一种水培营养液及其应用

技术领域

本发明具体涉及一种水培营养液及其应用。

背景技术

聚谷氨酸(γ-PGA)，是一种水溶性，生物降解，不含毒性，使用微生物发酵法制得的生物高分子，将其加入复合肥、有机肥、尿素、水溶肥等肥料中具有保水保肥，提高肥料利用率，螯合重金属离子，减轻土壤污染，生根壮根，提高作物抗逆性，双向调节pH，改良酸、碱土壤，提高种子发芽率，促进幼苗根系生长等多重功效，是新一代的肥料增效剂。在水稻、小麦、玉米、西瓜、葡萄、山药、蔬菜、果树等植物上均具有显著应用效果，可以显著提高作物产量。聚谷氨酸会在植物的根部形成一层保护膜，保护植物的根毛，此外它能将土壤中的养分、水分输送给植物，还可以吸收肥料中的营养物质，提高肥料的转化率和利用率，也能促进植物根系的发育，增强植物的抗病性。

水培以营养液作为栽培介质，植物对营养液的吸收效果决定植物生长的好坏，现有的养液配方所包含的成分，大同小异，植物对其的吸收也有限，不能做到最大化的利用，少数的营养液中添加聚谷氨酸以起到增效的作用，但还需要添加稀有元素或其他成分以达到协同作用，配置复杂，成本高，且原材料不好获得。

CN108191523A公开了一种含有聚谷氨酸的富硒植物营养液，其虽然通过引入聚谷氨酸避免了稀有元素的使用，但其主要目的是富硒，对植物中其他成分例如可溶性蛋白含量，硝酸盐均无影响，这限制了其实际应用推广。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种水培营养液，它包括终浓度1～10mM

的硝酸钾，0.1～1mM的磷酸二氢钾，0.1～1mM的磷酸氢二钾，1～5mM的硫酸镁，1～8mM的硝酸钙，0.02～0.2mM的螯合铁，20～100μM的硼酸，1～8μM的硫酸锌，5～50μM的硫酸锰，0.1～1μM的硫酸铜，0.01～0.1μM的钼酸铵，1～10mg/L聚谷氨酸。

进一步地，它包括终浓度2～6mM的硝酸钾，0.6～1mM的磷酸二氢钾，

0.2～0.4mM的磷酸氢二钾，1～2mM的硫酸镁，2～4mM的硝酸钙，0.06～0.1mM的螯合铁，40～80μM的硼酸，2～4μM的硫酸锌，10～30μM的硫酸锰，0.2～0.6μM的硫酸铜，0.01～0.05μM的钼酸铵，2～7mg/L的聚谷氨酸。

进一步地，它包括终浓度4mM的硝酸钾，0.8mM的磷酸二氢钾，0.3mM的磷酸氢二钾，1.5mM的硫酸镁，3mM的硝酸钙，0.08mM的螯合铁，60μM的硼酸，3μM的硫酸锌，20μM的硫酸锰，0.4μM的硫酸铜，0.03μM的钼酸铵，5mg/L的聚谷氨酸。

进一步地，所述聚谷氨酸是微生物发酵的基质，经碱性萃取得到的。

本发明还提供了一种前述水培营养液的制备方法，它包括以下步骤：

1)按配比称取原料；

2)取除聚谷氨酸外的原料，加水溶解，再加聚谷氨酸混匀，即得。

本发明还提供了一种前述的水培营养液在植物种植中的应用。

进一步地，所述植物为生菜。

本发明最后提供了一种生菜种植方法，其特征在于：它包括如下步骤：

a、取生菜种子，催芽，育苗；

b、取步骤a所得幼苗于深层漂浮水培系统中培养40～45天；

所述深层漂浮水培系统中的营养液为前述水培营养液，每日光照强度积分为18mol m

进一步地，步骤a所述催芽是避光催芽；所述育苗是在温度22-24℃、空气相对湿度60％，光强150μmol m

进一步地，所述水培营养液的电导率为1.96mS/cm，pH值为5.8。

本发明水培营养液，通过特定的配方组成，使之应用于低温弱光下蔬菜栽培，能提高肥料的利用率，从而提高植物产量，降低硝酸盐含量，最终达到提高蔬菜品质的目的，具备实际推广应用价值。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1不同营养液处理对两种生菜地上部分鲜重的影响

图2不同营养液处理对两种生菜地上部分干重的影响

图3不同营养液处理对两种生菜地下部分鲜重的影响

图4不同营养液处理对两种生菜地下部分干重的影响

图5不同营养液处理对两种生菜地下部分鲜重/地上部分鲜重的影响

图6不同营养液处理对两种生菜地下部分干重/地上部分干重的影响

图7不同营养液处理对两种生菜叶绿素含量的影响

图8不同营养液处理对两种生菜类黄酮含量的影响

图9不同营养液处理对两种生菜花青素含量的影响

图10不同营养液处理对两种生菜硝酸盐含量的影响

图11不同营养液处理对两种生菜可溶性糖含量的影响

图12不同营养液处理对两种生菜可溶性蛋白含量的影响

具体实施方式

本发明具体实施方式中使用的原料和设备均为市售购买获得，其中聚谷氨酸是使用专有微生物菌株发酵生产的基质通过碱性萃取获得，购买于领先生物农业股份有限公司，主要元素组成为碳3.58％、N氮1.28％、磷616.1mg/kg、钾6137.83mg/kg、硫1.88mg/kg、钙7.88mg/kg、镁105.56mg/kg、铁7.6mg/kg、锰0.34mg/kg、铜0.23mg/kg、锌0.49mg/kg。

实施例1、本发明水培营养液的制备

配方：

制备方法：

1)按配比称取原料；

2)取除聚谷氨酸外的原料，加水溶解，再加聚谷氨酸混匀，即得。

实施例2、本发明水培营养液的制备

配方：

制备方法：

1)按配比称取原料；

2)取除聚谷氨酸外的原料，加水溶解，再加聚谷氨酸混匀，即得。

实施例3、本发明水培营养液的制备

配方：

制备方法：

1)按配比称取原料；

2)取除聚谷氨酸外的原料，加水溶解，再加聚谷氨酸混匀，即得。

以下通过试验例来说明本发明的有益效果。

试验例1植物营养液对生菜种植影响研究

1、方法

以奶油和橡叶红两种生菜作为实验材料，三种不同的营养液处理：改良霍格兰营养液(Hs-H)、霍格兰营养液(Fs-H)、Hs-H+5mg/L聚谷氨酸(PGA)，Fs-H为阳性对照，Hs-H为阴性对照，三种营养液的具体成分见表1。PGA处理是将聚谷氨酸直接添加在制备好的Hs-H营养液中混匀备用。

各处理组营养液EC分别为Hs-H 1.28mS/cm、Fs-H 2.74mS/cm、PGA 1.96mS/cm，pH均调至5.8。选用32.5*24.5*4.5cm育苗盘，盘中铺满经过充分吸水后的海绵，每盘共80穴，将两个种生菜种子拨入穴孔内，每穴1粒种子。播种完成后用锡纸遮光以利种子发芽。避光催芽3d，将催芽后的幼苗转入育苗灯下，育苗室始终维持温度在22-24℃、空气相对湿度60％，光强为150μmol m

表1不同处理组营养液成分

2、养分分析

采用安捷伦7700e电感耦合等离子体质谱计(ICP-MS)检测栽培45天各处理组中奶油生菜和红橡叶生菜各元素含量和吸收量，其中养分吸收量的计算是通过不同元素的含量乘以生菜地上部干重得到(参考Comparing Efficacy of Different Biostimulants forHydroponically Grown Lettuce(Lactuca sativa L.)，Agronomy，2022，12，786，第4页)。结果见表2和3。

从结果可见：添加PGA可以显著提升奶油生菜的叶片Mn的含量，提升红橡叶生菜Mn的含量，其余元素含量变化并不明显(表2)。然而添加PGA显著的提升了生菜的生物量，因此，生菜对各元素的吸收量提升显著，奶油生菜和红橡叶生菜中，PGA处理后提升微量元素Mn的吸收量。

2、生菜产量和品质统计

采收在深层漂浮水培系统中栽培45天的各处理组生菜，检测生菜地上部分鲜重和干重，地下部分鲜重和干重，以及地下部分鲜重/地上部分鲜重比值，地下部分干重/地上部分干重比值，以确定生菜产量；同时，检测生菜中叶绿素、类黄酮、花青素、硝酸盐、可溶性糖和可溶性蛋白含量，以确定生菜的质量。具体各检测指标的方法为：具体各检测指标的方法为：叶绿素、类黄酮和花青素含量使用Dualex 4Scientific optical leaf-clip meter(FORCE-A,Orsay,France)测定(参考Comparing Efficacy of Different Biostimulantsfor Hydroponically Grown Lettuce(Lactuca sativa L.)，Agronomy，2022，12，786，第4页)；硝酸盐含量测定采用硫酸-水杨酸比色法测定(参考《植物生理生化实验原理和技术》，李合生主编，2000年，123页)。可溶糖含量测定采用硫酸-蒽酮比色法(参考《植物生理生化实验原理和技术》，李合生主编，2000年，195页)。可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250比色法(参考《植物生理生化实验原理和技术》，李合生主编，2000年，184页)。具体结果见图1～12。

从上述结果可见：添加聚谷氨酸显著提升奶油生菜地上部鲜重24.13％，提升红橡叶生菜地上部鲜重53.07％。提升奶油生菜地上部干重45.87％，提升红橡叶生菜地上部干重24.83％。提升奶油生菜地下部鲜重26.18％，提升红橡叶生菜地下部鲜重69.92％。提升奶油生菜地下部干重90.32％，提升红橡叶生菜地下部干重50.00％。提升红橡叶生菜叶片类黄酮含量24.00％。降低奶油生菜叶片硝酸盐含量66.80％，降低红橡叶生菜叶片硝酸盐含量14.42％。

综上所述，在低温弱光的生长条件下，添加聚谷氨酸于生菜营养液中，可显著增加水培生菜的产量，同时还可以有效的降低生菜的硝酸盐含量。