大量元素水溶肥料常用原料簡介

水溶肥料常用原料簡介

1、硝酸鈣[Ca(NO3)2•4H2O]
    含有氮和鈣兩種營養元素，其中氮(N)含量為11.9%，鈣(Ca)含量為17.0%。硝酸鈣外觀為白色結晶，極易溶解于水中，20℃時每100mL水可溶解129.3克，吸濕性極強，暴露于空氣中極易吸水潮解，高溫高濕條件下更易發生。因此，儲存時應密閉并放置于陰涼處。
    硝酸鈣是一種生理堿性鹽，作物根系吸收硝酸根離子的速率大于吸收鈣離子，因此表現出生理堿性。由于鈣離子也被作物吸收，其生理堿性表現得不太強烈，隨著鈣離子被作物吸收之后，其生理堿性會逐漸減弱。硝酸鈣是目前無土栽培中用得最廣泛的氮源和鈣源肥料。特別是鈣源，絕大多數營養液配方都是由硝酸鈣來提供的。
    2、硝酸銨[NH4NO3]
    硝酸銨中氮含量為34%~35%，其中銨態氮(NH4+-N)和硝態氮(NO3--N)含量各占一半。硝酸銨外觀為白色結晶，農用及部分工業用硝酸銨為了防潮常加入疏水性物質制成顆粒狀，其溶解度很大，20℃時100mL水中可溶解188克。
    硝酸銨的吸濕性很強，易板結，純品硝酸銨暴露于空氣中極易吸濕潮解，因此，在貯存時應密閉并置于陰涼處。另外，硝酸銨有助燃性和爆炸性，在貯運時不可與易燃易爆物質共同存放。受潮結塊的硝酸銨，不能用鐵錘等金屬物品猛烈敲擊，應用木錘或橡膠錘等非金屬性材料來輕敲打碎。
    因硝酸銨中含有50%的銨態氮和50%的硝態氮，由于多數作物在加入硝酸銨初始的一段時間內對銨離子的吸收速率大于硝酸根離子，因此，易產生較強的生理酸性，但當硝態氮和銨態氮都被作物吸收之后，其生理酸性逐漸消失。同時，在用量較高時，對于銨態氮較敏感的作物會影響到其養分的吸收和生長，因此，在使用硝酸銨作為營養液的氮源時要特別注意其用量。
   3、硝酸鉀[KNO3]
    硝酸鉀的氮(N)含量為13.9%，鉀(K)的含量為38.7%，它能夠提供氮源和鉀源，外觀上為白色結晶，吸濕性較小，長期貯存于較潮濕的環境下也會結塊。在水中的溶解性較好，20℃時100mL水中可溶解31.6克。硝酸鉀具有助燃性和爆炸性，貯運時要注意不要猛烈撞擊，不要與易燃易爆物混存一處。硝酸鉀是一種生理堿性肥料。
    4、硫酸銨[(NH4)2SO4]
    硫酸銨中含氮(N)量為20%~21%，它是用硫酸中和NH3而制得的。外觀為白色結晶，易溶于水，在20℃時，每100克水可溶解75克硫酸銨。硫酸銨物理性狀良好，不易吸濕。但當硫酸銨中含有較多的游離酸或空氣濕度較大時，長期存放也會吸濕結塊。
    溶液中的硫酸銨被植物吸收時，由于多數作物根系對NH4+的吸收速率比SO42-來得快，而使得溶液中累積較多的硫酸，呈酸性。所以，硫酸銨是一種生理酸性肥料。在作為營養液氮源時要注意其生理酸性的變化。
    5、尿素[(NH2)2CO]
    尿素是在高溫、高壓并且有催化劑存在時，由氨氣(NH3)和二氧化碳(CO2)反應而制得的。尿素含氮量很高，達46%，是固體氮肥中含氮量最高的。純品尿素為白色針狀結晶，吸濕性很強。為了降低其吸濕性，作為肥料用的尿素常制成顆粒狀，外包被一層石蠟等疏水物質。所以，肥料尿素的吸濕性一般不大。尿素易溶于水，在20℃時，每100克水中可溶解100克尿素。
    加入營養液中的尿素由于在植物根系分泌的脲酶作用下，會逐漸轉化為碳酸銨[(NH4)2CO3]，并在水中解離為NH4+和CO32-，由于作物對NH4+的選擇吸收速率較快，致使溶液的酸堿度降低，因此，尿素為生理酸性肥。
    無土栽培的水培中除了少數的配方是使用尿素作為氮源的以外，很少使用。在基質栽培中可以混入基質中使用。
二、含磷營養物質
    1、過磷酸鈣 [Ca(H2PO4)2•H2O+CaSO4•H2O]
    過磷酸鈣又稱普通過磷酸鈣或普鈣。它是由粉碎的磷礦粉中加入硫酸溶解而制成的，其中含磷的有效成分為磷酸一鈣[Ca(H2PO4)2]，同時還含有在制造過程中產生的硫酸鈣(石膏，CaSO4.H2O)，它們分別占肥料重量的30%~50%和40%左右，其余的為其它雜質。過磷酸鈣的外觀為灰色或灰黑色顆粒或粉末，一級品的過磷酸鈣的有效磷含量(P2O5)為18%，游離酸含量<4%，水分含量<10%，同時還含有Ca19%~22%，S 10%~12%。過磷酸鈣是一種水溶性磷肥，當把過磷酸鈣溶解于水中時會在容器底部殘留一些沉淀，這些沉淀就是難溶性的硫酸鈣，但不要誤會為過磷酸鈣是一種緩效性的或難溶性的肥料。
    過磷酸鈣由于在制造過程中原來的磷礦石中的Fe、Al等化合物也被硫酸溶解而同時存在于肥料中，當過磷酸鈣吸濕后，磷酸一鈣會與Fe、Al化合物形成難溶性的磷酸鐵和磷酸鋁等化合物，這時磷酸的有效性就降低了，這個過程稱為磷酸的退化作用。因此，在貯藏時要放在干燥處以防吸濕而降低過磷酸鈣的肥效。
    在無土栽培中，過磷酸鈣主要用于基質栽培和育苗時預先混入基質中以提供磷源和鈣源。由于它含有較多的游離硫酸和其它雜質，并且有硫酸鈣的沉淀，所以一般不作為水培配制營養液的肥源。
    2、磷酸二氫鉀[KH2PO4]
    外觀為白色結晶或粉末，分子量為136.09，易溶于水，20℃時100g水中可溶解22.6g。磷酸二氫鉀性質穩定，不易潮解，但貯藏在濕度大的地方也會吸濕結塊。由于磷酸二氫鉀溶解于水中時，磷酸根解離有不同的價態，因此對溶液pH的變化有一定的緩沖作用，它可同時提供鉀和磷二種營養元素，是無土栽培中重要的磷源。
    3、磷酸二氫銨[NH4H2PO4]
    也稱磷酸一銨或磷一銨。它是將氨氣通入磷酸中而制得的。純品的磷酸二氫銨外觀為白色結晶，作為肥料用的磷酸二氫銨外觀多為灰色結晶。純品含磷(P2O5)61.7%，含氮(N)11%~13%。易溶于水，溶解度大，20℃時100g水中可溶解36.8g。它可同時提供氮和磷兩種營養元素。對溶液pH變化有一定的緩沖能力。
    4、磷酸一氫銨[(NH4)2HPO4]
    也稱磷酸二銨或磷二銨。它是將氨氣通入磷酸溶液中制得的。純品的磷酸一氫銨外觀為白色結晶。純品含磷(P2O5)53.7%，含氮(N)21%。作為肥料用的磷酸一氫銨常含有一定量的磷酸二氫銨，這種肥料的含磷量(P2O5)為20%，氮(N)18%。它對營養液或基質pH值的變化有一定的緩沖能力。
    5、重過磷酸鈣[Ca(H2PO4)2]
    重過磷酸鈣的有效成分為磷酸二氫鈣即磷酸一鈣[Ca(H2PO4)2.H2O]，外觀為灰白色或灰黑色粉末，含磷量(P2O5)為40%~52%，不含有硫酸鈣，易溶于水，游離酸含量較高，可達4%~8%，故水溶液呈酸性，其吸濕性和腐蝕性都比過磷酸鈣強，但不象過磷酸鈣那樣存在著磷酸的退化作用。
    無土栽培中主要用于預混入固體基質中使用，很少作為水培營養液的磷源使用。
    6、偏磷酸銨[NH4PO3]
    外觀為白色粉末或結晶，含磷(P2O5)70%~73%，含氮(N)17%左右，稍有吸濕性，不易結塊，其水溶液呈弱酸性，是一種含氮、磷的高濃度肥料，在生產的用得較少。
三、含鉀營養物質
    1、硫酸鉀[K2SO4]
    純品的外觀為白色粉末或結晶，作為農用肥料的硫酸鉀多為白色或淺黃色粉末。純品硫酸鉀含鉀(K2O)54.1%。肥料硫酸鉀含鉀(K2O)50%~52%，含硫(S)18%，較易溶解于水，但溶解度稍小，20℃時100g水中可溶解11.1g，吸濕性小，不結塊，物理性狀良好，水溶液呈中性，屬生理酸性肥料。
    2、氯化鉀[KCl]
    純品的外觀為白色結晶，作為肥料用的氯化鉀常為紫紅色或淺黃色或白色粉末，這與生產時不同來源的礦物顏色有關。氯化鉀含鉀(K2O)50%~60%，含氯47%，易溶于水，20℃時100g水中可溶解34.4g，吸濕性小，水溶液呈中性，屬生理酸性肥料。在無土栽培中也可作為鉀源來使用，但用得較少，主要是由于氯化鉀含有較多的氯離子(Cl-)，對于馬鈴薯、甜菜等“忌氯作物”的產量和品質有不良的影響。
    3、磷酸二氫鉀：見上述“含磷營養物質”部分。
    4、磷酸一氫鉀：見上述“含磷營養物質”部分
四、中、微量元素肥料及其它輔助物質
    1、硫酸鎂[MgSO4•7H2O]
    外觀為白色結晶，含鎂(Mg)9.86%，含硫(S)13%，易溶于水，20℃時100克水中可溶解35.5克硫酸鎂。稍有吸濕性，吸濕后會結塊。水溶液為中性，屬生理酸性肥料。它是無土栽培中最常用的鎂源。
    2、氯化鈣[CaCl2]
    外觀為白色粉末或結晶，含鈣(Ca)36%，含氯(Cl)64%，吸濕性強，易溶于水，水溶液呈中性，屬生理酸性肥料，在無土栽培中作為鈣源用得較少，主要用于作物鈣營養不足時葉面噴施使用，也可用于不用硝酸鈣作為鈣源的配方中。不宜在“忌氯作物”上使用，其它作物上使用時也要慎重。
   3、硫酸鈣[CaSO4•2H2O]
    硫酸鈣又稱石膏，外觀為白色粉末狀，含鈣(Ca)23.28%，含硫(S)18.62%。它由石膏礦粉碎或加熱制成。農業石膏有生石膏(CaSO4.2H2O)、熟石膏(CaSO4.1/2H2O)和含磷石膏(CaSO4.2H2O)三種。硫酸鈣的溶解度很低，20℃時100克水中只能溶解0.204克硫酸鈣。水溶液呈中性，屬生理酸性肥料，在水培中營養液配制時大多不使用，有極個別的配方中可能使用硫酸鈣作為鈣鹽，一般在基質栽培中可混入基質中作為鈣源的補充。
    4、硫酸亞鐵[FeSO4•7H2O]
    硫酸亞鐵又稱黑礬、綠礬。外觀為淺綠色或藍綠色結晶，含鐵(Fe)19%-20%，含硫(S)11.5%，易溶于水，有一定的吸濕性。硫酸亞鐵的性質不穩定，極易被空氣中的氧氧化為棕紅色的硫酸鐵，特別是在高溫和光照強烈的條件下更易被氧化，因此須將硫酸亞鐵放置于不透光的密閉容器中，并置于陰涼處存放。硫酸亞鐵是工業的副產品，來源廣泛，價格便宜，是無土栽培中良好的鐵源。但由于硫酸亞鐵在營養液中易被氧化和與其它化合物(特別時磷酸鹽)形成難溶性磷酸鐵沉淀，因此，現在的大多數營養液配方中都不直接使用硫酸亞鐵作為鐵源，而是采用絡合鐵或硫酸亞鐵與絡合劑(如EDTA或DTPA等)先行絡合之后才使用，以保證其在營養液中維持較長時間的有效性。同時，還要注意營養液的pH值不要過高(>7.5)，應保持在pH7.0以下，否則也會因高pH值而產生沉淀，導致鐵有效性的降低。如果發現硫酸亞鐵被嚴重氧化、外觀顏色變為棕紅色時則不宜使用。
    5、三氯化鐵[FeCl3•6H2O]
    外觀為深黃色結晶，含鐵(Fe)20.66%，含氯(Cl)65.5%，易溶于水，吸濕性強，易結塊。作物對三價Fe3+的利用率較低，而且營養液的pH較高時，三氯化鐵易產生沉淀而降低其有效性。現較少單獨使用三氯化鐵作為營養液的鐵源。
    6、絡合劑
    也稱螯合劑，即凡是兩個或兩個以上含有孤對電子的分子或離子(即配位體)與具有空的價電子層軌道的中心離子相結合的單元結構的物質。同時具有一各成鹽基團和一個成絡基團與金屬陽離子作用，除了有成鹽作用之外還有成絡作用的環狀化合物稱為螯合物。
    為了解決在無土栽培營養液中鐵源的沉淀或氧化失效的問題，常將二價的Fe2+與絡合劑作用形成穩定性較好的鐵絡合物來使用于營養液中，也可用于葉面噴施及混入固體基質中。螯合鐵作為營養液的鐵源不易被其它陽離子所代替，不易產生沉淀，即使營養液的pH值較高，仍可保持較高的有效性，而且易被作物吸收。
    除了鐵之外，其它的多價陽離子都可與絡合劑形成螯合物，但不同的陽離子和不同的絡合劑形成螯合物的能力不一樣，其穩定性也不同。不同金屬陽離子形成的螯合物的穩定性以下列順序遞增：Mg2+<Ca2+<Mn2+<Fe2+<Zn2+<Cu2+<Fe3+。
    常見的絡合劑主要有以下幾種：
    (1) EDTA：乙二胺四乙酸，分子式為(CH2N)2(CH2COOH)4，分子量為292.25，外觀為白色粉末，在水中的溶解度很小。一般用的是乙二胺四乙酸二鈉鹽[EDTA-2Na，(NaOOCCH2)2NCH2N(CH2COOH)2.2H2O，分子量為372.42，外觀為白色粉末狀。它與硫酸亞鐵作用可形成乙二胺四乙酸二鈉鐵[EDTA-2NaFe]，由于其價格相對較便宜，因此它是目前無土栽培中最常用的絡合劑。
    (2) DTPA：二乙酸三胺五乙酸，分子式為HOOCCH2N[CH2CH2N(CH2COOH)2]2，分子量為393.20，外觀為白色結晶，微溶于冷水，易溶于熱水和堿性溶液中。
    (3) CDTA：1,2-環己二胺四乙酸，分子式為(HOOCCH2)2NCH(CH2)4HCN(CH2COOH)2，分子量為346.34，外觀為白色粉末狀，難溶于水，易溶于堿性溶液中。
    (4) EDDHA：乙二胺N,N’雙(鄰羥苯基乙酸)，分子式為(CH2N)2(OHC6H4CH2COOH)2，分子量為360，外觀為白色粉末狀，溶解度小。
    (5) HEEDTA：羥乙基乙二胺三乙酸，分子式為(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2CH2OH)CH2COOH，分子量為278.26，外觀為白色粉末狀，冷水中的溶解度小，易溶于熱水及堿性溶液中。
    在無土栽培中最常用的是鐵與絡合劑形成螯合物來使用，而其它的金屬離子如Mn、Zn、Cu等在營養液中的有效性一般較高，很少使用這些金屬離子與絡合劑形成的螯合物。
    7、螯合鐵
    上述的幾種絡合劑都可以與鐵鹽形成螯合鐵，但無土栽培中較常用的是乙二胺四乙酸二鈉鐵[EDTA-2NaFe]，它的分子量為390，含鐵14.32%，外觀為土黃色粉末，易溶于水。有時也用乙二胺四乙酸一鈉鐵[EDTA-NaFe]。
    8、硼酸[H3BO3]
    外觀為白色結晶，分子量為61.83，含硼(B)17.5%，冷水中的溶解度較低，20℃時100克水中溶解5克硼酸，熱水中較易溶解，水溶液呈微酸性，是無土栽培營養液中良好的硼源。
    9、硼砂[Na2B4O7•10H2O]
    外觀為白色或無色結晶，分子量為381.37，含硼11.34%。在干燥的條件下硼砂失去結晶水而變成白色粉末狀，易溶于水，是營養液中硼的良好來源。
    10、硫酸錳[MnSO4•4H2O或MnSO4•H2O]
    外觀上為粉紅色結晶，四水硫酸錳分子量為223.06，含錳24.63%；一水硫酸錳分子量為169.01，含錳32.51%。它們都易溶解于水中。
     11、硫酸鋅[ZnSO4•7H2O]
俗稱皓礬，為無色斜方晶體，分子量為287.55，易溶于水，20℃時每100g水中可溶解54.4g。在干燥的環境下會失去結晶水而變成白色粉末。含Zn 22.74%，它是無土栽培重要的鋅營養來源。
     12、氯化鋅[ZnCl2]
外觀為白色結晶，分子量為174.51，純品含Zn37.45%，易溶于水，20℃時100g水中可溶解367.3g。由于溶解在水中會水解而生成白色氫氧化鋅沉淀，故在無土栽培中較少用作鋅源。
     13、硫酸銅[CuSO4•5H2O]
外觀為藍色結晶，分子量為249.69，含Cu25.45%，含S12.84%，易溶于水，20℃時100g水中可溶解20.7g。它是無土栽培良好的銅營養來源。
     14、氯化銅[CuCl2•2H2O]
    外觀為籃綠色結晶，分子量為170.48，含Cu37.28%，易溶于水，20℃時100g水中可溶解72.7g
 

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