Решение Хогланда
Раствор Хоагланда — это гидропонный питательный раствор , который был недавно разработан Хоагландом и Снайдером в 1933 году. [1] модифицирован Хоугландом и Арноном в 1938 году, [2] и переработан Арноном в 1950 году. [3] Это одна из самых популярных стандартных композиций искусственных растворов для выращивания растений , по крайней мере, в научном мире указано более 20 000 ссылок : в Google Scholar . [4] Раствор Хоугланда обеспечивает все необходимые элементы для питания растений и подходит для поддержания нормального роста большого количества видов растений. [5]
Модификации [ править ]
Решение, описанное Деннисом Хоугландом в 1933 году: [1] известный как раствор Хогланда (0), несколько раз модифицировался, в основном для добавления хелатов железа для эффективного удержания железа в растворе. [6] и оптимизировать состав и концентрацию других микроэлементов , некоторые из которых обычно не играют никакой роли в питании растений. [7] В рецептах питательных веществ Хоагланда 1938 года, получивших название «раствор Хоагланда» (1, 2), количество микроэлементов впоследствии было уменьшено до общепринятых незаменимых элементов ( B , Mn , Zn , Cu , Mo , Fe и Cl ). [2] Более поздние исследования подтвердили, что их концентрации были скорректированы для оптимального роста растений. [8]
В редакции Арнона 1950 г. по сравнению с 1938 г. была изменена только одна концентрация (Mo 0,011 ppm ) (Mo 0,048 ppm), тогда как концентрация макроэлементов растворов Хогланда (0), (1) и (2) осталась прежней, поскольку 1933 г., за исключением кальция (160 ppm) в растворе (2). [3] Основное различие между раствором (1) и раствором (2) заключается в различном использовании нитрата азота азота и аммонийного на основе исходных растворов для приготовления соответствующего интересующего раствора Хогланда. Соответственно, исходные концентрации 1933 г. и измененные концентрации 1938 и 1950 гг. для каждого существенного элемента и натрия показаны ниже, расчет последних значений получен из таблиц 1 и 2: [9]
- N 210 частей на миллион
- Р 31 ч/млн
- S 64 частей на миллион
- Cl 0,14 ч/млн/ 0,65 ч/млн
- Б 0,11 ч/млн/ 0,5 ч/млн
- Na 0 частей на миллион / 0,023 частей на миллион / 1,2 частей на миллион *
- Мг 48,6 частей на миллион
- К 235 частей на миллион
- Примерно 200 частей на миллион / 160 частей на миллион
- Mn 0,11 ч/млн/ 0,5 ч/млн
- Zn 0,023 ч/млн/ 0,05 ч/млн
- Cu 0,014 ч/млн/ 0,02 ч/млн
- Мо 0,018 частей на миллион/ 0,048 частей на миллион / 0,011 частей на миллион
- Fe 1 ч/млн/ 5 ч/млн / 2,9 ч/млн *
Приложения [ править ]
Питательные вещества растения обычно поглощаются из почвенного раствора. [10] Раствор Хоагланда, первоначально предназначенный для имитации почвенного раствора, богатого питательными веществами . [11] имеет высокие концентрации N и K, поэтому очень хорошо подходит для выращивания крупных растений, таких как томаты и болгарский перец . [12] Например, раствор макроэлементов половинной концентрации (1) Хогланда можно комбинировать с полным раствором микроэлементов Лонг-Эштона десятой концентрации и раствором ЭДТА железа для удобрения рассады томатов . [13] Благодаря относительно высоким концентрациям в водных исходных растворах (см. Таблицы 1 и 2) раствор Хогланда очень хорош для выращивания растений с более низкими потребностями в питательных веществах, таких как салат и водные растения , при дальнейшем разбавлении препарата. к 1 ⁄ 4 или 1/5 раствора модифицированного . [14]
Компоненты [ править ]
Соли , кислоты и комплексные ионы для составления рецептур гидропонного раствора Хогланда (1) и (2): [15]
- Калийная селитра, KNO 3
- Тетрагидрат нитрата кальция, Ca(NO 3 ) 2 •4H 2 O
- Гептагидрат сульфата магния, MgSO 4 ·7H 2 O
- Калия дигидрофосфат, KH 2 PO 4 или
- Дигидрофосфат аммония, (NH 4 )H 2 PO 4
- Борная кислота, H 3 BO 3
- Тетрагидрат хлорида марганца, MnCl 2 •4H 2 O
- Гептагидрат сульфата цинка, ZnSO 4 ·7H 2 O
- Пентагидрат медного купороса, CuSO 4 ·5H 2 O
- Моногидрат молибденовой кислоты, H 2 MoO 4 ·H 2 O или
- Дигидрат молибдата натрия, Na 2 MoO 4 •2H 2 O
- Тартрат железа или железо(III)-ЭДТА − или хелат железа (Fe-EDDHA − )
Компоненты решения Хогланда (1) [ править ]
Для приготовления исходных растворов и полного раствора Хогланда (1) [2]
| Компонент | Количества в растворе | |
|---|---|---|
| г/л | мл/л | |
| Макронутриенты | ||
| 2М КНО3 | 202 | 2.5 |
| 2М Са(NO 3 ) 2 •4H 2 O | 472 | 2.5 |
| 2M MgSO 4 •7H 2 O | 493 | 1 |
| 1М Х 2 ПО 4 | 136 | 1 |
| Микронутриенты | ||
| H3BOH3BO3 | 2.86 | 1 |
| MnCl 2 •4H 2 O | 1.81 | 1 |
| ZnSO 4 •7H 2 O | 0.22 | 1 |
| CuSO 4 •5H 2 O | 0.08 | 1 |
| H 2 MoO 4 ·H 2 O, или | 0.09 | 1 |
| Na 2 MoO 4 •2H 2 O | 0.12 | 1 |
| Железо | ||
| C 12 H 12 Fe 2 O 18 , или Спринт 138 хелат железа * | 5 15 | 1 1.5 |
Компоненты для решения Хогланда (2) [ править ]
Для приготовления исходных растворов и полного раствора Хогланда (2) [3]
| Компонент | Количества в растворе | |
|---|---|---|
| г/л | мл/л | |
| Макронутриенты | ||
| 2М КНО3 | 202 | 3 |
| 2М Са(NO 3 ) 2 •4H 2 O | 472 | 2 |
| 2M MgSO 4 •7H 2 O | 493 | 1 |
| 1М NH 4 H 2 ПО 4 | 115 | 1 |
| Микронутриенты | ||
| H3BOH3BO3 | 2.86 | 1 |
| MnCl 2 •4H 2 O | 1.81 | 1 |
| ZnSO 4 •7H 2 O | 0.22 | 1 |
| CuSO 4 •5H 2 O | 0.08 | 1 |
| H 2 MoO 4 •H 2 O | 0.02 | 1 |
| Железо | ||
| C 12 H 12 Fe 2 O 18 , или Спринт 138 хелат железа* | 5 15 | 1 1.5 |
Альтернативы некоторым компонентам [ править ]
Хелат железа Sprint 138 производится в виде Na -Fe- EDDHA (C 18 H 16 FeN 2 NaO 6 ), тогда как оригинальные растворы Хоагланда содержат тартрат железа (C 12 H 12 Fe 2 O 18 ), но не содержат ионов натрия. [1] [2] [3] Синтез безнатриевого комплекса железа ЭДТА (C 10 H 12 FeN 2 O 8 − ) в лаборатории иногда предпочтительнее покупать готовые продукты . [6] [9] Переменные микроэлементы (например, Co, Ni) и довольно несущественные элементы (например, Pb, Hg), упомянутые в публикации Хогланда 1933 года. [1] (известные как «AZ-решения a и b» [16] ) больше не включены в его более поздние циркуляры. [2] [3] Большинство этих металлических элементов , а также органических соединений не необходимы для нормального питания растений. [17] В виде исключения имеются данные о том, что, например, некоторым водорослям необходим кобальт для синтеза витамина В12 . [18]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Хоугланд, ДР; Снайдер, WC (1933). «Питание растений клубники в контролируемых условиях. (а) Эффекты недостатка бора и некоторых других элементов, (б) подверженность повреждениям солями натрия». Труды Американского общества садоводческих наук . 30 : 288–294.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и Хогланд и Арнон (1938). Водно-культурный метод выращивания растений без почвы (Циркуляр (Калифорнийская сельскохозяйственная экспериментальная станция), 347 изд.). Беркли, Калифорния: Калифорнийский университет, Сельскохозяйственный колледж, Сельскохозяйственная экспериментальная станция. OCLC 12406778 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и Хогланд и Арнон (1950). Водный метод выращивания растений без почвы . (Циркуляр (Калифорнийская сельскохозяйственная экспериментальная станция), 347. Изд.). Беркли, Калифорния: Калифорнийский университет, Сельскохозяйственный колледж, Сельскохозяйственная экспериментальная станция. (Редакция) . Проверено 1 октября 2014 г.
- ^ «Водно-культурный метод выращивания растений без почвы» . Google Академик . Проверено 3 февраля 2020 г. .
- ^ Смит, Г.С.; Джонстон, CM; Корнфорт, Исландия (1983). «Сравнение питательных растворов для роста растений в песчаной культуре» . Новый фитолог . 94 (4): 537–548. дои : 10.1111/j.1469-8137.1983.tb04863.x . ISSN 1469-8137 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Джейкобсон, Л. (1951). «Поддержание запаса железа в питательных растворах путем однократного добавления этилендиаминтетраацетата трехвалентного калия» . Физиология растений . 26 (2): 411–413. дои : 10.1104/стр.26.2.411 . ПМК 437509 . ПМИД 16654380 .
- ^ Арнон, Д.И. (1938). «Микроэлементы в культурально-растворных опытах с высшими растениями». Американский журнал ботаники . 25 (5): 322–325. дои : 10.2307/2436754 . JSTOR 2436754 .
- ^ ван Делден, Ш.; Назаридельжу, MJ; Марселис, ЛФМ (2020). «Питательные растворы для Arabidopsis thaliana : исследование состава питательных растворов в гидропонных системах» . Растительные методы . 16 (72): 1–14. дои : 10.1186/s13007-020-00606-4 . ПМЦ 7324969 . ПМИД 32612669 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Нагель, Калифорния; Ленц, Х.; Кастенхольц, Б.; Гилмер, Ф.; Авереш, А.; Путц, А.; Хайнц, К.; Фишбах, А.; Шарр, Х.; Фиорани, Ф.; Уолтер, А.; Шурр, У. (2020). «Платформа GrowScreen-Agar позволяет идентифицировать фенотипическое разнообразие особенностей роста корней и побегов растений, выращенных в агаре» . Растительные методы . 16 (89): 1–17. дои : 10.1186/s13007-020-00631-3 . ПМК 7310412 . ПМИД 32582364 .
- ^ «Значение почвенного раствора» . Растение . Проверено 26 августа 2020 г.
- ^ Аррениус, О. (1922). «Поглощение питательных веществ и рост растений в зависимости от концентрации ионов водорода» . Журнал общей физиологии . 5 (1): 81–88. дои : 10.1085/jgp.5.1.81 . ПМК 2140552 . ПМИД 19871980 .
- ^ Гензель, Ф.; Дике, доктор медицины; Юнкер-Фрон, Л.В.; Нойвонер, А.; Тиле, Б.; Путц, А.; Усадель, Б.; Вормит, А.; Визе-Клинкенберг, А. (2021). «Влияние умеренного холода и солевого стресса на накопление антиоксидантных флавоноидов в листьях двух сортов стручкового перца» . Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 69 (23): 6431–6443. doi : 10.1021/acs.jafc.1c00908 . ПМИД 34081868 . S2CID 235335939 .
- ^ Он, Ф.; Тиле, Б.; Ватт, М.; Краска, Т.; Ульбрих, А.; Кун, Эй Джей (2019). «Влияние охлаждения корней на рост растений и качество плодов коктейльных томатов в течение двух сезонов подряд» . Журнал качества продуктов питания . ID статьи 3598172: 1–15. дои : 10.1155/2019/3598172 .
- ^ «Решение Хоаглендса для гидропонного выращивания» . Наука в гидропонике . Проверено 1 октября 2014 г.
- ^ Эпштейн Э. (1972). Минеральное питание растений: принципы и перспективы . John Wiley & Sons, Нью-Йорк, стр. 412.
- ^ Шропп, В.; Аренц, Б. (1942). «О влиянии растворов AZ компании Hoagland и некоторых их компонентов на рост растений». Журнал питания растений и почвоведения . 26 (4–5): 198–246. дои : 10.1002/jpln.19420260403 .
- ^ Мурасиге, Т; Скуг, Ф (1962). «Пересмотренная среда для быстрого роста и биоанализов с культурами тканей табака». Физиология Плантарум . 15 (3): 473–497. дои : 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x . S2CID 84645704 .
- ^ Кумудха, А.; Сельвакумар, С.; Дилшад, П.; Вайдьянатан, Г.; Тхакур, М.С.; Сарада, Р. (2015). «Метилкобаламин - форма витамина B12, идентифицированная и охарактеризованная у Chlorella vulgaris». Пищевая химия . 170 : 316–320. doi : 10.1016/j.foodchem.2014.08.035 . ПМИД 25306351 .