一种用于十字花科蔬菜水培的营养液及用途
技术领域
本发明属于蔬菜栽培技术领域，具体涉及一种用于十字花科蔬菜水培的营养液及用途。
背景技术
十字花科蔬菜是一类因十字型花冠而得名的蔬菜，主要包括白菜类、甘蓝类、芥菜类等，种类非常丰富。该科很多种具有重要经济价值，并已为人类大量改变及引种归化，许多变种和栽培种都是我们日常食用的蔬菜。据报道包含十字花科植物在内的食谱，可以预防多种常见疾病。但由于十字花科蔬菜可以合成较高浓度的芥子油，菜粉蝶等对芥子油具有趋化性，在室外栽培极易受病虫危害，而由于该科蔬菜大多生长快速，对农药的低毒高效和不易残留的要求都很高，产品的安全洁净性保障难度较大。利用室内水培系统种植这些蔬菜，则可以很好解决这一问题。
目前利用室内水培系统种植此类蔬菜，多采用霍格兰氏水培营养液、日本园式均衡配方、日本山崎叶菜配方等配方营养液，这些营养液难以适应室内全人工光环境下十字花科蔬菜栽培，容易出现生长不良、产量不高，或常常出现叶片黄斑、焦心等现象。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于十字花科蔬菜水培的营养液及用途，该营养液在十字花科蔬菜室内人工环境下水培使用，无上述不良现象出现。
本发明采取的具体技术方案是：
一种用于十字花科蔬菜水培的营养液，其营养成分包括氮6.8-7.1mmol/L，钾4.9-5.1mmol/L，磷0.95-1.0mmol/L，钙1.22-1.28mmol/L，镁0.95-1.0mmol/L，铁0.12-0.14mmol/L，锰0.009-0.01mmol/L，铜0.0002-0.0003mmol/L，硼0.048-0.053mmol/L，锌0.005-0.0055mmol/L，钼0.0003-0.00033mmol/L，硫1.0mmol/L，其中，含有氮元素的原料包括NH4+-N和NO3--N，且NH4+-N/NO3--N值为0.16-0.18。
为了更好的实现本发明，所述营养液由固体营养液水溶肥制得，所述固体营养液水溶肥包括以下组分：硝酸铵钙、硝酸钾、硫酸镁、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、EDTA螯合铁、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸钠、氯化钾。
为了更好的实现本发明，所述固体营养液水溶肥由肥料A、肥料B和肥料C组成，所述肥料A由硝酸铵钙、钼酸钠、氯化钾、硝酸钾、EDTA螯合铁混合组成；所述肥料B由硫酸镁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌混合组成；所述肥料C由硝酸钾、硼酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵混合组成。
为了更好的实现本发明，肥料A中的硝酸钾与肥料C中的硝酸钾的质量比为1:1-2。
相应地，本发明还提供了一种用于十字花科蔬菜水培的营养液的制备方法，包括以下步骤：
(1)固体营养液水溶肥的制备：
a、依照营养液中各营养成分工作浓度为氮6.8-7.1mmol/L，钾4.9-5.1mmol/L，磷0.95-1.0mmol/L，钙1.22-1.28mmol/L，镁0.95-1.0mmol/L，铁0.12-0.14mmol/L，锰0.009-0.01mmol/L，铜0.0002-0.0003mmol/L，硼0.048-0.053mmol/L，锌0.005-0.0055mmol/L，钼0.0003-0.00033mmol/L，硫1.0mmol/L，其中，含有氮元素的原料包括NH4+-N和NO3--N，且NH4+-N/NO3--N值为0.16-0.18的标准，称取所需原料硝酸铵钙、硝酸钾、硫酸镁、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、EDTA螯合铁、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸钠、氯化钾；
b、肥料A的制备：取硝酸铵钙、钼酸钠、氯化钾、硝酸钾、EDTA螯合铁，混合均匀，室温放置待用；
c、肥料B的制备：取硫酸镁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌，混合均匀，室温放置待用；
d、肥料C的制备：取硝酸钾、硼酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵，混合均匀，室温放置待用；
(2)配制浓缩营养液：分别将肥料A、肥料B和肥料C溶解于RO水中，制成母液A、母液B和母液C，母液A、母液B和母液C的浓度为所述营养液工作浓度的200-400倍；
(3)现场配制工作营养液：取等量上述母液A、母液B和母液C依次加入装有水的水桶中，边加边搅拌，定容，得到工作营养液，随配随用。
为了更好的实现本发明，制备肥料A所用的硝酸钾与制备肥料C所用的硝酸钾的质量比为1:1-2。
相应地，本发明还提供了上述用于十字花科蔬菜水培的营养液的用途，其特征在于，其在十字花科蔬菜室内人工光环境下的水培应用。
本发明的有益效果是：
1、本发明所提供的营养液配方解决了目前在室内人工光环境下，十字花科蔬菜在通用配方下生长速度较慢的问题。
2、本发明提供的水培十字花科蔬菜营养液产品以固体营养液水溶肥(肥料A+肥料B+肥料C)的形式进入市场，不易变质、利于运输，使用时再进行溶解。
3、本发明提供的水培十字花科蔬菜营养液产品通过对肥料A、肥料B、肥料C所包含原料的合理分配，解决了解决固体营养液储存过程中产生的结块问题。
4、本发明提供的水培十字花科蔬菜营养液配比合理，营养丰富，提高了蔬菜产量，通过采用合适的铵硝比，减少叶片花斑和焦边的现象。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1：
一种用于十字花科蔬菜水培的营养液(配方1营养液)，其营养成分包括，氮6.8mmol/L，钾4.9mmol/L，磷1.0mmol/L，钙1.22mmol/L，镁1.0mmol/L，铁0.14mmol/L，锰0.01mmol/L，铜0.0003mmol/L，硼0.05mmol/L，锌0.005mmol/L，钼0.0003mmol/L，硫1.0mmol/L，含有氮元素的原料包括NH4+-N和NO3--N，NH4+-N/NO3--N值为0.18。
本实施例的用于室内水培的十字花科蔬菜营养液配制方法包括以下步骤：
(1)肥料A的制备：按配方要求称量硝酸铵钙、钼酸钠、氯化钾、硝酸钾、EDTA螯合铁，其中硝酸钾占配方中硝酸钾总量的1/3，混合均匀，室温放置待用。
(2)肥料B的制备：按配方要求称量硫酸镁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌，混合均匀，室温放置待用。
(3)肥料C的制备：按配方要求称量硝酸钾、硼酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵，其中硝酸钾占配方中硝酸钾总量的2/3，混合均匀，室温放置待用。
常规配制营养液配制方法如下：按配方要求称量硝酸铵钙、硝酸钾、EDTA螯合铁，混合均匀制成肥料A；按配方要求称量硝酸钾、磷酸二氢钾制成肥料B；按配方要求称量硫酸镁、磷酸二氢铵、硫酸锰、硼酸、硫酸锌、钼酸钠、硫酸铜、氯化钾制成肥料C。
将配方1营养液和常规配制营养液进行温度处理，再进行溶解，观察，结果如下表1。
表1
注：“-”表示没有结块或者吸潮现象；“+”表示出现结块或者吸潮现象，+越多表示结块或者吸潮现象程度越高。
由表1可知，放置1个月后，配方1营养液固体结块不明显，没有变质现象。而常规配制营养液放置1个月后，肥料A出现吸潮、变质现象，肥料B出现板结现象，肥料C出现板结以及变质现象。
实施例2：
一种用于十字花科蔬菜水培的营养液(配方2营养液)，各元素含量为：氮7.0mmol/L，钾4.9mmol/L，磷0.95mmol/L，钙1.28mmol/L，镁0.95mmol/L，铁0.12mmol/L，锰0.009mmol/L，铜0.0002mmol/L，硼0.053mmol/L，锌0.005mmol/L，钼0.0003mmol/L，硫1.0mmol/L，含有氮元素的原料包括NH4+-N和NO3--N，NH4+-N/NO3--N值为0.16。
本实施例的用于室内水培的十字花科蔬菜营养液配制方法包括以下步骤：
1)肥料A的制备：按配方要求称量硝酸铵钙、钼酸钠、氯化钾、硝酸钾、EDTA螯合铁，其中硝酸钾占配方中硝酸钾总量的1/2，混合均匀，室温放置待用。
2)肥料B的制备：按配方要求称量硫酸镁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌，混合均匀，室温放置待用。
3)肥料C的制备：按配方要求称量硝酸钾、硼酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵，其中硝酸钾占配方中硝酸钾总量的1/2，混合均匀，室温放置待用。
营养液母液方法配制方法按以下步骤进行：
1)将肥料A溶解在RO水中，定容后制成母液A；
2)将肥料B溶解在RO水中，定容后制成母液B；
3)将肥料C溶解在RO水中，定容后制成母液C。
使得母液中各成分的浓度为终浓度的200倍，室温储存备用。
实施例3：
一种用于十字花科蔬菜水培的营养液(配方3营养液)，各元素含量为：氮7.1mmol/L，钾5.1mmol/L，磷0.95mmol/L，钙1.25mmol/L，镁1.0mmol/L，铁0.12mmol/L，锰0.01mmol/L，铜0.0003mmol/L，硼0.048mmol/L，锌0.00055mmol/L，钼0.00033mmol/L，硫1.0mmol/L，含有氮元素的原料包括NH4+-N和NO3--N，NH4+-N/NO3--N值为0.18。
本实施例的用于室内水培的十字花科蔬菜营养液配制方法包括以下步骤：
1)肥料A的制备：按配方要求称量硝酸铵钙、钼酸钠、氯化钾、硝酸钾、EDTA螯合铁，其中硝酸钾占配方中硝酸钾总量的1/2，混合均匀，室温放置待用。
2)肥料B的制备：按配方要求称量硫酸镁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌，混合均匀，室温放置待用。
3)肥料C的制备：按配方要求称量硝酸钾、硼酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵，其中硝酸钾占配方中硝酸钾总量的1/2，混合均匀，室温放置待用。
营养液母液方法配制方法按以下步骤进行：
1)将肥料A溶解在RO水中，定容后制成母液A；
2)将肥料B溶解在RO水中，定容后制成母液B；
3)将肥料C溶解在RO水中，定容后制成母液C。
使得母液中各成分的浓度为终浓度的400倍，室温储存备用。
实施例4：
一种用于十字花科蔬菜水培的营养液(营养液配方1)，制备方法如实例1所示。
营养液母液方法配制方法按以下步骤进行：
1)将肥料A溶解在RO水中，定容后制成母液A；
2)将肥料B溶解在RO水中，定容后制成母液B；
3)将肥料C溶解在RO水中，定容后制成母液C。
使得母液中各成分的浓度为终浓度的200倍，室温储存备用。
2019年2月-3月采用本实施例的十字花科蔬菜营养液，在室内全人工光环境下进行栽培试验。供试品种为白梗和美夏快菜。具体试验步骤如下所示：
(1)播种：取白梗和美夏种子进行浸种，30min，水沥干，将种子直接播种在2.5cm*2.5cm的方块海绵中，种子顶部略露出海绵1-2mm。催芽条件为：温度23℃、相对湿度90％，黑暗条件下催芽；待种子露白比例达80％以上，移至炼苗床上于光下进行炼苗。
(2)炼苗：待有子叶长出，将播种盘内的水分沥干，加入炼苗营养液。在光照条件下进行，环境条件为：昼夜温度维持在20-23℃/18-20℃，相对湿度在70-90％，二氧化碳浓度为800-1200ppm。5天后，进行育苗。
(3)育苗：种植密度为180株/m2，营养液深度以没过根系2/3为准，在光照条件下进行，环境条件为：昼夜温度维持在20-23℃/18-20℃，相对湿度在70-90％，二氧化碳浓度为800-1200ppm。11天后进行分栽。
(4)分栽：种植密度为30株/m2，营养液深度以没过根系1/3为准。栽培条件为：在光照条件下进行栽培，昼夜温度维持在20-23℃/18-20℃，相对湿度在70-90％，二氧化碳浓度为800-1200ppm。
(5)采收：即分栽后15天，进行采收。从播种到采收整个周期约31天。
所述光环境条件如下：(a)炼苗期光环境为：采用波长为380-399nm的光量子数所占比例≤0.1％、波长为400-499nm的光量子数所占比例为21-25％、波长为500-599nm的光量子数所占比例为14-15％、波长为600-699nm的光量子数所占比例为46-50％、波长为700-780nm的光量子数所占比例为12-17％，光强为200-210μmol/㎡·s，光照时间为12h/d；(b)育苗期光环境为：采用波长为380-399nm的光量子数所占比例≤0.1％、波长为400-499nm的光量子数所占比例为21-25％、波长为500-599nm的光量子数所占比例为14-15％、波长为600-699nm的光量子数所占比例为46-50％、波长为700-780nm的光量子数所占比例为12-17％；光强为250-280μmol/㎡·s，光照时间为12h/d；(c)分栽期光环境为：采用波长为380-399nm的光量子数所占比例≤0.1％、波长为400-499nm的光量子数所占比例为13-15％、波长为500-599nm的光量子数所占比例为17-19％、波长为600-699nm的光量子数所占比例为50-55％、波长为700-780nm的光量子数所占比例为13-17％；光强为300-310μmol/㎡·s，光照时间为10h/d。
所述营养液条件如下：整个栽培期均使用本发明提供的十字花科蔬菜营养液；(a)炼苗期：取等量上述母液A、母液B和母液C依次加入装有水的水桶中，制成EC为1.1-1.2mS/cm，pH值为5.5-7.0的炼苗期营养液；将苗盘底部及海绵上水沥干后，从苗盘底部加入上述炼苗期营养液，并使海绵底部接触到营养液；整个炼苗期过程中，根据苗盘营养液水量进行补加。(b)育苗期：取等量上述母液A、母液B和母液C依次加入装满水的育苗模组水箱中，使水箱中营养液的EC为1.2-1.4mS/cm，pH值为5.5-7.0；初次添加母液后，pH值5.5-6.0之间，不用加酸或者碱进行调节，在育苗过程中，若营养液EC低于1.2，则需要补加母液，若营养液pH值偏离5.5-7.0，则需要添加30％的氢氧化钠溶液或者5％的稀硝酸或稀磷酸进行调节。(c)分栽期：取等量上述母液A、母液B和母液C依次加入装满水的栽培模组水箱中，使水箱中营养液的EC为1.4-1.8mS/cm，pH值为5.5-7.0；初次添加母液后，pH值5.5-6.0之间，不用加酸或者碱进行调节，在分栽栽培过程中，若营养液EC低于1.4，则需要补加母液，若营养液pH值偏离5.5-7.0，则需要添加30％的氢氧化钠溶液或者5％的稀硝酸或稀磷酸进行调节。
同期选择霍格兰德、日本园艺、华南农大和Hewitt蔬菜配方作为对照组营养液进行栽培，管理方式与试验例相同。蔬菜收获后，统计鲜重、株高、展幅，对比统计结果见表2。
表2
注：“-”表示没有花斑或者焦边；“+”表示花斑或焦边程度较低，+越多表示花斑或焦边程度越高。
由表2可知，采用本发明实例1的十字花科蔬菜营养液对在室内全人工光条件对生菜进行水培，其株高、地上部鲜重和根鲜重比对照例同种的白菜高。对照例中白梗、美夏快菜都出现不同程度的花斑现象。
实施例5：
本实施例的十字花科蔬菜营养液的制备方法同实施例2-3。采用实施例的十字花科蔬菜营养液，在室内全人工光环境下进行栽培试验。供试品种为白梗和美夏快菜。具体试验步骤如下所示：
(1)取白梗和美夏种子进行浸种，30min，水沥干。将种子直接播种在2.5cm*2.5cm的方块海绵中，种子顶部略露出海绵1-2mm。催芽条件为：温度23℃、相对湿度90％，黑暗条件下催芽；待种子露白比例达80％以上，移至炼苗床上于光下进行炼苗。
(2)炼苗：待有子叶长出，将播种盘内的水分沥干，加入炼苗营养液。在光照条件下进行，环境条件为：昼夜温度维持在20-23℃/18-20℃，相对湿度在70-90％，二氧化碳浓度为800-1200ppm。8天后，进行育苗。
(3)育苗：种植密度为180株/m2，营养液深度以没过根系2/3为准，在光照条件下进行，环境条件为：昼夜温度维持在20-23℃/18-20℃，相对湿度在70-90％，二氧化碳浓度为800-1200ppm。8天后进行分栽。
(4)分栽：种植密度为30株/m2，营养液深度以没过根系1/3为准。栽培条件为：在光照条件下进行栽培，昼夜温度维持在20-23℃/18-20℃，相对湿度在70-90％，二氧化碳浓度为800-1200ppm。
(5)采收：即分栽后18天，进行采收。从播种到采收整个周期约35天。
所述光环境条件如下：(a)炼苗期光环境为：采用波长为380-399nm的光量子数所占比例≤0.1％、波长为400-499nm的光量子数所占比例为21-25％、波长为500-599nm的光量子数所占比例为14-15％、波长为600-699nm的光量子数所占比例为46-50％、波长为700-780nm的光量子数所占比例为12-17％，光强为200-210μmol/㎡·s，光照时间为12h/d；(b)育苗期光环境为：采用波长为380-399nm的光量子数所占比例≤0.1％、波长为400-499nm的光量子数所占比例为21-25％、波长为500-599nm的光量子数所占比例为14-15％、波长为600-699nm的光量子数所占比例为46-50％、波长为700-780nm的光量子数所占比例为12-17％；光强为250-280μmol/㎡·s，光照时间为12h/d；(c)分栽期光环境为：采用波长为380-399nm的光量子数所占比例≤0.1％、波长为400-499nm的光量子数所占比例为13-15％、波长为500-599nm的光量子数所占比例为17-19％、波长为600-699nm的光量子数所占比例为50-55％、波长为700-780nm的光量子数所占比例为13-17％；光强为300-310μmol/㎡·s，光照时间为10h/d。
所述营养液条件如下：整个栽培期均使用本实施例提供的十字花科蔬菜营养液；(a)炼苗期：取等量上述母液A、母液B和母液C依次加入装有水的水桶中，制成EC值为1.1-1.2mS/cm、pH值为5.5-7.0的炼苗期营养液；将苗盘底部及海绵上水沥干后，从苗盘底部加入上述炼苗期营养液，并使海绵底部接触到营养液；整个炼苗期过程中，根据苗盘营养液水量进行补加。(b)育苗期：取等量母液A、母液B和母液C依次加入装满水的育苗模组水箱中，使水箱中营养液的EC为1.2-1.4mS/cm，pH值为5.5-7.0；初次添加母液后，pH值5.5-6.0之间，不用加酸或者碱进行调节，在育苗过程中，若营养液EC低于1.2，则需要补加母液，若营养液pH值偏离5.5-7.0，则需要添加30％的氢氧化钠溶液或者5％的稀硝酸或稀磷酸进行调节。(c)分栽期：取等量母液A、母液B和母液C依次加入装满水的栽培模组水箱中，使水箱中营养液的EC为1.4-1.6mS/cm，pH值为5.5-7.0；初次添加母液后，pH值5.5-6.0之间，不用加酸或者碱进行调节，在分栽栽培过程中，若营养液EC低于1.4，则需要补加母液，若营养液pH值偏离5.5-7.0，则需要添加30％的氢氧化钠溶液或者5％的稀硝酸或稀磷酸进行调节。
蔬菜收获后，统计鲜重、株高、展幅，对比统计结果见表3。
表3
注：“-”表示没有焦边；“+”表示焦边程度较低，+越多表示焦边程度越高。
由表3可知，采用本发明实例2-3的十字花科蔬菜营养液对在室内全人工光条件对白梗、美夏快菜进行水培，蔬菜长势较好，且叶片没有花斑现象。白梗出现小部分焦边，但程度极低。若提早2-3天收菜，则焦边现象可避免。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
