本发明涉及植物栽培领域，具体的说是涉及一种水培营养液及其应用和咖啡水培方法。
背景技术：
：咖啡产业是我国热带山区农民脱贫致富的一项新兴产业。至2012年底，中国咖啡种植面积超过130万亩，年产咖啡生豆6.9万吨，实现产值17.62亿元，咖啡产业成为继烟、糖、茶、胶之后的又一特色新兴支柱产业。但目前咖啡主要种植在土培基质中或沙培基质，如果条件不适宜，经常会在移栽后停止生长，叶片萎焉，导致死亡；同时咖啡根系为浅根系，须根较多，根系脆弱。因此在大田条件下，难以取得大量完整根系用于测定根系活力，根系生物量等。目前，世界上的无土栽培营养液配方很多，在有关无土栽培的论著中多数都收集了很多的配方，例如Hewitt(1966)收集了大约160种配方。有些配方经过了几十年的使用证明是较好的，Hoagland配方这是最原始但到现在依然还在沿用的一种经典配方。现有Hoagland配方分为传统配方和改良配方，传统配方为硝酸钾607mg/L、磷酸铵115mg/L、硫酸镁493mg/L、铁盐溶液2.5ml/L、微量元素5ml/L，pH＝6.0；改良配方为四水硝酸钙945mg/L、硝酸钾506mg/L、硝酸铵80mg/L、磷酸二氢钾136mg/L、七水硫酸镁493mg/L、铁盐溶液2.5ml、微量元素液5ml，pH＝6.0；其中，两者中铁盐和微量元素配制方法相同，铁盐溶液：七水硫酸亚铁2.78g、乙二胺四乙酸二钠3.73g、蒸馏水500ml，pH＝5.5；微量元素液：碘化钾0.83mg/l、硼酸6.2mg/L、硫酸锰22.3mg/L、硫酸锌8.6mg/L、钼酸钠0.25mg/L、硫酸铜0.025mg/L、氯化钴0.025mg/L。但是，由于咖啡独特的生理生态特性，导致现有的Hoagland营养液各营养元素配比并不适合咖啡，咖啡生长状态较差。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水培营养液及其应用和咖啡水培方法，使得所述营养液能够促进咖啡生长，改善咖啡水培时生长状态，并应用于咖啡的水培中。本发明的另一个目的在于提供一种水培营养液及其应用和咖啡水培方法，使得所述营养液能够提高咖啡叶绿素含量和植株氮含量为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水培营养液，包含N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo和Fe，其中所述N中铵态氮和硝态氮的浓度比为3:7-7:3；所述N选自硫酸铵，硝酸铵，硝酸钾、硝酸钙、磷酸二氢铵、氯化铵、硝酸钠；所述P选自磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾；所述K选自硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸钾、氯化钾；所述Ca选自硝酸钙、氯化钙；所述Mg选自硫酸镁、氯化镁；所述S选自硫酸镁、硫酸铵、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸钾；所述Zn选自硫酸锌；所述Cu选自硫酸铜；所述Mn选自硫酸锰；所述B选自硼酸；所述Mo选自钼酸；所述Cl选自氯化铵、氯化钾、氯化钙、氯化镁；所述Fe选自Fe-EDTA。本发明针对现有的Hoagland营养液不适合水培咖啡的缺点，通过调整部分元素、Cl浓度、各元素之间的用量比以及铵态氮和硝态氮的配比，获得一种适合咖啡水培的营养液。作为优选，所述各元素之间的浓度比为N：P：K：Ca：Mg：S：Zn：Cu：Mn：B：Mo：Fe：Cl＝20：4：12：5：5：5：0.000765：0.000316：0.006722：0.04625：0.0005：0.02：4。作为优选，所述营养液的pH值为5.7-5.9，更优选为5.8。作为优选，所述N中铵态氮和硝态氮的浓度比为3:7、1:1或7:3作为优选，所述Cl浓度为4mmol/L。采用本发明的水培营养液培植咖啡，相比传统Hoagland营养液、改良Hoagland营养液以及不同铵态氮和硝态氮配比对照营养液，本发明所述营养液更能促进咖啡叶绿素含量、生物量和植株氮含量的提高，同时改善了咖啡的生长状态，使其在株高、茎粗、全株干重、叶干重、茎干重、根干重以及叶面积等方面均保持较好的生长状态。同时，本发明通过控制Cl浓度在适当值来保证咖啡的生长状态处于最佳状态。基于上述益效果，本发明还提供了本发明所述营养液在咖啡水培中的应用。此外，本发明还提供了一种咖啡水培方法，将咖啡苗用本发明任意一项技术方案所述营养液进行水培。作为优选，所述水培方法采用棕色玻璃瓶，瓶口用具孔糠醛泡沫板固定咖啡苗，使咖啡根系伸入本发明任意一项技术方案所述营养液内进行水培，同时用供气泵保持通气。作为优选，每一株咖啡苗采用营养液0.5L。由以上技术方案可知，本发明通过调整营养液营养元素组成、各元素之间配比、Cl浓度以及N中铵态氮和硝态氮的比例的方式，获得了一种特别适合水培咖啡的全新营养液，其解决了现有Hoagland营养液无法适应咖啡水培生长造成咖啡生长较弱的问题，促进咖啡叶绿素含量和植株氮含量提高，同时使咖啡在株高、茎粗、全株干重、叶干重、茎干重、根干重以及叶面积等方面均保持较好的生长状态。具体实施方式本发明实施例公开了一种水培营养液及其应用和咖啡水培方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的产品及方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关 人员明显能在不脱离本
发明内容、精神和范围内对本文所述的产品及方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。本发明所述营养液的配制以规定的浓度按照一般营养液的方法配制即可，如将N、P、K、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Cl分别按本发明所述用量关系，溶于蒸馏水配成1000倍液，Ca单独配成1000倍液，避免与S等离子产生沉淀。Fe现用现配。用时将溶液稀释所需浓度，用弱酸或弱碱调节pH值为5.7-5.9。在本发明的一些具体实施方式中，所述营养液N元素分为铵态氮和硝态氮，比例为3:7，在1L水中加入铵态氮和硝态氮分别为6mmol/L和14mmol/L，P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，铁素为Fe-EDTA。调营养液的pH为5.8±0.1。在本发明的另外一些实施例中，所述营养液N元素分为铵态氮和硝态氮，比例为7:3，在1L水中加入铵态氮和硝态氮分别为14mmol/L和6mmol/L，P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L0.02mmol/L和4mmol/L，铁素为Fe-EDTA。调营养液的pH为5.8±0.1。在本发明的另外一些实施例中，所述营养液N元素分为铵态氮和硝态氮，比例为1:1，在1L水中加入铵态氮和硝态氮分别为10mmol/L和10mmol/L，P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，铁素为Fe-EDTA。调营养液的pH为5.8±0.1。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种水培营养液及其应用和咖啡水培方法进行详细说明。实施例1：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为7:3；N为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和硝酸钾；P为磷酸二氢钠和磷酸二氢钾；K为磷酸二氢钾、硝酸钾和氯化钾；Ca为氯化钙；Mg为硫酸镁和氯化镁；S为硫酸镁、硫酸铵、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；所述Zn为硫酸锌；Cu为硫酸铜；所述Mn为硫酸锰；B为硼酸；所述Mo为钼酸；Cl为氯化铵、氯化钾、氯化钙和氯化镁；Fe为Fe-EDTA。实施例2：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为3:7；N为硫酸铵、氯化铵、硝酸钙和硝酸钠；P为磷酸二氢钠和磷酸二氢钾；K选自磷酸二氢钾、硫酸钾和氯化钾；Ca为硝酸钙和氯化钙；Mg为硫酸镁和氯化镁；S为硫酸镁、硫酸铵、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；Zn为硫酸锌；所述Cu为硫酸铜；Mn为硫酸锰；B为硼酸；Mo为钼酸；Cl为氯化铵、氯化钾、氯化钙和氯化镁；Fe为Fe-EDTA。实施例3：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为1:1；N为硫酸铵，氯化铵、硝酸钾，硝酸钠；P为磷酸二氢钠，磷酸二氢钾；K为磷酸二氢钾，硫酸钾、硝酸钾、氯化钾；Ca为自氯化钙；Mg为硫酸镁，氯化镁；S为硫酸镁、硫酸铵、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；Zn为硫酸锌；Cu为硫酸铜；Mn为硫酸锰；B为硼酸；Mo为钼酸；Cl为氯化钙、氯化铵、氯化钾和氯化镁；Fe为Fe-EDTA。实施例4：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为7:3；N为磷酸二氢铵、氯化铵、硝酸钾和硝酸钠；P为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠和磷酸二氢钾；K为磷酸二氢钾、硫酸钾、硝酸钾和氯化钾；Ca为氯化钙；Mg为硫酸镁和氯化镁；S为硫酸镁、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；Zn为硫酸锌；Cu为硫酸铜；Mn为硫酸锰；B为硼酸；Mo为钼酸；Cl为氯化铵、氯化钾、氯化钙和氯化镁；Fe为Fe-EDTA。实施例5：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为3:7；N为磷酸二氢铵、氯化铵、硝酸钙和硝酸钠；P为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠和磷酸二氢钾；K为磷酸二氢钾、硫酸钾和氯化钾；Ca为氯化钙和硝酸钙；Mg为硫酸镁和氯化镁；S为硫酸镁、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；Zn为硫酸锌；Cu为硫酸铜；Mn为硫酸锰；B为硼酸；Mo为钼酸；Cl为氯化铵、氯化钾、氯化钙和氯化镁；Fe为Fe-EDTA。实施例6：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为1:1；N为磷酸二氢铵、硫酸铵、硝酸钾和硝酸钠；P为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠和磷酸二氢钾；K为磷酸二氢钾、硫酸钾、硝酸钾、氯化钾；Ca为氯化钙；Mg为硫酸镁，氯化镁；S为硫酸镁，硫酸铵、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；Zn为硫酸锌；Cu为硫酸铜；Mn为硫酸锰；B为硼酸；Mo为钼酸；Cl为氯化钾、氯化钙和氯化镁；Fe为Fe-EDTA。实施例7：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为7:3；N为磷酸二氢铵、硫酸铵、硝酸钙和硝酸钠；P为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠和磷酸二氢钾；K为磷酸二氢钾、硫酸钾和氯化钾；Ca为氯化钙和硝酸钙；Mg为硫酸镁和氯化镁；S为硫酸镁、硫酸铵、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；Zn为硫酸锌；Cu为硫酸铜；Mn为硫酸锰；B为硼酸；Mo为钼酸；Cl为氯化钾、氯化钙和氯化镁；Fe为Fe-EDTA。实施例8：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005 mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为3:7；N为氯化铵、硝酸钾、硝酸钙，硝酸钠；P为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾；K为硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸钾；Ca为硝酸钙；Mg为硫酸镁；S为硫酸镁、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；Zn为硫酸锌；Cu为硫酸铜；Mn为硫酸锰；B为硼酸；Mo为钼酸；Cl为氯化铵；Fe为Fe-EDTA。实施例9：本发明所述水培营养液N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Fe和Cl的浓度分别为20mmol/L、4mmol/L、12mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、5mmol/L、0.000765mmol/L、0.000316mmol/L、0.006722mmol/L、0.04625mmol/L、0.0005mmol/L、0.02mmol/L和4mmol/L，pH值5.8，N中铵态氮和硝态氮浓度比为1:1；N为氯化铵，磷酸二氢铵、硝酸钙、硝酸钾；P为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾；K为磷酸二氢钾、硫酸钾；Ca为硝酸钙，氯化钙；Mg为硫酸镁、氯化镁；S为硫酸镁、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜和硫酸锰；Zn为硫酸锌；Cu为硫酸铜；Mn为硫酸锰；B为硼酸；Mo为钼酸；Cl为氯化铵、氯化钙和氯化镁；Fe为Fe-EDTA。实施例10：不同水培营养液的咖啡苗栽培效果以实施例1-9所述水平营养液、传统Hoagland营养液以及改良Hoagland营养液(具体配方见
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)为试验对象，咖啡苗均为相同的生长一致的6叶龄中粒种咖啡苗，洗净根系后进行栽植。采用0.5L棕色玻璃瓶，瓶口用具孔糠醛泡沫板固定咖啡苗，使咖啡根系伸入营养液内。每瓶内装营养液0.5L，栽植1株咖啡苗。用供气泵保持通气。营养液用蒸馏水配置，各种养分均用分析纯(AR)试剂提供。在相同的环境下，生长2个月后取样，测叶绿素含量，植株氮含量和生长状态。试验结果见表1和表2。表1不同氮源对咖啡叶片叶绿素含量和植株氮含量的影响表2咖啡植株在不同氮源的营养液中生长状态从表1和表2可以看出，不同氮源试剂是咖啡生长产生影响，但在保证各种N、P、K、S、Mg、Ca等元素含量相同条件下，不同氮源试剂对咖啡生长影响较小。均含有铵态氮和硝态氮的实施例1～实施例9营养液比不含铵态氮的传统Hoagland和改良Hoagland长势均较好，说明特定铵态氮和硝态氮比例可以促进咖啡生长，全是硝态氮则抑制咖啡生长。实施例11：不同铵态氮和硝态氮配比的营养液对咖啡苗的影响试验对象为实施例1营养液，区别在于铵态氮和硝态氮的浓度比不同，按照实施例10的方法进行试验，结果见表3和表4。表3不同铵硝配比对咖啡叶片叶绿素含量和植株氮含量的影响营养液中铵硝比从10∶0(全部是铵态氮)变化到0∶10(全部是硝态氮)的过程中，叶绿素含量a、b和总含量均以本发明所限定的铵硝比较高。同时，在本发明限定的铵硝比内，叶片、茎、根氮含量均较高，整体咖啡苗状态以在本发明限定的铵硝比内最优，表明只有特定铵硝比才适合咖啡的水培生长。表4咖啡植株在不同铵硝配比的营养液中生长状态营养液中铵硝比从10∶0(全部是铵态氮)变化到0∶10(全部是硝态氮)的过程中，在本发明所限定的铵硝比范围内，株高、茎粗、全株干重、叶干重、茎干重、根干重以及叶面积同时处于较优水平，而其他配比的营养液的咖啡苗只是单一的在某一方面较好，生长状态整体性较差，表明只有特定铵硝比才适合咖啡的水培生长。此外，本发明还将5个铵硝比的营养液培植的咖啡苗进行根部对比，结果见表5。根据表5结果可以看出，在特定铵硝比内，咖啡苗的根部状态才能呈最佳的状态。表5不同铵硝配比对咖啡根部状态的影响处理根部状态10:0根系小，呈褐色，白根所占比例小7:3根系大，呈白色，白根所占比例大5:5根系较小，呈白褐色，白根所占比例较小3:7根系大，呈白色，白根所占比例大0:10根系小，呈绿色，根系被真菌覆盖实施例12：不同氯浓度对咖啡苗的影响试验对象为实施例1营养液，区别在于氯浓度不同，按照实施例10的方法进行试验，结果见表6和表7。表6不同氯浓度咖啡叶片叶绿素含量和面积的影响营养液中氯浓度从0变化到192mmol的过程中，叶片对数呈现下降的趋势，说明较高浓度氯抑制的新叶的抽出，延长了叶片抽出时间。叶绿素a含量在较高浓度含量较低，叶绿素b变化趋势不明显，在较高氯浓度叶绿素总 含量较低。叶面积在处理3较高，说明一定氯可以促进叶片扩展。表明只有特定氯浓度才适合咖啡的水培生长。表7咖啡植株在不同氯浓度的营养液中生长状态营养液中Cl浓度从0变化到192mmol的过程中，在本发明所限定的Cl浓度中，株高、茎粗、全株干重、叶干重、茎干重、根干重以及叶面积同时处于较优水平，而其他浓度的营养液的咖啡苗只是单一的在某一方面较好，生长状态整体性较差，表明只有特定氯浓度才适合咖啡的水培生长。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。当前第1页1 2 3