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1.2.1 水培营养液研究进展
营养液是将植物生长所需的各种营养元素按一定比例溶解于水而成的，是决定无土栽培成败的关键因素（山崎肯哉1982）。因此，营养液除了必须含植物生长所必须的全部大量及微量元素外，各营养元素的比例和浓度必须符合不同植物在不同生长发育阶段对营养的要求（连兆煌1994）。营养液是无土栽培中重要的部分，营养液栽培研究的新动向有几个方面（Argo W R et al，1997；R.Huang and J.C.Tu，2001；D.Savvas et al，2003；Sigifredo Castro et al，2004）。
1.2.1.1 开发有利于保护环境的营养液栽培技术
近年来由于世界各国对环保问题的重视及环境意识的增强，要求在生产生活中正确处理废水废液等问题，无土栽培也要进行保护环境的技术革新，不允许随便排放污水废液，这就要求我们开发出有利于环境保护的营养液栽培模式。荷兰、日本等国，已经开始进行或者研究引进新的无土栽培环境保护型技术。
在废液处理方面，主要研究内容包括：①排放使用终结的培养液（废液）。在深水培中，栽培终了时含有肥料成分的废液大量被排放，排放量多时，会引起地下水污染和湖沼的富营养化等问题，应该尽快寻找到解决这一问题的新的营养液管理技术。②循环利用营养液。废液循环利用，可以减少污染，降低成本，但在循环利用时必须进行如离子处理、砂滤、膜分离、紫外线照射等方式杀菌，再调整离子的组成，除去阻碍生长的物质等。也可将营养液栽培的废液作为肥料施入土壤栽培中。③终止肥料成分的吸收。水培叶菜收获前几天，应停止向营养液中补给肥料而仅供给水，这样既能减少营养液中的肥料的含量，减少污染，也能降低叶中有害的硝酸离子浓度，并且能使叶中糖和维生素浓度提高。
1.2.1.2 开发低费用的营养液栽培装置
目前研究的能够降低营养液栽培装置费用的技术主要有以下几种：持水薄膜栽培、底面循环型毛细管水培、托住薄膜栽培、露地设置型平面栽培系统、不使用电力的营养液栽培装置、利用防水剂的培养液富氧化等，采用将根系暴露在空气中减少通氧设施，水管点滴供给培养液、循环利用残液、利用水位高低差进行营养液循环等方式降低无土栽培费用。
1.2.1.3 环保及生态型蔬菜无土栽培系统的研究
针对如何利用区域性自然资源来进行无土栽培，并达到保护环境和生态的目的，一些地区做了开拓性的研究。浙江大学试验将养鳖生产中的废水用于水培蔬菜生产，将养鳖温室中的空气经过循环用于对蔬菜的CO2施肥，建立了一套可进行营养物质循环与气体交换的工厂化养鳖—水培蔬菜综合生产系统（苗欣等，2000）。中国农业科学院研究开发了采用有机固态肥代替营养液的，在植物整个生产过程中只滴灌清水的有机生态型无土栽培技术（蒋卫杰，2007）。
1.2.2 水培营养液配方研究进展
1865年，Knop（克诺普）首次研究出古典通用水培技术配方，之后各国科学家对水培营养液配方做了大量研究，最著名的配方是由美国植物营养学家霍格兰氏（Hoagland D.R.）研究而来的，相继出现的很多配方都是由此演变而来的。
1976年，山崎肯哉等提出了植物吸水和吸肥按比例同步进行的概念，并以此为依据设计出一系列的山崎营养液配方。在日本用得较多的园试配方就是采用这种方法来设计的，实践证明这种方法是可行的（山崎肯哉，1982；北条雅章和伊東正，1990；武川满夫，1993）。山崎肯哉认为，栽培植物的环境条件的改变，会引起植物体内吸收各种营养元素的数量和比例的变化，因此依靠化学分析的结果往往会有很大的差异。他还认为，正常生长的植物其吸水和吸肥的过程是同步的，即吸收一定量的水的同时，也将这部分水中的营养元素同时吸收到体内。这样就可以通过测定植物生长过程中吸收水的数量以及利用水培来种植植物时营养液中养分的变化情况，利用原先加入、未种植作物前的营养液中营养元素的数量与种植一段时间之后营养液中剩余的营养元素的数量之间的差值来确定出植物对各种营养元素的吸收量。
在我国，尽管无土栽培应用起步晚，但取得了不斐的成绩。高效低成本营养液配方的研究：①消毒固态有机肥替代基质培中的营养液。由中国农业科学院在“八五”期间研制成的国内最为简易、节能、低成本、高效益的固体基质培系统，其原理是利用高温发酵消毒的鸡粪、蒿秆末、饼肥等按一定比例混拌入栽培基质，然后往基质上铺软管滴灌带替代传统基质培用营养液滴灌的方法，定植后依作物种类需肥特性追施复合肥、KNO3等，以清水灌溉进行蔬菜的基质栽培，应用此技术栽培出的番茄产量、品质不受影响，产品质量符合国家要求的绿色食品标准，且排出液的硝酸盐浓度远远低于国家标准而不污染环境。该项技术较传统基质培肥料成本下降60%，设施成本每667m 2 仅6000～7000元，对于克服我国无土栽培大面积推广中遇到的的投资大、成本高、效益不稳定等缺点，做出了突出贡献。（蒋卫杰，2007）。②氮素营养研究。氮肥占肥料成本最大，对产量品质的影响也很大，国外配方多以硝态氮为氮源肥料，但国内该肥料货源少、价格昂贵，又有积累硝酸盐的忧虑。南京农业大学等几所大学在白菜、生菜、番茄、黄瓜等无土栽培配方中，在保持总N含量不变条件下，以国产酰胺态氮和铵态氮代替进口硝态氮，比例最高达50%以上，试验证明复配比单一使用硝态氮源的产量、品质都好（汪李平和李式军，1995；陶正平和李梦玲，2001；杨旭和邹志荣，2003；董晓英和李式军，2003）。③铁素和硒素营养的研究（陈春宏和张耀栋，1992；汪李平和李淑娴，1994；刘士哲等，1995；施卫明，1998；刘永军等，2002；刘卫星等，2003；付连刚，2005）。蔬菜无土栽培作物很易产生缺铁失绿症，以螯合铁为铁源，价格昂贵，往往占水培肥料成本的1/3～2/5。李式军（1995）通过试验筛选出2个耐缺铁胁迫品种，冯两蕊等（2007）通过对生菜叶面喷施硒素试验表明，叶面喷硒能提高生菜的叶绿素含量、产量、氨基酸、Vc，并能生产出富硒生菜。
现成的营养液配方不经适当的调整直接配制使用，是不妥当的做法。因为，在不同地区水质和盐类原料纯度等存在差异，会直接影响营养液的组成；其次是栽培作物的品种和生育阶段不同，要求营养液元素比例不同，特别是N、P、K三要素的比例；还有栽培方式，特别是基质栽培时，基质的吸附性和本身的营养成分，都会改变营养液的组成。所以，配制前要正确、灵活地调整营养液的配方，经正确调整配制成的营养液才能够真正满足作物生长的需求，取得高产优质。牟咏花和张德威（1995）根据无土栽培所用地下水水质情况，对生菜营养液配方进行了调整，结果表明，在调整后营养液配方中生长的生菜在叶片长势、干物质含量和营养液pH的稳定性上均优于或近于日本园试配方，在保证生菜质量和产量的前提下，避免了肥料的浪费，降低了肥料使用成本。
1.2.3 营养液配制及管理研究进展
营养液配制是无土栽培中的重要技术环节，必须遵守以下原则和要求：配方养分齐全；合理选择肥源；考虑水质和基质质量；正确组配营养液。
1.2.3.1 营养液原水的水质
营养液原水的水质对无土栽培而言，就像土壤对土耕栽培一样重要。水是作物生长发育所必需的物质，是营养液中各种肥料的溶剂。配制营养液的用水十分重要。在研究营养液新配方及营养元素缺乏症等试验水培时，要施用蒸馏水或去离子水；无土生产上一般施用井水和自来水，河水、泉水、湖水、雨水也可用于营养液配制。但不管接纳何种水源，施用前都要进行分析化验以确定水质是否相宜。雨水含盐量低，用于无土栽培较理想，但常含有铜和锌等微量元素，故配制营养液时可不加或少加。施用雨水时要考虑到本地的空气污染程度，如污染严重则不宜施用。以自来水作水源，生产成本高，水质有保障。以井水作水源，要考虑本地的地层布局，并要进行分析化验。不管接纳何种水源，最好对于水质进行一次分析化验或从本地水利部门获取相关资料，并据此调整营养液配方。究竟采用何种水源，可视当地的情况而定。据有关学者研究，水中的NaCl含量与植物的铜代谢、蛋白代谢途径均有密切的关系（柴晓芹，1999）。
根据水中含有钙盐和镁盐的数量可将水分为软水和硬水两大类型。硬水中的钙盐主要是重碳酸钙、硫酸钙（CaSO 4 ）、氯化钙（CaCl 2 ）和碳酸钙（CaCO 3 ），而镁盐主要为氯化镁（MgCl2）、硫酸镁（MgSO4）、重碳酸镁和碳酸镁（MgCO3）等。而软水的这些盐类含量较低。在石灰岩地区和钙质土地区的水多为硬水，例如我国华北地区的许多地方的水为硬水；而南方除了石灰岩地区之外，大多为软水，钙、镁较少，EC值为0.10～0.20mS/cm，符合无土栽培用水标准。北方硬水区，钙、镁含量较多，EC值高达0.70～1.20mS/cm，因此，一方面其pH较高，另一方面在配制营养液时如果按营养液配方中的用量来配制时，常会使营养液中的钙、镁的含量过高，甚至总盐分浓度也过高。因此，利用硬水配制营养液时要将硬水中的钙、镁含量计算出来，并从营养液配方中扣除。郑光华（1996）依据北方水质进行无钙镁营养液配方在NFT栽培中的应用效果试验取得进展。
1.2.3.2 营养液的组成及管理
营养液中不可缺少的大量元素包括有N、P、K、S、Ca、Mg，不可缺少的微量元素则有B、Mn、Zn、Cu、Mo。
营养液的管理是蔬菜无土栽培与土培根本不同的管理技术，技术性强，是无土栽培尤其是水培成败的技术关键。尤其在自动化和标准化条件较低的情况下。营养液管理主要包括以下几个方面。
（1）营养液浓度调整
营养液浓度又称盐度，以总离子浓度或渗透压（Pa单位大气压）表示，不同营养液配方因使用的化学肥料种类和用量不同，导致离子浓度的差异。一般地，对大多数作物来说营养液的总盐分浓度控制在0.4%～0.5%（下瀬昇，1964），都可以较正常地生长，但不同作物对营养液的总浓度要求还是有较大差异的。营养液的组成成分和浓度因不同作物种类、不同生育时期、不同环境条件和栽培目的等而有所不同。营养液中大量元素的离子浓度范围变化非常大，通常应用的浓度（Marschner H et al，1982；Tanimu et al，1991；Bruia H，1991；魏晓明和张晓军，1996；肖小玲，1999；田附明夫，2001；板東-宏和町田治幸，1992；李冠军等，2010）为NO 3 - -N 5～15，NH 4 + -N0～3，P 2～4，K + 2～8，Ca 2+ 6～10，Mg 2+ 1～4me/L，对于微量元素而言，变化幅度不大。不同的植物、不同的栽培方式、不同的发育阶段和季节，营养液浓度管理也不一样。对于循环供液的无土栽培系统，营养液使用一段时间后，由于植物对养分的吸收和水分蒸腾，营养液浓度有可能发生改变，应定期进行测定，一般用电导仪进行测定，电导率升高表明浓度增加，应及时补充水分，直到所需浓度为止；相反，电导率下降，表明浓度降低，应及时补充肥料。对于K元素和P元素存在奢侈吸收现象（刘藏宇等，1982；Tanimu et al，1991；林春华等，1998；C.Tang et al，2004）。
不同作物对营养液浓度要求不同，这与作物的耐肥性有关。一般情况下，茄果类和瓜类要求的营养液浓度要比叶菜类高（Von den Driessehe R.，1978）。但每一种作物都有一个适宜的浓度范围，绝大部分作物适宜的营养液浓度范围为0.5～3.0mS/cm，最高不超过4.0mS/cm。不同作物在不同生育期对浓度的要求也不一致，一般而言，苗期植株小，浓度可较低，生育盛期植株较大，吸收量多，浓度相对较高（Adaim P.，1991；Ehret and DL.Hol C.1986；Charaf et al.，1986）。以番茄为例（Bradfiend Eg et al.，1984），在开花之前的苗期一般浓度要求较低，适宜的浓度为0.8～1.0mS/cm，；开花至第一穗果实结果时期适宜浓度为1.0～1.5mS/cm（Ehret and DL.Hol C.，1986；Charaf et al.，1986）；结果盛期的浓度较高，适宜浓度为1.5～2.2mS/cm（Zhang F andLiu B.，1991；Adaim P，1991；R.Huang，2001；Kio Tazuke，1997）。小白菜、生菜（Korcak R.F.，1986；C.Thys et al.，1997）等绿叶菜在生育期中只有营养生长，但随植株个体增大，所需养分增多，须相应提高营养液浓度来满足植株生长所需营养（山崎肯哉等，1976；Van J et al.，1990）。别之龙等（2005）分析了Na2SO4和NaHCO3对生菜生长和无机成分的影响，随着Na2SO4浓度增加，K、Ca含量显着降低，而K对于调节离子运输和渗透调节、Ca对于改善盐胁迫下植物的生长情况起着重要的作用（张建新，2005）。
（2）营养液含氧量调整
植物根系的生命活动需要足够的氧气，在无土栽培中氧气部分或大部分从营养液中获得，营养液中溶存氧浓度的增加是提高无土栽培技术的核心。对于不耐涝的旱地植物进行水培时，营养液中含氧量充足与否，是成败的关键因素之一。在营养液的温度为15℃～20℃的范围内，含氧量为4.0～5.0mg/L时，即可满足大多数植物的生长。在水培过程中，由于根系的活动，不断消耗营养液中的氧气，使营养液含氧量下降。在自然条件下，虽然空气中的氧气会通过扩散作用缓慢地溶入营养液，但远不能满足根系对氧的需求。因此，人工增氧是水培技术中的一项重要措施（郭世荣，2000；寿伟林等，2004；王久兴和王子华，2005）。目前，人工增氧的方法和途径有以下几种。
①起泡器扩散微细气泡法。这种方法主要在小盆钵水培中使用。
②将营养液进行循环流动。此法效果很好，是生产中普遍采用的方法。
③露根增氧法。在水培中可将植物根系上部分露在空气中，而下部根系浸在营养液中，上部分根系在空气相对湿度达饱和的空气中，形成很多根毛，可直接吸收空气中的氧气。
④控制营养液温度。因为营养液温度与溶氧量成反比，在植物适应的温度范围内，尽量控制营养液温度，避免过高温度。
⑤经常清除营养液内残根落叶，以减少微生物在分解过程中对氧气的消耗。
目前，利用深水培栽培蔬菜作物，由于根系直接生长在营养液中，溶解氧在适合多数作物生长的液温范围内（15℃～20℃），含氧量为4.0～5.0mg/L或更高一些。从目前的研究来看，解决的办法有以下几种。（北条雅章和伊东正，1990；张德威等，1993；Gunes A.et al.，1996）A.降低栽培槽中的液面高度：通过降低液面高度，增加作物根系在空气中对氧的吸收量，也可通过气泡法、滴雾法、流液法、露根法、湿气根法等增加空气与水的接触面积，改善根系对空气中氧的吸收能力（徐志豪等，1994）。B.增加更换营养液的次数，缩短间歇时间：新鲜营养液溶解氧含量较原液增加70%～90%，能及时改善作物生理缺氧的状况。因此，可根据水培蔬菜不同生育期的需氧条件，改变营养液的更换周期和循环时间。C.调节栽培环境，增加营养液中的溶氧量。温度高时，作物地上部分呼吸和蒸腾作用强，此时根系对营养液中氧的需求随之增加。可通过落差、喷雾、搅拌、压缩空气、循环流动、间歇供液、滴灌供液、夏日降低液温、降低营养液浓度、施用增氧器和化学增氧剂等方法增加营养液的溶氧量。
由于根系直接生长在营养液中，因此根系与溶氧量的关系最为密切。郭世荣（2000）对黄瓜和番茄不同营养液溶氧浓度下根系呼吸强度的研究表明，3天后，黄瓜和番茄根系的呼吸强度均与溶氧浓度呈正相关关系，即随溶氧浓度降低而降低，黄瓜的降低程度小于番茄；陈艳丽（2004）在小型水培生菜系统中，在DFT水培装置中，研究DFT水培条件下生菜根系的耗氧规律，结果表明：在气温为（21±1）℃的条件下，营养液的溶氧浓度在开泵（25W）20min内，溶氧浓度增加，且营养液溶氧初始浓度越低增加速度越快，40min后达到溶氧浓度的饱和点7.9mg/L不再增加；生菜根系在8:45～14:45时耗氧量最大；16:00时以后至次日早上的耗氧量可忽略不计。
总之，目前国内对于无土栽培营养液溶存氧的研究尤其是根系需要的溶氧量和适宜溶氧浓度等方面的研究还很少，今后营养液管理的研究工作应重点从这些方面展开。
（3）营养液酸碱度（pH）调整
无土栽培营养液pH的变化直接影响蔬菜的生长状况及其对养分的吸收和利用。这与营养元素的特点和植物本身两方面有关，pH对营养液肥效的影响包括两个方面：一是直接影响作物吸收离子的能力，引起营养液pH变化主要原因之一是蔬菜对阴、阳离子吸收的不平衡，而离子吸收不平衡的外界重要因素是氮素形态的差异；二是影响营养元素的有效性，从而导致作物营养失衡。有关学者（Thoulon V，1992；D.Savvas，2003）通过对营养液不同pH对营养液成分影响的研究认为，营养液不同pH对营养成分的有效性有不同程度的影响。在大量元素中，N素（NO 3 - 与NH 4 + -N）和K素的有效性受pH影响不大；Mg在pH 4～8的营养液中也维持较稳定状态；而磷与钙素在营养液高于pH 6时，则表现随pH升高，其有效性呈下降趋势。微量元素成分的有效性受营养液pH影响则更为明显（Sigifredo Castro et al.，2004；Jian Wu et al.，2007；Imsande,J.，1986），均表现随营养液pH升高而呈下降趋势，其中以Fe与Zn最为敏感，pH高于6，其成分的有效性急剧下降，pH 8时有效成分几乎全部沉淀。生产上一般采用螯和物是防止Fe与Zn有效性降低。
营养液的pH关系到各种盐类的溶解度和作物细胞原生质膜对盐类的透过性，pH对作物的生长至关重要，大多数植物根系在pH为5.5～6.5的弱酸性范围内生长最好，过高过低都会影响作物生长，故在无土栽培中应做好营养液pH的调控工作。
①酸碱度的作用 酸碱度是溶液的一个非常重要的化学性质，它的高低可能会间接影响到营养液中多种元素的有效性，会引起植物缺素或长势不佳等状况。无土栽培基质的酸、碱性应保持相对稳定，且最好呈中性或微酸性状态。过酸、过碱都会影响营养液的平衡和稳定。一些资料认为，石灰质（石灰岩）的砾和沙含有非常多的碳酸钙（CaCO 3 ），用这种砾或沙作基质时，它就会将碳酸钙释放到营养液中，而提高营养液的pH，即产生碱性。这种增加的碱度能使铁沉淀，造成植物缺铁。作物正常生长需要的pH范围一般在6.0～6.9，过高或过低都会影响生长，这是因为营养液的pH会影响多种必需元素的溶解度。阳离子的溶解度随着酸度的增加而增加，随着碱性的增加而削减，尤其是铁离子受pH的影响比其他阳离子更大。酸度太高，会因铜、锰等肥料溶解度增加，造成铜、锰等阳离子过量而发生毒害；碱性太大，会因铁、锌的沉淀而发生缺铁、缺锌生理病害。所以蔬菜适宜营养液的pH范围为5.5～6.5，但不同蔬菜有不同的要求（施卫明1998）。例如西红柿、葱的营养液pH高，黄瓜、甜瓜的营养液pH低，而草莓的营养液pH是先高后低，然后再高。用强酸、强碱的大量频繁的投入来调节pH是十分必要的。
②控制方法 在种植植物的过程中对营养液的pH进行控制的方法主要有以下两种（Allen S.，1987）。
A.酸碱中和方法。除了在配制营养液时需调整酸碱度以外，循环系统的营养液在使用过程中，仍需不断测定酸碱度的变化，当酸碱度不适应时，应及时调整。pH上升时，用稀酸溶液如H2SO4或HNO3溶液中和。pH下降时，用稀碱溶液如NaOH或KOH中和。
B.选用生理平衡的配方。营养液的pH因盐类的生理反应而发生变化，其变化方向视营养液配方而定。选用生理平衡的配方能够使pH变化比较平稳，可以削减调整的麻烦，达到治本的目的。
（4）水培中铁素对配方的影响
植物体内缺铁时，会引起形态和生理上的变化，在农业生产中缺铁会造成农作物的产量和品质下降。不同形态氮素对植物对铁的吸收和利用有不同影响。氮素供应与植物铁营养效率的关系非常复杂（Lsrael D W and Isckson W.A，1978），NH 4 + -N、NO 3 - 对铁的吸收利用及有效性的影响截然不同：供应NH 4 + -N时，土壤环境酸化，pH下降，使铁的有效性增加；供应NO 3 - 时，使根际pH升高，不利于植物对铁的吸收，导致植物缺铁黄化（Von den Driessehe R，1978）。
铁在植物生理的营养功能中具有重要的作用（Alloushg A，1990）。铁与植物的光合作用、呼吸作用、固氮作用有关，还是植物体内多种酶和蛋白的组成成分，铁还参与植物叶绿素的合成及新陈代谢过程。植株缺铁时叶片失绿，影响光合和呼吸作用，光合产物不足，影响开花结实，导致减产或死亡。
无土栽培技术发展迅速，而铁营养一直是发展过程中有待解决的难题之一。近年来，植物缺铁问题引起国际上的重视，在营养液中影响铁有效性的因素主要有（Lsrael D W，1978，Korcak R.F，1988；H,Pump.，2005）以下几种。
A.营养液pH高，铁在碱性条件下生成不溶性的沉淀，不能被植物吸收利用。
B.水中游离的HCO 3 - 含量过高，限制了三价铁还原酶的还原能力，影响植物对铁的吸收。
C.Ca、Mg、Mn、Cu、Zn等元素对铁的拮抗作用。
D.环境条件的影响如当阳光照射营养液时，铁会在溶液中沉淀，长出的藻类会与栽培的植物竞争铁，这些都会造成植物对铁的吸收利用降低，从而引起缺铁黄化等症状。
一般认为Fe 2+ 是植物吸收的主要形式，螯合铁也可以被吸收。Fe 3+ 在高pH条件下溶解度很低，大多数植物都很难利用。为了提高铁离子的溶解度和有效性，我们可通过改变营养液的pH使其达到微酸性环境和将铁离子与其他物质化合成为水溶性强的化合物，如有机酸铁或螯合铁来解决这一问题。研究表明每升高1个pH单位，溶解中铁的活性可减少1000倍（J.Buysse et al.1995；C.Thys et al.1997）。由于硫酸亚铁是一些工业的副产品，来源广泛，价格又便宜，是无土栽培作物的重要铁源，又是制造其他铁肥如硫酸亚铁铵和螯合铁的原料。但在高温、照光、碱性条件下有效性会下降。马太和（1987）认为pH﹤6.5时，FeCl3极易溶于水，故在Cl含量适宜的范围内，FeCl3可作为营养液铁的来源。由于氯化铁和硫酸亚铁等无机铁盐在碱性高时很容易变成磷酸铁或氢氧化铁沉淀而失效，甚至在中性情况下也会被氧化成碱式盐沉淀，而低价的硫酸亚铁易被空气中的氧氧化为高价铁而失效，常造成植物缺铁，后来栽培中的铁盐又改为有机酸铁，如柠檬酸铁和洒石酸铁，这些化合物的有效性虽比氯化铁、硫酸亚铁好些，但本身很不稳定，故其效果也不理想，随着近代化学科学的发展，明确了应用能形成螯合环的有机化合物与铁作用或螯合铁，这类螯合铁用于无土栽培营养液中作铁源，效果很好，所以现在都使用它代替最初使用的无机铁盐和有机酸铁。铁螯合物为浅棕色或暗棕色粉末状物质，在无土栽培营养液中铁能形成稳定的化合物，能保持较长时间的有效性。毛达如（1994）认为柠檬酸铁在pH 7～8的环境中也能保持溶解状态。刘卫星等（2003）等的不同铁源水培小白菜试验研究表明，水培小白菜采用FeEDTA作为铁源，对于小白菜的生理特性、营养特性、品质、产量的效果均高于无机铁作为铁源。
陈春宏（1992）等利用不同铁源水培小白菜产量品质影响的研究；孟会生（2005）的蔬菜液培营养液研制与应用的研究；李式军和汪李平（1995）研究了水培生菜铁素营养诊断的方法和水培生菜耐缺铁胁迫品种的筛选及其生理特性研究；刘士哲等（1995）研究了铁营养对水培荠菜和生菜生长及根系一些酶类特性的影响；刘永军等（2002）的不同供铁水平对鲜食小白菜生长的影响；付连刚（2005）的叶菜类蔬菜的富铁机理及其影响因素的研究。无土栽培技术中鳌合态铁的使用，使缺铁现象有了很大的改观。但还有许多问题尚待解决。
（5）水培中氮形态对配方的影响
氮素是作物生长必需的营养元素之一，对蔬菜与其他作物一样具有重要的作用。根系吸收主要氮素形态是NH 4 + -N和NO 3 - N。由于园艺作物大部分是喜硝作物，因此园艺作物主要氮素吸收形态为NO 3 - 。NH 4 + -N可以被作物吸收利用，但如果浓度太高会对植物造成毒害作用。NO 3 - 是阴离子，为氧化态的氮源，NH 4 + -N是阳离子，为还原态的氮源，它们所带电荷不同，因此在营养上的特点也就必然不同。有关学者认为，大多数作物将对NH 4 + -N和NO 3 - 配合使用效果优于任一单施效果，其最佳比例随作物种类的不同而异。水培条件下，营养液中NH 4 + -N和NO 3 - 两种氮源同时存在时，氮的吸收率最高（姚建武等，2001；Pill,W.G.and V.N.Lambetii.1977）。为什么加入NH 4 + -N对生长有促进作用还不清楚，由于NO 3 - 还原成NH3需要能量，因而可以假定施用NH 4 + -N可使能量保存并转移到离子吸收和生长等其他新陈代谢过程。低浓度NH 4 + 可能促进NO 3 - 还原作用。在强光和较高的温度下，NH 4 + 供应植株易发生铵毒害作用，而弱光和较低的温度下，可以相对增加NH 4 + 比例，而不发生铵毒害作用。但是必须指出，不能简单地判断哪种形态好还是不好，因为肥效高低与作物种类及各种影响吸收和利用的因素有关。各种作物都能利用这两种氮源，但形态不同，作物的反应也不一样。
水培中的铵态氮（NH 4 + -N）不易在短时间内发生变化，因此水培中主要选择硝态氮作为氮源供给。虽然NO 3 - 的使用不易发生生理障害，但却存在以下诸问题（刘高琼和李式军，1993）：（1）营养液中氮素浓度变化，则钾和钙的浓度也变化；（2）营养液的pH容易上升；（3）弱光下NO 3 - 的吸收受到抑制，叶色较浅，葱类叶子容易折断。相反，NH 4 + -N浓度过高会发生生理障害（杜永臣，1991；杨旭和邹志荣，2003）。如何降低蔬菜产品的硝酸盐含量成为近年来人们关注的问题。
目前大多数配方，除了针对喜酸性环境的作物，使用特殊营养液配方之外，很少全部使用铵态氮为氮源的配方。有些配方（如华南农业大学雍菜专用配方）使用尿素酰胺态氮作为部分氮源。此外，用尿素代替部分铵态氮或硝态氮，能降低叶菜类硝酸盐含量，还可使营养液pH降低。可采用胺态氮或酰胺态氮部分或全部代替原有配方中硝态氮，收获前停止氮素供应，用有机肥代替无机营养液或氨基酸部分代替硝态氮等方法可降低农产品中的硝酸盐含量。汪李平和李式军（1995）研究了硝态氮和氨态氮及其不同配比对水培生菜铁素的影响，结果表明两种形态的氮素按一定比例施用后生菜长势增强、叶绿素含量增加，光合性能增强，生菜体内铁的活性提高。陈贵林和高秀瑞（2002）以水培生菜为载体，研究表明用氨基酸和尿素替代硝态氮均能降低植物体内的硝酸盐含量。氨基酸代替硝态氮提高了两种蔬菜的可溶性糖、蛋白质含量、叶片全氮量，增强了不结球白菜叶片硝酸还原酶活性，但削弱生菜叶片硝酸还原酶活性，而且对不结球白菜，氨基酸与尿素效果相近，但对生菜氨基酸比尿素更有效。氨基酸部分替代硝态氮不但可以显着降低两种蔬菜体内硝酸盐含量，而且可以改善品质。
刘高琼和李式军（1993）的酰胺态氮对水培白菜产量和硝酸盐积累影响的季节性差异；水培营养液中尿素的转化和蔬菜对尿素作氮源的反应都说明铵态氮或酰胺态氮部分或全部代替原有配方中硝态氮可降低蔬菜硝酸盐含量。
1.2.4 水培其他方面研究进展
近年来，我国的无土栽培事业迅猛发展，水培的试验研究也取得了较大进展。贺文爱（2004）采用NFT栽培方式研究营养液配方中氮磷钾的不同配比和含量对菜心的产量及其硝酸盐含量的影响，并得出硝酸盐含量较低而产量较高的氮磷钾3种元素的最佳浓度和配比，为无土栽培无公害蔬菜营养液配方的选择提供参考；肖小玲（1999）在水培条件下研究了生菜对无机养分的吸收特征；李世军和汪李平（1995）采用缺铁培养液进行水培比较营养液试验，筛选出耐缺铁胁迫品种，并对其生理特性进行了研究；董晓英和李式军（2008）研究了采前营养液处理对水培小白菜硝酸盐积累的影响；陶正平和李梦玲（2001）对提高氮素水平对水培小白菜生长及硝酸盐含量的影响作出研究，为找出适合叶菜类蔬菜无土栽培的营养液配方最佳配方提供了参考；姚建武等（2001）进行了叶菜不同氮源形态的水培研究。