用原料鹽自行調配營養液:ppm 計算

所有瓶裝營養液都是水加上少量可溶性鹽類。只要知道原料鹽的成分分析,再做一行算術,就能算出達到目標濃度時每種鹽各需要多少。本文說明這套計算方法,並提供一份完整的計算配方範例,也涵蓋螯合微量元素、濃縮 A/B 母液,以及決定自製配方成敗的沉澱規則。我們也會坦白說明誰適合這樣做,誰應該繼續購買調配好的產品。


1. 先說清楚:本文適合誰

我們本身代理經銷調配好的營養液產品線。 所以我們會直接說明本文的定位。

用原料鹽自行調配只適用於少數情況:

  • 大規模商業種植:營養成本是一筆可觀的支出,而且有技術人員能正確執行調配與檢驗。
  • 研究與試驗工作:需要單獨調整某一種元素,而調配好的產品做不到這點。
  • 確實買不到調配好產品的種植者:只能使用當地買得到的材料。
  • 任何想了解瓶子裡裝了什麼的人:本文大部分內容就是為此而寫。

對大多數種植者來說,自行調配並不划算,而且理由與商業考量無關:

  • 調配好的產品線是已經解決的問題。 比例、螯合、微量元素配方與 pH 表現都已經過研究與測試。要用原料鹽重現這些,需要實實在在的功夫。
  • 鹽類的品質與一致性參差不齊。 農業級原料鹽不一定符合標示內容,而且你很難自行檢驗。
  • 沉澱是實際存在的失敗原因。 鈣與磷酸鹽、或鈣與硫酸鹽,在濃縮混合液中會產生沉澱。這就是為什麼每條商業產品線都分成兩到三劑,且絕不在未稀釋狀態下混合。
  • 把你的時間、測定計、失敗的批次和作物風險都算進去後, 省下的錢比表面上看起來少。

閱讀本文是為了了解你的肥料。只有符合上述四種情況之一時,才用原料鹽自行調配。

2. 一段話說明 EC、CF 與 ppm

測定計的基礎知識已在主題 392(pH 與 EC)中說明,這裡只簡述重點。EC(電導度) 是測定計實際測量的數值,單位為 mS/cm(1 mS/cm = 1,000 µS/cm)。CF 是同一讀數乘以 10(1 mS/cm = CF 10)。以 ppm 表示的 TDS 是質量,即每公升溶解固體的毫克數。要正確測量 TDS,必須將過濾後的樣本蒸發並秤量殘留物:50 ml 的 700 ppm 溶液會留下 35 mg。沒有任何手持式「ppm 筆」能測量 TDS。 所有 ppm 測定計都是先測量 EC,再乘以一個換算係數。這個係數只是近似值,因為測定計無法得知你的溶液裡有什麼。

3. 換算係數陷阱、校正與 EC 目標值

常用的換算係數有三種:

慣例 換算
美制(500 標度) 1 mS/cm(EC 1.0,CF 10)= 500 ppm
歐制(640 標度) 1 mS/cm = 640 ppm
澳制(700 標度) 1 mS/cm = 700 ppm

測定計採用哪種標度取決於型號,而不只是品牌。請查閱說明書:許多測定計可以讓你自行設定係數。

後果是: 同一份溶液,依你拿起的測定計不同,讀數可能是 500、640 或 700 ppm。為 700 標度測定計寫的「700 ppm」配方,在 500 標度測定計上是「500 ppm」的溶液。在 500 標度測定計上以 700 為目標的種植者,餵養濃度會比預期濃 40%。

由此得出三條規則:

  1. 了解你的測定計的換算係數。 如果查不到,那就是該換一台測定計的理由。
  2. 記錄與溝通時優先使用 EC 而非 ppm。 EC 是物理測量值,不涉及任何慣例。
  3. 無論在哪裡看到 ppm 數值,包括本論壇,都要問清楚是哪一種標度。 如果沒人說明,就把它當作近似值。

測定計規格: 你需要一台讀數範圍至少 0–2,000 ppm(或 0–1,999)的測定計。0–999 的測定計可以透過將樣本以等體積的乾淨水稀釋、再將讀數加倍來延伸量程,但結果只是粗略值。防水型測定計較貴,但值得。

校正: 定期(每週一次是合理的習慣)以電導度標準液檢查測定計。1.413 mS/cm(25 °C 時為 1,413 µS/cm) 是最廣泛使用的標準液,市面上也有供水培測定計使用的 2.77 mS/cm 標準液。請以 EC 進行校正。如果你的測定計只顯示 ppm,它應顯示的數值取決於其標度。在 1.413 mS/cm 時,線性 500 標度測定計約顯示 707 ppm,700 標度測定計約顯示 990 ppm。

營養液的 EC 目標值。 以下僅為典型範圍。正確數值取決於栽培品種、介質、氣候與生長階段:

階段 典型營養液 EC(mS/cm)
幼苗 / 扦插苗 0.4–0.8
營養生長期 1.0–1.6
開花期 1.4–2.2

水培與椰糠種植者常採用開花期範圍的上段。從較低值開始,再依植株的反應逐步調高。另外,排出液或根區讀數約 4.0 mS/cm 遠高於任何正常的營養液濃度。這表示介質中有鹽分累積,你應該用較稀的溶液或清水淋洗介質。

4. 計算方法

從定義開始。 1 公克任何物質溶於 1 公升水中 = 1,000 mg/L = 該物質的 1,000 ppm。

接著考慮肥料鹽並非純營養素這一事實。 如果某種鹽按質量計含某元素 P%,則每 1 g/L 的該鹽可提供:

1,000 × (P ÷ 100) = 該元素 10 × P ppm。

反過來推算你真正需要的數值:

每公升公克數 = 目標 ppm ÷ (10 × P)

其中 P 為該元素在鹽中所佔的百分比。

計算範例。 你想要 150 ppm 的氮,使用含 15.5% N 的硝酸鈣:

每公升公克數 = 150 ÷ (10 × 15.5) = 150 ÷ 155 = 0.97 g/L

驗算: 0.97 g/L × 15.5% = 0.15 g/L 的 N = 150 mg/L = 150 ppm。正確。

第二個範例。 你想從瀉鹽(七水硫酸鎂,約含 9.8% Mg)取得 50 ppm 的鎂:

每公升公克數 = 50 ÷ (10 × 9.8) = 0.51 g/L

這個公式有兩件事做不到,而且兩者都很重要:

它一次只能處理一種元素。 實際的鹽類含有不只一種元素。硝酸鈣同時提供鈣和氮,硝酸鉀同時提供鉀和氮。你必須一步步建立配方:選出供應最受限元素的鹽,計算其用量,扣除它對其他元素的貢獻,然後繼續。第 5 節展示了結果。

肥料標示並非都採用相同基準。 典型陷阱:NPK 標示慣例上以 P₂O₅ 表示磷、以 K₂O 表示鉀,而非元素態的 P 和 K。換算方式:P = P₂O₅ × 0.436,K = K₂O × 0.830。如果你把 P₂O₅ 百分比代入公式,卻把答案當成元素態磷,誤差將超過兩倍。在計算任何數值之前,先確認你的鹽的成分分析採用哪種基準。

5. 完整的計算配方範例

這是一份用來示範方法的通用溶液範例,並非針對大麻最佳化的餵養表。百分比為典型標示分析值換算成元素態後的數值。請使用你自己包裝袋上的數據。

鹽類(所採用的分析值) g/L N P K Ca Mg S
硝酸鈣(15.5% N、19% Ca) 0.80 124 – – 152 – –
磷酸二氫鉀,MKP(22.7% P、28.2% K) 0.22 – 50 62 – – –
硝酸鉀(13% N、38% K) 0.20 26 – 76 – – –
七水硫酸鎂(9.8% Mg、13% S) 0.50 – – – – 49 65
硫酸鉀(41.5% K、18% S) 0.15 – – 62 – – 27
總計(ppm) 1.87 150 50 200 152 49 92

每一格就是 g/L × 10 × P。例如 MKP 提供 0.22 × 10 × 22.7 = 50 ppm P。微量元素(第 6 節)另外添加。

調配前估算 EC。 將每種主要離子換算為每公升毫當量數(ppm ÷ 當量)。一條廣泛使用的經驗法則是 EC(mS/cm)≈ 陽離子總量(meq/L)÷ 10。以本配方為例:K 200 ÷ 39.1 ≈ 5.1,Ca 152 ÷ 20.0 ≈ 7.6,Mg 49 ÷ 12.2 ≈ 4.0,再加上硝酸鈣中少量銨所貢獻的約 0.6。合計約 17.3 meq/L,因此在原水讀數之上大約再增加 1.7 mS/cm。 陰離子總量也大致相同(硝酸根 ≈ 10.1、硫酸根 ≈ 5.7、磷酸根 ≈ 1.6 meq/L),可用來檢查計算是否正確。實際 EC 會隨鹽類組合而變化,所以這只是估算值。最終以測定計讀數為準。

6. 微量元素與螯合鐵

鐵、錳、鋅、硼、銅和鉬的需求量極少。粗略而言,典型水培配方的用量約為 Fe 1–3、Mn 0.3–0.8、Zn 0.05–0.3、B 0.2–0.5、Cu 0.02–0.1 及 Mo 0.01–0.05 ppm。沒有分析天平的話,要為小批次秤量這些份量並不實際。大多數自行調配者會購買現成的螯合微量元素混合劑,並用同一公式計算用量。

鐵必須是螯合態。 未螯合的鐵鹽會隨 pH 升高而沉澱。選擇哪種螯合劑取決於你的 pH:

螯合劑 可維持鐵有效性的上限約為
Fe-EDTA pH 6.5(適用於在 5.5–6.0 運行的水培;最便宜)
Fe-DTPA pH 7.5
Fe-EDDHA pH 9(適用於高 pH 介質或硬水;最昂貴)

不同來源公布的臨界值略有差異,但順序是一致的。套用公式的範例:含 13% Fe 的 Fe-EDTA,要達到 2 ppm Fe 需要 2 ÷ (10 × 13) = 0.015 g/L。螯合鐵會被光分解,這也是儲液槽應保持避光的另一個原因。

7. 製作 100 倍 A/B 母液

每次更換儲液槽都要秤量公克數很費時,而且批次越小誤差越大。標準做法是一次製作兩種濃縮母液:

  • A 劑: 硝酸鈣,通常連同螯合鐵。
  • B 劑: 磷酸鹽與硫酸鹽類(MKP、硝酸鉀、硫酸鎂、硫酸鉀)以及其他微量元素。

若要製作上述配方的 100 倍母液,將每個 g/L 數值乘以 100,溶於 1 公升母液中。A 劑: 80 g 硝酸鈣(+ 1.5 g Fe-EDTA)。B 劑: 22 g MKP、20 g 硝酸鉀、50 g 硫酸鎂、15 g 硫酸鉀。使用時,每公升最終溶液加入 10 ml A 劑與 10 ml B 劑(每 100 公升各加 1 公升)。硫酸鉀是 B 劑中溶解度最低的鹽,所以在提高濃縮倍數之前要先確認溶解度。兩個容器都要清楚標示,存放於陰涼避光處,而且絕不可將 A 劑與 B 劑在未稀釋狀態下直接混合。

8. 調配步驟

  • 讓每種固體完全溶解。 溫水可加快溶解。測量前務必確認每種固體都已完全溶解,因為儲液槽底部未溶解的鹽會讓測定計讀數失去意義。
  • 將每一劑分別加入足量的水中,並在每劑之間攪拌。 絕不可將未稀釋的濃縮液直接混合,尤其是鈣與磷酸鹽或硫酸鹽。作業時可用沉水泵讓儲液槽保持混合均勻。
  • 先加主要鹽類,最後加補充劑。 有機添加劑會讓 EC 讀數不可靠,所以要等鹽類讀數達到目標後再添加。
  • 先調 EC,再調 pH。 pH 穩定所需的時間比 EC 長,所以讀數前要充分混合。水培的目標約為 5.5–6.0(詳見主題 392)。不必追求小數點後的精確。
  • pH 調升/調降劑要先稀釋,並在攪拌時緩慢加入。 局部的高 pH 區域可能使磷酸鈣與鐵沉澱。
  • 從低濃度開始,逐步提高。 每個栽培品種的反應都略有不同。
  • 保持簡單。 不要試圖什麼都加。
  • 更換營養液,而不是追著缺乏症補救。 餵養數天後,儲液槽中的養分平衡會漂移。懷疑有營養問題時,通常正確的做法是更換營養液,而不是往裡面添加(參見主題 1337,營養鎖定)。
  • 將儲液槽維持在 20–22 °C 並保持避光。 這樣藻類問題會大幅減少。水溫越高,溶氧量越低,而打氣只能將溶氧提高到飽和,無法超過。

最後一點在本地區最為重要。 在東南亞沒有空調的房間裡,儲液槽不會自然維持在 20–22 °C。溫暖的營養液含氧量較低,這正是 Pythium 與根腐病容易立足的條件。在這裡,儲液槽降溫不是可有可無的。至少要為儲液槽做隔熱、不要放在溫熱的地板上,並保持避光。 這是在溫帶氣候與熱帶氣候中運行水培系統最大的單一差異。

9. 如果你要認真做

  1. 一台已校正的 EC 測定計,且你知道它的換算係數。
  2. 一台已校正的 pH 測定計。
  3. 精確到 0.01 g 的秤,用於主要鹽類;除非你有分析天平,否則請使用預混的微量元素混合劑。
  4. 標有保證成分分析的鹽類,來自願意提供分析資料的供應商。
  5. 分開的 A 劑與 B 劑母液,絕不在未稀釋狀態下混合。
  6. 一份書面配方,並附上計算過程,讓你可以檢查、別人也能重現。
  7. 紀錄: 批次、日期、目標與實測的 EC 和 pH,以及植株的反應。

自行用鹽類調配時,失敗原因很少出在計算上,而是未溶解的鹽、沉澱的鈣、標度錯誤的測定計,以及標示錯誤的包裝袋。

給本地區真正用原料鹽自行調配過的人:你們買得到哪些材料?成分分析的品質如何?本頁的計算很簡單。真正的問題是,你能不能在泰國或越南買到一袋硝酸鈣並信任上面標示的數字,而這只有親自試過的人才能回答。

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本文為技術性園藝資訊,供在所屬司法管轄區內合法從事相關活動的讀者參考。肥料鹽屬於化學品:請安全存放,遠離兒童,並遵守供應商的安全資料表。各國對大麻的管制方式不同。在泰國,依據《公共衛生部關於管控草藥(大麻)之公告》佛曆 2568 年,大麻花屬於管控草藥。僅能憑 PT 33 表格處方配發,不得在網路上販售或廣告,也不得作為娛樂用途。種植與交易須遵守公共衛生部的許可規定。《大麻管制法》目前仍為草案。本文內容不構成任何法律或醫療建議。