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小邱のDIY – 奧斯魔根肥製作及施肥策略

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發表於 2018-2-26 20:13 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 renchang420 於 2018-6-17 02:07 編輯 : X5 p- C+ M' E0 S# C5 @! f& K. Z: M

5 u+ `  m/ Z7 [. w& L- d: _9 a小邱のDIY – 奧斯魔根肥製作及施肥策略   (作者:邱仁彰、邱柏誌)
9 s. x! X$ C' I  W6 B0 ]
; _$ P' X3 b1 W4 N  c壹、 前言:4 I. Q% i3 g* Z$ c4 ]  v
在水草界將園藝著名緩釋肥「奧斯魔肥」(以下簡稱魔肥)當根肥,早已使用多年,但對於魔肥直接浸泡水中,其肥份釋放速率與一般施用於土壤上是否相同?仍存有懷疑。而對有經驗的老手而言魔肥既經濟又有效,但對新手而言稍有不慎就會引來藻類侵害,因此本文簡單做了一個測試,來了解魔肥的釋放率並找出一個施肥基準值,來輔助我們作為施肥參考。
2 N! }3 C" H- R8 z7 G
8 R- z8 A' p7 t6 j0 P貳、根肥製作:9 z" D9 {" k& @: F& a
其實這不是本文重點,因為很簡單,直接裝在空膠囊內就完成了。8 s7 j  t. F0 S7 V  s7 K
image1.jpg , F: Z# g8 M1 }) l- H1 b
6 p* J/ w! H0 _" w
參、測試:
+ h0 H8 ?4 W7 a# P  d4 Z7 e一、材料及器材:
* o4 g: t5 p. U: t, V(一)魔肥5g(第三代精準奧斯魔肥 高鉀型 11-11-18 (5-6M))
) z1 G: a# f+ d' [- T(二)RO水500ml(TDS 7ppm)
: ~- C4 O3 f0 a# _% j) I(三)TDS測試筆(量測範圍1~ 2999ppm)3 a+ e7 E) k, T7 P3 V
(四)空杯子3 i5 y$ i7 y; @
(五)保鮮膜+ Y2 {- v) y' {  A" {
(六)橡皮筋
' S( m) S8 M4 S  {7 h9 d image2.jpg image3.jpg & Q! s9 i" C; B0 A
6 f9 Z  {) N( F& I8 \2 n
二、測試方法及步驟:. r( J- c* |) Q9 f5 g) e
(一)將5克魔肥及RO水500m倒入空杯中混合。
- t9 [  ~) S. `! W(二)以TDS測試筆,不定時對混合液量測TDS值(量測前先攪拌均勻),並記錄量測時間及TDS值。
  ^* K; `2 n* v; l' J(三)每次量測完後,杯口以保鮮膜及橡皮筋封口,以避免水分蒸發影響濃度。# X3 S- B  B1 L! b* t& r
(四)因TDS測量範圍最大為2999ppm,故當測量值接近2999ppm時,將杯中混合液濾除,保留固體狀魔肥,並加入新RO水500ml,並重複步驟(二)繼續量測。/ O2 x  \$ p/ r5 g+ i
: C* `( w; ^5 g( V% l% k; S
三、結果及分析:( n/ @: h, p7 [! j7 z/ }) m
(一)量測數據:
8 J7 E+ [' w" L( j, B7 O4 N1.符號說明:
" v- [/ w) h! o/ U(1)TDS:實測值(累積釋放量)1 Y+ E% i4 G' q7 r, |
(2)TDS’:校正值(註:因RO水初始值為7ppm,必須於予以扣除;且TDS量測筆最大範圍為2999ppm,因上述「二、測試方法及步驟」之(四)換新RO水關係,所以換水後的實際累積釋放量=換水後量測值+換水前最後一次量測值-RO水初值,即下[表一]欄位F47=E47+F46-7、F48=E48+F46-7,以此類推)/ }5 \: ]& y& O( a0 E
(3)log(分):時間分鐘取其對數值
7 N. ^8 p# I4 J! b* i7 J$ {2.數據:
' @  b( l( y& _2 M; ]; G 實測值1.jpg
, @* X+ \/ a5 R  }6 ` 實測值2.jpg 4 Z* {0 |4 G' Z) u  N' f
實測值3.jpg
& ?/ Q+ U. O* r) ^/ A0 a* e[表一]
# D5 z& k6 U4 n. W2 V: j( W: A2 q& @9 a9 ]7 U! p/ D: W* k% E  {5 `8 d
2.繪製TDS’–時間(分)關係圖:
( }; Y4 Z! B& P8 W# K& [4 i! _ TDS-min.jpg 9 v+ q2 n0 i, v, l: H# }* n  @
[圖一]) V# |' M- I! [/ R" r4 i
8 k/ O  N8 t& m& g
(二)分析:7 r+ |" j: H* g
1. 繪製TDS–對數時間(log(min.))關係圖:
& N% a; h* A, P1 v8 ^. {8 Q TDS-log(min).jpg
( A7 k" E! ~3 d' E  F[圖二]
/ t+ v+ H1 C' ^' A3 l: Q' {& j& n8 G( i' n/ q* f
2.回歸分析:經由上圖回歸分析,得趨勢線公式y=5.0659*exp(1.352x)即TDS’=5.0659*exp(1.352*log(分));R平方值=0.9957非常接近進1.0,故其趨勢線公式相當可靠。/ Y# W0 q) G! w
3.數值模擬:因實際量測時間並非固定,且由上述迴歸分析所得趨勢線公式相當可靠,故藉由趨勢線公式反算肥份釋放速率(Release rate)及氮磷鉀各成分累計釋放量如下[表二](為縮減版面僅列出前19日,實際計算至180日=6個月,同包裝標示肥效期,有興趣的朋友可依趨勢線公式於Excel中重建)。5 ^1 v" c# K- m8 C
(1) 符號說明:. P9 G5 g5 A" F/ j% T% C
a.log(分):時間分鐘取其對數值。6 ]6 F$ f  C: @5 k/ n6 `
b.TDS”:數值模擬累積釋放量(即TDS”=5.0659*exp(1.352*log(分)) 。" G7 y: A) r# X5 C' O6 k
c.釋放速率:(本日數值模擬累積釋放量 – 前一日數值模擬累積釋放量)/1日
9 J1 Z/ a5 H8 A1 s% ?6 Kd.各元素累計釋放量:為TDS”*魔肥包裝說明各元素所佔之比重;但要注意的是,磷總量占11%但僅針對「可溶性磷(PO4)」8.2%做討論。* I5 K# P7 p' ?$ r. `# E+ l) v; T3 X

4 v/ G; c2 L4 v+ W  M 理論值.jpg , Q- @' p0 [6 n! p
[表二]) w9 i$ X3 d  |% _9 M
2 j# }" L3 t# T
(2)繪製數值模擬「TDS”–時間(日)」關係圖:* T1 t6 Q" U5 \+ }1 ]; W
TDS-day.jpg 2 |1 Y( H2 g( @" ~
[圖三]( X2 H, p9 g' V; |( q$ B4 W& b# i

9 T  J6 \& G' t' s(3)繪製「釋放速率–時間(日)」關係圖:
5 C& u# G) I) A; B! a2 I 釋放速率.jpg
( @5 Z8 [0 U: @$ H9 r/ W/ \$ j. ][圖四]3 L/ X0 _9 V; ~) Z& g

" n4 R# m& a) v$ a/ Z2 R肆、分析:
5 W; [8 g$ q2 g! B: h7 Y3 z一、由[圖四]得知,肥份釋放速率於前10日內快速遞減,並於在1個月後趨於緩和,對「5g魔肥溶於500ml水」而言1個月後平均釋放速率約(50+25)/2=37.5ppm/日;即對「1g魔肥溶於1L水」而言1個月後平均釋放速率約(50+25)/2/10=3.75ppm/日。
6 O8 }+ r& m4 G1 x. K
9 E1 V0 m% @3 I: P& A二、因水草缸正常維護大約每7天會換水1次,故值得我們注意的是,根肥加入  後(不計膠囊溶化時間) 前7日各元素之累積釋放量,由前述數值模擬計算[表二]得知,對「5g魔肥溶於500ml水」而言,前7日累積釋放量氮124.95ppm、磷93.15ppm、鉀204.47ppm;即對「1g魔肥溶於1L水」而言,前7日累積釋放量氮12.5ppm、磷9.3ppm、鉀20.4ppm。+ ^5 R* E# s: G* @; {7 g
7 @. _/ ?) s0 d* O; N
伍、應用與討論:" R1 `! W. p- ?: U1 }
在實際施肥量上,因每個人的草種、種植密度、燈光、溫度、CO2濃度、水質等條件各有所不同,所以施肥還是要透過經驗累積及觀察草況來操作最為恰當,但有上述結論,在使用奧斯魔根肥上,無疑也提供了一個使用上及經驗累積上的參考值,至少不用完全憑空臆測。( w; }6 h+ x% P, V" J% [
依據「沼澤缸之家」P大的所翻譯的文章(另詳《自配水草NPK主肥》及《估計指數水草施肥法》),其建議水草缸每週內鉀(K)及硝酸(NO3)建議維持在20-30ppm,磷酸(PO4)維持在2-3ppm,故我們直接以此建議值作為範例,說明如何應用上述分析結果來實際添加魔肥。2 E. q% C) R- T, _7 P: J
假設一60L草缸,每週換水50%,為避免藻害依P大建議,磷酸(PO4)每週累積量欲維持在3ppm(也可依個人草缸條件及經驗設定一目標值),
6 r# W* ?) g9 ~* _, J- [7 E; C$ h; \+ s一、步驟一:
/ l3 y; i* t2 z依「1g魔肥溶於1L水而言,第一週累積釋放量氮12.5ppm、磷9.3ppm、鉀20.4ppm」結論:
  y. E- i6 p; h" v- k& I(一) 每公升所需魔肥量:3ppm/9.3ppm*1g/L=0.32g/L
# P( Z1 \4 n4 _(二) 則60L草缸參考初始添加量:0.32g/L*60L=19.35g6 R! }2 K" w* Y6 V

4 l( z  T5 H+ `7 U8 C% g二、步驟二:4 B& ?* G; L1 p5 E2 S/ M1 s
若上述草缸經二週觀察後,草況仍顯示肥份不足,欲再添加第二批魔肥使磷酸(PO4)第三週內總累積量目標值提高至3.5ppm,則
5 y% \9 A- z0 b/ Z. S(一) 計算已埋設第一批魔肥在第三週內的累積釋放量:
+ A. f! K& M3 M" g. f9 P1.經查[圖四]! C  I% j& s$ ?( x5 [5 N5 h: ?  E
埋設第14天釋放速率約7.3ppm/day,
" o" C$ B6 k. m% O埋設第21天釋放速率約6.1ppm/day,
: w: w$ Q: V1 }) X故第三週平均釋放速率約(7.3+6.1)/2=6.7ppm/day,
' R+ ], X" `' s但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;
6 S. h  d: j$ {* l; g6 e故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為6.7/10=0.67 ppm/day。+ m5 s: I! Z) R, r& D4 h
2.故第一批魔肥在第三週內的累積釋放量為0.67*19.35g/60L*7day=1.5ppm。: s: H9 [' T, X) b0 M

/ a2 r3 L3 A2 s8 P0 `(二) 計算第二批魔肥添加量:, G: c; C. N- {
1.考慮第一批已添加之魔肥效應,第三週所需增加的磷酸(PO4)累積量目標值為:3.5(總目標值)-1.5(第一批第三週累積)=2.0ppm 。
: G; y( D* h. r2 |/ U& P2.第二批每公升所需魔肥量:2.0ppm/9.3ppm*1g/L=0.215g/ L
" _1 Z- a7 W4 S; v+ R! Z3 F3.則60L草缸第二週後第二批參考添加量:0.215g/L*60L=12.9g5 q& R5 q1 d: c/ Y. l1 E) k

$ |- A5 f% M4 V+ y6 S三、步驟三:( `+ I: C* N; o" o9 l
若上述草缸經四週觀察後,草況依舊顯示肥份不足,欲再添加第二批魔肥使磷酸(PO4)第五週總累積量目標值提高至4.0ppm,則0 i8 o: h- N4 c$ y' G3 d( W5 O9 j. B* S
(一)計算已埋設第一批魔肥在第五週內的累積釋放量:
) \4 p, l( u+ u% ?6 i9 g7 P1.經查[圖四]
' y" P6 m8 D8 f3 b$ N. T4 D埋設第28天釋放速率約5.4ppm/day,
" O2 m  M8 o! A埋設第35天釋放速率約4.9ppm/day,# e2 o  S& N; d9 o& L/ \
故第五週平均釋放速率約(5.4+4.9)/2=5.15ppm/day,
8 r9 b+ k, D% d, b- {% I7 {但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;
$ i6 \  j) m4 H' {2 [7 D' E故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為5.15/10=0.515 ppm/day。
# \& I/ ]* x5 h: K0 {2.故第一批魔肥在第五週內的累積釋放量為0.515*19.35g/60L*7day=1.16ppm。
1 h5 e6 \. I5 i. W
* H/ ~+ W: l4 h# E2 ](二) 計算已埋設第二批魔肥在第五週內的累積釋放量:
3 M. E7 Q* T# x7 U6 b6 E  d1.經查[圖四]
2 w: e3 i' f+ \. r埋設第14天釋放速率約7.3ppm/day,
: T( w  [3 A# G! m) L: v埋設第28天釋放速率約6.1ppm/day,5 T: L& D# z1 e' T- I; H+ i) P
故第五週平均釋放速率約(7.3+6.1)/2=6.7ppm/day,
( D. [( L5 d! q/ ^9 S# R8 V9 k5 T但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;' u# t9 _( Y- B7 l
故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為6.7/10=0.67 ppm/day。  U* Q* x& `/ H7 G6 y. Q4 u$ N! j
2.故第二批魔肥在第五週內的累積釋放量為0.67*12.9g/60L*7day=1.01ppm。
5 r, m9 ?; b  q. }0 W2 M* e# n" Y3 z
  e7 x0 u  z$ b% @9 D1 O7 n(三)計算第三批魔肥添加量:+ Q+ o2 W9 @! k  i) Q: d4 ]
1. 考慮第一、二批已添加之魔肥效應,第五週所需增加的磷酸(PO4)累積量目標值為:4.0(總目標值)-1.16(第一批第五週累積)-1.01(第二批第五週累積)=1.83ppm 。
! w5 j9 U# Z( G4 R7 s2.第三批每公升所需魔肥量:1.83ppm/9.3ppm*1g/L=0.197g/ L
/ e2 ?0 \# W- j" D# C& b& j3.則60L草缸第四週後第三批參考添加量:0.197g/L*60L=11.81g1 V$ _$ E& i3 Z- M4 B; j
& ]* |- N5 C, j5 T4 @4 }
四、步驟四:0 `+ G/ g3 ^7 M% \& k* N
若上述草缸經六週觀察後,草況依舊顯示肥份不足,欲再添加第二批魔肥使磷酸(PO4)第七週總累積量目標值提高至4.5ppm,則* O% l- P* m0 T6 ]1 K  B- m
(一)計算已埋設第一批魔肥在第七週內的累積釋放量:
% X0 ~! k' ~% B$ C1 C# J6 i1.經查[圖四]0 S/ c( c7 `$ R( b4 X
埋設第42天釋放速率約4.6ppm/day,
2 `2 c2 y- C9 a, ]% O' K$ M7 o- I埋設第49天釋放速率約4.3ppm/day,
& K$ X& f; g! F5 v+ `$ I, ^) k故第七週平均釋放速率約(4.6+4.3)/2=4.45ppm/day,
% G2 \/ L; U. f" V但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;/ ]. Q9 Z6 @2 y- M" L
故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為4.45/10=0.445 ppm/day。
2 Q% ?0 N* i* E( ]. Y* ]  ?6 [2.故第一批魔肥在第七週內的累積釋放量為0.445*19.35g/60L*7day=1.0ppm。
- X+ F/ ?2 O( i8 D2 Q
  [% W1 {  D: X/ R( }(二) 計算已埋設第二批魔肥在未來第七週內的累積釋放量:
. ^+ {  o8 h/ B0 W7 L0 Q1.經查[圖四]
2 E& w: L* d7 @2 e/ ~; U& c/ J6 p埋設第28天釋放速率約5.4ppm/day,$ Z( o8 H6 K+ c" H+ F
埋設第35天釋放速率約4.9ppm/day,
) U" r8 w( I9 n7 B5 c故第五週平均釋放速率約(5.4+4.9)/2=5.15ppm/day,
/ \# [4 a- Y! k& G7 B但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;3 o3 Y% C6 `# ^) c* t# |+ x$ p
故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為5.15/10=0.515 ppm/day。
$ U1 n2 s8 e# W2 m3 R$ s) {$ J2.故第二批魔肥在第七週內的累積釋放量為0.515*12.9g/60L*7day=0.775ppm。7 t8 k' J6 T( J
7 J  m; G# a( y7 M& _
(三) 計算已埋設第三批魔肥在第七週內的累積釋放量:1 |3 h. W) A' v
1.經查[圖四]
% h+ s% \- q* O* V8 ^& _2 Y埋設第14天釋放速率約7.3ppm/day,
, }! S5 L# f4 h3 |" l埋設第21天釋放速率約6.1ppm/day,
, \/ M' m* ^3 q9 B5 S- l0 C故第五週平均釋放速率約(7.3+6.1)/2=6.7ppm/day,
& `7 ]& Q$ N3 {& H# F* g但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;: S! R- p4 y3 K% i- P% |
故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為6.7/10=0.67 ppm/day。
9 M2 k: `5 H& O8 u8 ?7 @; S& o) Z2.故第三批魔肥在第七週內的累積釋放量為0.67*11.81g/60L*7day=0.923ppm。
0 @" i, O/ s: f  w% U7 i! V$ P$ e( J# B7 [
(四)計算第四批魔肥添加量:
. v( w+ H0 t2 n: y# I) K+ p1. 考慮第一、二、三批已添加之魔肥效應,第七週所需增加的磷酸(PO4)累積量目標值為:4.5(總目標值)-1.0(第一批第七週累積)-0.775(第二批第七週累積)-0.923(第三批第七週累積)=1.802ppm 。
- v8 Y# V2 C" B2.第四批每公升所需魔肥量:1.802ppm/9.3ppm*1g/L=0.194g/ L) L3 {2 E2 n2 H& u
3.則60L草缸第六週後第四批參考添加量:0.194g/L*60L=11.63g
/ ^7 p5 _' \0 e5 p% y) M# Q6 c/ T% A' k" E- O  U4 q
五、討論一:
6 \2 p& a3 M( E, Y以上計算例,係因草況判斷『肥份不足』下適用,即假設所埋設根肥及輔助添加之液肥下仍有不足,亦即假設巨量元素被水草完全吸收無殘留,且每周會進行50%換水,故每批不同時期埋設的根肥僅需討論各批未來1週的累積釋放量即可。
* J, D2 b! |+ C/ k. b  e
/ u7 S8 {& |6 R0 U) p& ^9 b六、討論二:1 ]9 g" ?7 M+ u) l: L( y6 Y
由計算步驟一~四,可發現只要在磷酸(PO4)目標值等距增加、魔肥等時距補充的條件下(本例為磷酸(PO4)目標值以0.5ppm增加,每隔2周觀察草況後補充),第二批以後的添加量會收斂,與第二批添加量接近(本例為第二批12.9g、第三批11.81g、第四批11.63g)。
  B0 g8 K) D9 g: M" V( g/ W$ b: a" P4 M
陸、結論及建議:(以下僅適用於第三代精準奧斯魔肥 高鉀型 11-11-18 (5-6M))
9 e) ^$ c& h1 n; Z! x3 v# }1 I一、1g魔肥溶於1L水而言,第一週累積釋放量為氮12.5ppm、磷9.3ppm、鉀20.4ppm。
3 G' s8 ^, Z8 N, E5 x8 x* \二、實際施肥上,若採以「磷酸(PO4)目標值等距增加、魔肥等時距補充」的條件下,可以簡化最作多僅需計算至步驟二即可;添加後若肥份仍有不足,直接依步驟二計算值結果作為往後等週期每批的根肥補充量即可。
8 j. m- p9 R+ [1 L三、本文所建議施肥量,已保守地忽略底土覆蓋、膠囊溶解對濃度擴散的影響,故是相對安全可靠;根肥的埋設也建議先由需肥量較高的草種四周埋設起。* F" i. K+ Z0 Y) f9 d% ^# O3 ?
四、本試驗仍持續監測中,直至TDS量測值不再變化為止,以測試魔肥實際有效期,待續。
- u1 x+ f) ]5 B& f  e: C+ l* V歡迎前往小邱的部落格:http://renchang.pixnet.net/blog# ]$ j5 |- G! Q0 t; J1 M4 x
+ v' q" i6 a0 n0 \0 ?3 U

3 ^( j. e9 f2 `9 i4 A, a
8 K$ ]4 V; Q$ ?1 _! I5 e4 y
5 Q( e6 K" m2 G& q
 樓主| 發表於 2018-2-26 20:27 | 顯示全部樓層
預留版面,謝謝!
2 t) \; `% x+ e8 H1 d/ P
發表於 2018-6-4 23:28 | 顯示全部樓層
好厲害喔~~有科學精神% S5 `+ ~6 N$ e: N3 J4 A
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