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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 2018-2-26 20:26 編輯 ) i0 |1 H# K0 Q- j: g

- X/ r# E0 a8 A8 p  G* ?小邱のDIY – 奧斯魔根肥製作及施肥策略   (作者:邱仁彰、邱柏誌)
) \8 }+ E1 |1 v/ a& ?' Y! u9 f, i# Y
& f& o0 l6 F& M2 c壹、 前言:
  P0 ], f: h' c. z2 T$ q5 X- z0 U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。8 e5 E/ S6 h& `1 j

8 U% R- l! n9 Z貳、根肥製作:& Q& m& l6 i2 ]6 j3 e. d  }7 _! U
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。7 D+ G& K- ?& r" j6 G$ e/ Z- N
image1.jpg
9 ^  y' o0 D* J% B: h/ }# d* z8 M- p. U5 v1 b& I# o8 j
參、測試:
4 J* [; Q$ V/ J! M7 H  w一、材料及器材:
! E8 W7 m+ b# E  ?(一)魔肥5g(第三代精準奧斯魔肥 高鉀型 11-11-18 (5-6M))
& _7 y* s5 A2 N( X! r8 t5 p(二)RO水500ml(TDS 7ppm) / B' w. u( ^# X! K( Y4 l
(三)TDS測試筆(量測範圍1~ 2999ppm)) t1 z2 O/ I$ y4 |8 Y- e
(四)空杯子, N( _( O* y0 ~7 _2 U! J
(五)保鮮膜
1 p2 F" Y9 e3 m/ \: p  S(六)橡皮筋
6 c4 B9 V3 ~; @! g image2.jpg image3.jpg
; b* w* `6 n7 Z% E2 V, z) Y. V0 N+ v
" B+ I& ?* W* b% n1 K3 B5 |- F' c- {二、測試方法及步驟:/ Y5 V  ]3 w  x% b: g  i
(一)將5克魔肥及RO水500m倒入空杯中混合。
2 k( K! L$ ^4 @: q' x(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。
: G0 J/ {2 A) k5 z: q6 K9 D) c(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。6 }' V3 a  S9 [1 L( y5 o0 b
(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。( Y* ?" E( u! y' Z/ U$ F
/ }$ L- g% x) G9 I
三、結果及分析:3 d4 o6 n1 L5 C7 A
(一)量測數據:; j1 y  B* j+ ]* l
1.符號說明:' V5 N' l8 V0 b6 g  g
(1)TDS:實測值(累積釋放量)' G; \' i/ r4 Q0 J( E' S: V0 C
(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)7 U. j9 n: @4 U4 H) [5 K: z
(3)log(分):時間分鐘取其對數值/ q  w! f; h% i/ s* o
2.數據:: N. S* c7 O. t' |# {; k
實測值1.jpg
1 K, Y) y' t" K  k! ^  p 實測值2.jpg
5 S5 i1 U0 {8 Z$ F( F+ N9 Z& P 實測值3.jpg
! K7 ^3 j% G" C6 F; e8 }[表一]
* F) G* x7 V* O! Q2 ~% r- A  c% F: h- A  |! M
2.繪製TDS’–時間(分)關係圖:
9 Y$ r+ t( [. R2 g! o7 g# M. B TDS-min.jpg
/ E$ M4 U& T- m9 c[圖一]3 u% M1 C' x( u
3 S( M/ c$ B; [+ q
(二)分析:9 q, r, b/ ]1 S- [
1. 繪製TDS–對數時間(log(min.))關係圖:
& n; b0 B$ K3 P! [* {/ u* N  U TDS-log(min).jpg
3 N% R: o( }" k* n% d0 _4 e# D[圖二]
$ ?; g( @) z, C1 E- h; y5 K; ?# |" o5 X2 Z. t1 c; j
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。
& t' ^0 P; d& V+ B0 y# h* O/ }) w3.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)。
6 n. d3 Q- w2 F(1) 符號說明:% V! B7 B) z( g" T% v
a.log(分):時間分鐘取其對數值。0 ?& ^6 w: ]' F& C) q
b.TDS”:數值模擬累積釋放量(即TDS”=5.0659*exp(1.352*log(分)) 。. l" M0 C# s! P- w
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
% X% F8 F! [2 l7 S. Y) [d.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。$ L/ _- L9 K3 y7 F
4 [& Y# [9 b9 X2 d- t5 _8 N
理論值.jpg
( K9 m9 l. @5 @! ][表二]7 N4 O. y6 s- v' N% {% Q  `

5 j! i7 R6 F# b0 ?5 r" _(2)繪製數值模擬「TDS”–時間(日)」關係圖:/ I* i: {) z( o  q9 _; H$ E, n
TDS-day.jpg
) v) M9 ]7 @* W  _4 Y[圖三]
7 a& V! R7 K: K$ h2 F! d1 }
( c$ ^- L+ J0 H! [9 P7 m2 y. ?(3)繪製「釋放速率–時間(日)」關係圖:$ C2 B, ^) m. `0 {' C
釋放速率.jpg
4 p! T5 k( A4 \) |[圖四]$ i7 \9 e5 g+ O  N

' g! M; S/ g% X4 i- ^6 z- ^% U, p4 k肆、分析:8 w) ?4 @# m; l* b8 i, \8 ~% D0 n8 [
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。2 Z; B/ b! j% T

. u4 p& C7 ?5 m2 g# i1 z7 i" y6 X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。4 G& }, X9 R5 u2 Z* _- i. {/ T  q

$ u0 s# p/ {$ v& J/ @! w" Q伍、應用與討論:9 q2 n$ X3 _0 w: L/ ^2 R
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。
1 [2 G% G9 {; `; ~$ n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。; R' |  f, A7 |" X
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),
( I; t  J, e, o. K6 i5 T+ l' b一、步驟一:
* U' m! |: G% Q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:
8 F+ O/ H' R, o" G- g! H5 m: H, E(一) 每公升所需魔肥量:3ppm/9.3ppm*1g/L=0.32g/L
% }* z' R0 \  T+ y/ s+ V" ~1 }(二) 則60L草缸參考初始添加量:0.32g/L*60L=19.35g
  i( D2 Y! f/ c" W6 R7 P$ `% _& L( U0 M8 A: X# t8 C: T& W
二、步驟二:
9 ^, x0 I/ }- d, d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
- e5 X& @8 J3 A, w1 @2 A(一) 計算已埋設第一批魔肥在第三週內的累積釋放量:
2 n0 y* L* G( [4 P* r& W1.經查[圖四]- M$ e$ m8 O7 s0 p8 [/ i0 O
埋設第14天釋放速率約7.3ppm/day,; ]9 `6 a7 O" M# R+ i' V1 \5 s
埋設第21天釋放速率約6.1ppm/day,
* @' Q" }2 b; F, A: ?$ Y1 W% J& b  g故第三週平均釋放速率約(7.3+6.1)/2=6.7ppm/day,
1 o& E! \+ d1 \7 q' ]但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;
$ I, \' m2 L, D- M; M& w3 ]( ^2 l5 O故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為6.7/10=0.67 ppm/day。5 _$ J6 Y3 a& I
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。
1 o1 |: t% f3 j9 }: W: {/ q
; H$ z" m. e+ B' i9 i5 y8 P% I0 ](二) 計算第二批魔肥添加量:
* [5 X6 x" c+ k1.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 。8 L$ @  V6 v- w; g. N# u. m; {
2.第二批每公升所需魔肥量:2.0ppm/9.3ppm*1g/L=0.215g/ L
/ b; }& W1 T& T: t% }: J1 M) m3.則60L草缸第二週後第二批參考添加量:0.215g/L*60L=12.9g
/ O  ~( i( ]1 x  l' _8 s: }/ b
8 Z/ y8 W6 l6 z三、步驟三:7 [# E; S0 ]: X1 p; C
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4 R; u( H; ~/ e' d8 `: v  N% q, o
(一)計算已埋設第一批魔肥在第五週內的累積釋放量:
  q5 j: Z, R2 _5 t1.經查[圖四]
- U+ G9 U9 X* N8 H* ]埋設第28天釋放速率約5.4ppm/day,
# U* P' L5 B  Z( z  J埋設第35天釋放速率約4.9ppm/day,
' c5 i" L# c6 u3 h! K0 o故第五週平均釋放速率約(5.4+4.9)/2=5.15ppm/day,2 a3 s7 O) H! e8 b& M
但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;2 n+ J7 d* }' I* i- ~1 ?# W
故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為5.15/10=0.515 ppm/day。
) Q, d. b& J& y+ o8 F. ^7 ]/ S2.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。
% \9 Q2 S- h9 H; d7 g3 A7 I  ~" C7 m- ^) L* Y. ?
(二) 計算已埋設第二批魔肥在第五週內的累積釋放量:
4 `5 z. n: s+ _  @* M1.經查[圖四]8 S# l% ?' ~' U% S( W( a/ r
埋設第14天釋放速率約7.3ppm/day,) L( @( }3 R* W, A
埋設第28天釋放速率約6.1ppm/day,( _+ W3 J  M% {! O$ [7 ~
故第五週平均釋放速率約(7.3+6.1)/2=6.7ppm/day,  Q' D4 Y! U/ ?  O
但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;
! x  n5 r' s7 N6 {8 K故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為6.7/10=0.67 ppm/day。5 {. J8 D% F& d0 j$ A
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。) O0 T) B+ p( }8 L  z9 h) M

7 |) c3 X* t4 V& k9 J) }4 b# F(三)計算第三批魔肥添加量:
1 b2 X% g5 i. ]& ^! ~; u% Y$ }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 。" g7 g* f. V! b; b; P  L8 Y- B. Q8 c
2.第三批每公升所需魔肥量:1.83ppm/9.3ppm*1g/L=0.197g/ L2 d6 X7 S+ Q3 {$ P
3.則60L草缸第四週後第三批參考添加量:0.197g/L*60L=11.81g
0 r& e3 V5 ?9 n$ j
% s- ?9 o; ?3 l9 B% Q. e四、步驟四:
* `7 t# ~3 z# }" @' G9 k7 l2 H( v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
* c" {* P" n+ t. g( J4 Q' W(一)計算已埋設第一批魔肥在第七週內的累積釋放量:
& i" r3 D' {- t: g( s4 J* L7 n1.經查[圖四]
4 ^+ H/ F$ [" w% h: J% U3 v! D; M: n埋設第42天釋放速率約4.6ppm/day,( E# z9 n( w8 x5 z* V: n5 k0 H
埋設第49天釋放速率約4.3ppm/day,
) Q1 E4 y" I! }! I+ D6 u3 k故第七週平均釋放速率約(4.6+4.3)/2=4.45ppm/day,* p5 ~, x3 y# l
但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;
7 ]7 w5 w/ h$ I3 ^7 A- a故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為4.45/10=0.445 ppm/day。
( s6 ]# Z: i1 g' o5 ]8 k6 \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。+ s$ \' o+ N8 C
0 k, ?# O5 t, g0 o# k
(二) 計算已埋設第二批魔肥在未來第七週內的累積釋放量:* o! n: j: r. m6 W3 G1 f1 N
1.經查[圖四]  `+ V4 ^5 N3 R  _& o) W
埋設第28天釋放速率約5.4ppm/day,
+ _: [9 Z6 x# t, B2 ?% ^埋設第35天釋放速率約4.9ppm/day,
. _! n: @8 z& f& H5 Q2 Q) q故第五週平均釋放速率約(5.4+4.9)/2=5.15ppm/day,) c9 I) m/ K  R. y8 ~
但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;
8 }, E8 J+ W- h+ i故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為5.15/10=0.515 ppm/day。
$ n6 I2 _8 I+ u% m, h2.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 M4 F( |+ ?" Z1 ?2 F

) f1 O& Q$ w8 B(三) 計算已埋設第三批魔肥在第七週內的累積釋放量:
1 d/ q8 _2 K4 I& `" R- [4 c! O1.經查[圖四]: R" `# H) i6 S( B" V8 |; i
埋設第14天釋放速率約7.3ppm/day,
4 b/ \! l0 U+ [埋設第21天釋放速率約6.1ppm/day,
: i5 m" R& A9 u- y故第五週平均釋放速率約(7.3+6.1)/2=6.7ppm/day,
; M7 O( z2 ?5 t. p但[圖四]為5g魔肥溶於500ml水的釋放速率圖;
" v3 L5 F& `9 n7 i% z  e: f: A故1g魔肥溶於1L水的平均釋放速率為6.7/10=0.67 ppm/day。  b: y* R: I" P2 O7 W; x) O
2.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。  H- D& n: w+ y* y- c9 {: w$ v! X
1 _7 W8 u( N2 {2 Z
(四)計算第四批魔肥添加量:
, O$ C" D% {% @$ p6 J7 f* t3 K1. 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 。( O" X/ X, V+ E& w2 c& Y
2.第四批每公升所需魔肥量:1.802ppm/9.3ppm*1g/L=0.194g/ L
; E/ ^  N: [' C$ X* Q7 ?# T3.則60L草缸第六週後第四批參考添加量:0.194g/L*60L=11.63g
8 o# [2 q( K$ S/ G9 N# S
: n( W9 K6 _* o% Q5 F( u( Y- H五、討論一:
% j7 t7 C, w: s8 J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。
# F) J, N" R" m6 u/ h4 W. u& }# s. m2 t; H. k1 H3 \9 S. D2 _
六、討論二:
* ^9 K7 j' t/ h" o1 B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)。% n: A! c( c5 p3 {- _$ \
, d& F) w# u5 G& [( b
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))0 @* L+ n: e5 r4 ~0 B5 w
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。4 s( ~9 t9 _+ o. T
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。$ E, Y+ D$ T2 q* S
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$ L5 I3 s+ {4 n" R4 E
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。
$ M: M+ y$ B3 d8 l0 \! A. {1 c$ `  I5 X$ x( _$ v1 i7 t2 s8 N

. f( x6 A1 Q6 E. I! b+ u4 l
+ {2 A7 O. z* U# k
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