2）：163-169.

[6] 李宝忠，张宝琛.边防部队有机生态型无土栽培技术的推广应用[J].内蒙古农业科技，2011（6）：70-71.

[7] 中华人民共和国农业部.土壤检测 第16部分：土壤水溶性盐总量的测定：NY/T 1126.16—2006[S]. 北京：中国标准出版社，2006.

[8] 何文寿，刘阳春，何进宇. 宁夏不同类型盐渍化土壤水溶盐含量与其电导率的关系[J].干旱地区农业研究，2010，28（1）：111-116.

[9] 辛明亮，何新林，吕廷波，等. 土壤可溶性盐含量与电导率的关系实验研究[J]. 节水灌溉，2014（5）：59-61.

[10] 厉仁安，王飞，秦方锦，等. 滨海盐土全盐量与电导率之间最佳曲线方程研究[J]. 农学学报，2015，5（3）：59-62.