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水稻营养液之匙

水稻是全球主要粮食作物之一，具有重要的研究意义。近年来，水稻水培技术被广泛应用在科学研究和生产中。水稻水培是将水稻植株根系悬浮在营养液中，通过营养液为水稻提供生长所需的水分、养分和氧气等。通过科学调配营养液的组成、浓度、温度、pH值、溶解氧等，满足水稻不同生长阶段的营养需求。

常见的水稻营养液有霍格兰营养液、木村 B 水稻营养液、Yoshida水稻营养液、国际通用水稻营养液、日本园式水稻营养液、华南农业大学水稻营养液等。它们在配方、使用效果等方面存在一定差异。

以霍格兰营养液、木村 B 水稻营养液、Yoshida水稻营养液为例，下示为营养液原始配方和改良配方，及不同营养液的优缺点。

（一）成分

不同营养液在大量元素和微量元素的种类和比例上存在差异。例如，某些营养液中可能含有较高比例的氮元素，以促进水稻的生长和分蘖；而另一些营养液则可能更注重微量元素的平衡，以提高水稻的抗逆性。微量元素的种类和含量也可能不同。有些营养液含有特定的微量元素组合，以满足特定地区或特定品种水稻的需求。

主要由铵盐、钾盐、钙盐、镁盐、磷酸盐等组成，并且含有铁盐溶液和微量元素液。铁盐溶液通常由七水硫酸亚铁和乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）等组成，用于提供铁元素及保持其稳定性。

（1）霍格兰营养液原始配方

（2）改良霍格兰营养液配方^[2]（Coolaber # NSP1020）

文献中的改良配方如下：

Coolaber的改良型霍格兰营养液与文献中的配方基本一致：

主要包含钙盐、铵盐、钾盐、磷酸盐、硫酸镁等。此外，也含有其他微量元素如钼、硼等。Yoshida水稻营养液的配方由国际水稻研究所于1976年发表于《Laboratory Manual for Physiological Studies of  Rice》上，原配方需要准备6种母液，配制方法复杂，且母液不易保存。

Yoshida营养液配方（Coolaber # NSP1040）

包含硫酸铵、硫酸镁、硝酸钾、磷酸二氢钾、硝酸钙、硫酸钾等大量元素，以及铁盐、钙盐大量微量元素混合液。

（1）木村B营养液原始配方

文献中的木村B营养液配方^[2]如下：

（2）木村B营养液配方（Coolaber # NSP1050）

改良的木村B营养液由以下常量营养素组成：0.36 mM (NH₄)₂SO₄、0.36 mM Ca(NO₃)₂·4H₂O、0.27 mM K₂SO₄、0.55 mM MgSO₄·7H₂O、0.18 mM KH₂PO₄；微量元素为20 μM EDTA-Fe、0.77 μM ZnSO₄·7H₂O、0.32 μM CuSO₄·5H₂O、20 μM H₃BO₃、9.10 μM MnCl₂、0.15 μM (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O^[1]。

（二）优缺点

不同的营养液可能适用于不同生长阶段和不同品种的水稻。例如，一些营养液可能更适合水稻苗期的生长，而另一些则更适合水稻抽穗期和灌浆期。

1. 霍格兰营养液：

（1）优点

营养全面均衡：含有植物生长所需的多种大量元素和微量元素，能为植物提供较全面的养分，促进植物生长发育，在植物水培和无土栽培中应用广泛。

（2）缺点

缺乏针对性：适用于多种植物，但对于水稻，其配方可能并非最具针对性，不一定能完全满足水稻在各个生长阶段的特殊需求。

2. Yoshida 水稻营养液：

（1）优点：

科学性强：配方由国际水稻研究所发表，具有较高的科学性和可靠性，能较好地满足水稻生长的营养需求。 

（2）缺点：

对 pH 值要求严格：Yoshida 水稻营养液在使用时需要严格控制 pH 值在合适的范围内，否则可能影响水稻对养分的吸收和利用。

3. 木村 B 水稻营养液：

（1）优点：

针对性强：其配方可能更适合某些特定地区或特定品种的水稻，对于一些对营养成分有特殊需求的水稻，能更精准地提供养分，有助于提高水稻的生长适应性和抗逆性。

（2）缺点：

配制和使用要求高：成分相对复杂，在配制营养液时需要严格按照比例进行混合，否则可能影响营养液使用效果。

适用范围有限：由于其针对性较强，对于一些普通的水稻品种或常规的栽培环境，可能并非最优的选择。且该营养液主要用于科研实验，在农业实际生产中应用相对较少。

（3）注意：

Coolaber的木村B营养液不含硅酸钠，硅酸钠呈碱性，对于调节营养液的酸碱度有一定作用，并且可能有助于增强水稻的细胞壁结构，减少植物重金属胁迫，提高水稻的抗倒伏能力等。可选择向培养基中添加50-100 ppm硅元素，即为0.5-1 g/L的Na₂SiO₃·9H₂O。硅酸钠呈碱性，加入硅酸钠后需要用H₂SO₄或HCl调节工作液pH值。

1. 木村B水稻营养液

NSP1050木村B水稻营养液（干粉+浓缩液）

NS1050 1000×木村B水稻营养液（3种母液）

2. Yoshida水稻营养液

NSP1040 Yoshida水稻营养液（干粉，575 mg/L）

NS1040 800×Yoshida水稻营养液（3种母液，pH5.5-5.8）

3. 改良型霍格兰营养液

NSP1020改良型霍格兰营养液（干粉+浓缩液）

NS10205 500×改良型霍格兰营养液（3种母液，pH5.8）

其中，干粉形式较耐储存，母液形式使用方便、无需调节pH。您可根据自身需求选择合适的产品。（咨询电话：400-878-6800）

1. 营养不平衡

（1）问题与解决方案

问题：水稻出现缺素症状，如叶片发黄、生长缓慢、分蘖少等；或者出现元素过量症状，如叶片灼伤、生长受阻等。

解决方案：定期检测营养液的成分和浓度，根据水稻的生长阶段和需求及时调整营养液的配方。同时，注意微量元素的补充，避免因微量元素缺乏而影响水稻的生长发育。

（2）不同元素对水稻生长发育的影响

A. 大量元素

• 氮：促进植株生长、分蘖，叶色浓绿，缺乏时植株矮小、分蘖少、叶片发黄，过量易倒伏、贪青晚熟。
  

• 磷：促进根系生长、增强抗逆性、助早成熟，缺乏时植株矮小、暗绿、分蘖少，过量影响其他元素吸收。
  

• 钾：增强抗倒伏和抗逆性、促进光合产物运输，缺乏时叶片有褐色斑点、易倒伏，过量抑制其他元素吸收。
  

• 钙：稳定细胞壁、利于根系生长和抗逆，缺乏时新叶畸形、生长点坏死。
  

• 镁：叶绿素组成成分，参与光合作用，缺乏时叶片失绿。
  

• 硫：参与蛋白质合成，缺乏时植株生长缓慢、叶片失绿。
  

B. 微量元素及其他有益元素

• 铁：参与叶绿素合成等，缺乏时新叶叶脉间失绿。
  

• 锰：参与光合作用等，缺乏时叶片脉间失绿有褐色斑点。
  

• 锌：参与生长素合成，缺乏时植株矮小、新叶白条状失绿。
  

• 铜：参与酶组成，缺乏时生长受阻、叶片失绿。
  

• 硼：促进花粉萌发和伸长，缺乏时结实率降低。
  

• 钼：参与氮代谢，缺乏时生长不良、叶片失绿。
  

• 硅和硒：均能有效缓解水稻对重金属元素例如镉的毒性，促进生长发育。
  

（3）水稻植株中各种元素缺乏症的临界含量及毒性^[2]。

2. pH 值不稳定

问题表现：营养液的 pH 值过高或过低，影响营养物质的有效性和水稻的生长。

解决方案：使用 pH 调节剂定期调节营养液的 pH 值，使其保持在适宜水稻生长的范围内（一般为 5.5 - 6.5）。同时，注意营养液的配制和储存过程中的 pH 值，避免 pH 值的剧烈变化。

3. 根系缺氧

问题表现：水稻根系生长不良，出现褐色或黑色根系，严重时导致植株死亡。

解决方案：增加营养液的循环和通气，如采用曝气装置或定期更换营养液，以提高营养液中的溶解氧含量。同时，选择合适的栽培容器和基质，避免根系过于密集而影响氧气的供应。

4. 光温等环境因素

问题表现：环境中的温度、光照等因素也会影响水稻的生长，可能导致叶片发黄等症状。

解决方案：选择合适的培养条件和环境。

5. 配制小贴士^{[1, 2]}

（1）如需添加SiO₂，建议以硅酸钠形式添加。对于水稻来说，50-100 ppm的SiO₂是足够的。

（2）如需用自来水配制培养液，应分析自来水中钙、镁元素的含量，在配制培养液时，相应减少或省略这些元素。

（3）如果铵态氮是氮离子的唯一来源，则随着水稻植株吸收铵根离子，培养液的pH值降低，需定期校正培养液的pH值，否则会影响水稻根系的生长。当硝态氮是氮的唯一来源时，培养液的pH值会增加，pH值过高可能会导致缺铁，尤其是在水稻幼苗时期。铵态氮和硝态氮都是有效的氮源，但铵根离子比硝酸根离子吸收得快得多。因此，当培养液中同时存在这两种形式的氮时，溶液的pH值先降低，然后随着铵根离子被吸收和植物开始吸收硝酸根离子而开始升高。

6. 常见症状及解决方案^[2]

（1）症状一：整片叶子褪绿并可能发白。初生嫩叶首先受到影响。该症状容易在幼苗中出现。

原因：缺铁，这说明营养液的pH值过高。

解决方案：将pH值降低到略低于5.0。为使水稻更快恢复，可以用含有2滴Tween 20的0.5%的FeSO₄•7H₂O溶液(pH 4.4)喷洒幼苗。

（2）症状二：植株变为浅绿色。老叶明显褪绿，开始变成黄橙色，从叶尖开始死亡。

原因：缺氮，营养液没有定期更换。

解决方案：每周至少更换两次营养液，并在营养液中加入浓度为80 ppm的氮。

（3）症状三：根茎发育不良，分枝多。

原因：pH值低。营养液的pH值已远低于4.0一段时间了。

解决方案：经常测量并调节pH。

（4）症状四：培养容器中有强烈的硫化氢气味，严重的时候，根部可能会变黑。该病症往往发生在挑旗期至开花期。

原因：营养液中氮含量低

解决方案：规律地更换营养液，并添加氮使营养液中的氮浓度达到80 ppm。

参考文献

[1]Hengliang Huang, Mei Li, Muhammad Rizwan, Zhihua Dai, Yuan Yuan, Md Muzammel Hossain, Menghua Cao, Shuanglian Xiong, Shuxin Tu, Synergistic effect of silicon and selenium on the alleviation of cadmium toxicity in rice plants, Journal of Hazardous Materials, Volume 401, 2021, 123393, ISSN 0304-3894.

[2]Yoshida, Shouichi et al. Laboratory manual for physiological studies of rice (1971).